粵北白沙地區晚侏羅世高分異I 型細?；◢弾r年代學、地球化學特征及其地質意義*

黃孔文，郭 敏，林杰春，胡啟鋒，王邱春，湯 珂，周 晗，黃一栩

（1 廣東省地質調查院，廣東廣州 510080；2 廣東省化工地質勘查院，廣東廣州 510800）

花崗巖研究在大陸動力學研究中具有重要的指示意義。受東西向佛岡-豐良斷裂控制的佛岡巖體的形成機制備受關注，原因是其明顯不同于沿海地區呈北東向展布的其他花崗質巖體，且巖體來源于多期次、不同來源的巖漿侵入作用：佛岡巖體主體巖性為中侏羅世晚期粗粒-斑狀黑云母花崗巖，占雜巖體總體面積85%以上，因使用不同劃分準則，可劃分為A 型(包志偉等，2003；肖振宇等，1998)、I 型（莊文明等，2000）、S 型（涂光幟等，1979；趙子杰等，1987；梁敦杰等，1988；陳小明等，2002）和高分異I 型花崗巖（邱檢生等，2005；陳璟元等，2015）。關于巖石來源及特征方面也有不同觀點，廣東新豐烏石村見早侏羅世（Sm-Nd 法，(206±26)Ma；Rb-Sr法，(198±13)Ma）華南同熔型石英閃長巖（黃友義等，2000）；廣東新豐烏石閃長巖為中侏羅晚期（LA-ICP-Ms 法和Rb-Sr 法，160 Ma（徐夕生等，2007））高鉀鈣堿性系列巖體，來源于地幔部分熔融產生的新生幔源玄武質巖漿與下地殼玄武質巖石脫水部分熔融產生的混合巖漿；廣東從化良口以西從化石嶺可見拉張環境下形成的早白堊世（Rb-Sr法，（144.9±5.9）Ma）方鈉石正長巖為堿性正長巖(劉昌實等，2003)；廣東龍口南昆山見燕山晚期伸展背景形成的A 型堿長花崗巖體（劉昌實等，2005）；廣東省從化市南的臘圃角閃黑云二長花崗巖鋯石U-Pb 為(163±1.2)Ma，是下地殼部分熔融的產物。但前人對佛岡復式巖體北緣白沙地區細粒二長花崗巖缺少年代學、地球化學和巖漿源區等方面的研究。

本文對白沙區晚侏羅世細粒二長花崗巖進行巖石學、地球化學、LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年代學和Hf 同位素等工作，揭示該期巖體巖石學、年代學、源區及其演化規律，并為研究佛岡巖體演化提供證據。

1 區域地質背景

研究區位于廣東省英德市白沙地區內，大地構造位于華夏板塊（圖1a），出露于近東西向展布佛岡巖體中段北側邊緣部位（圖1b）。研究區內，泥盆系碎屑巖、碳酸鹽巖主要分布于研究區北側，石炭系碳酸鹽巖主要分布于研究區北側，三疊系碎屑巖主要分布于研究區北西側，第四系出露較為普遍（圖1c）。

研究區內巖體位于佛岡巖體北緣，為燕山期侵入活動形成的復式巖基，形成于中-晚侏羅世和白堊世。中侏羅世侵入巖體在本區普遍發育，巖性為粗、中粒斑狀黑云母二長花崗巖和中粒斑狀黑云母二長花崗巖，為超大型離子吸附型輕稀土礦賦存的地質體，局部見中粒斑狀正長花崗巖和中粒含斑黑云母二長花崗巖，呈逐漸過渡。晚侏羅世侵入巖體主要分布于研究區中部、東側和南西側一帶，巖性主要為中粒斑狀黑云母二長花崗巖、細粒斑狀黑云母二長花崗巖和細粒（含斑）黑云母二長花崗巖。本次針對晚侏羅世侵入巖邊緣相的細粒（含斑）黑云母二長花崗巖進行研究。

研究區中部鎖洞村以西和白沙鎮以南等地可見早白堊世侵入巖，巖性主要為細粒黑云母二長花崗巖，侵入中-晚侏羅世巖體中，其內接觸帶可見早期侵入巖捕擄體，同時見電氣石化、納長石化和綠泥石化等蝕變。此外，新豐縣遙田鎮下遙村附近出露約1 km2晚白堊世粗中粒黑云母二長花崗巖。

2 巖體特征與樣品描述

圖1 粵北白沙地區大地構造位置（a）、佛岡巖體展布圖（b）及白沙地區地質簡圖（c）1—第四系；2—晚三疊世；3—早石炭世；4—晚泥盆世；5—晚白堊世花崗巖；6—早白堊世花崗巖；7—晚侏羅世花崗巖；8—中侏羅世中粒斑狀黑云母二長花崗巖；9—中侏羅世石英閃長巖；10—斷裂；11—采樣位置Fig.1 Geotectonic location map（a）,distribution map of Fogang intrusion(b)and geological map of Baisha area(c)in northern Guangdong Province1—Quaternary;2—Late Triassic;3—Early Carboniferous;4—Late Devonian;5—Late Cretaceous granite;6—Early Cretaceous granite;7—Late Jurassic granite;8—The Middle Jurassic coarse-medium-grained biotite monzogranite;9—The Middle Jurassic quartz diorite;10—Fault;11—Sampling location

巖體主要分布于新豐縣遙田鎮鹿子坑-下洞以北一帶、茶坑和英德市白沙鎮小梅坑等地，由3 個侵入巖體組成，呈巖株產出，出露面積25.65 km2，占總面積的1.36%。該期巖體的中心相到邊緣相呈逐漸過渡：中心相為粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖，逐漸過渡為粗中粒黑云母二長花崗巖、細粒斑狀黑云母二長花崗巖和，邊緣相為細粒（含斑）黑云母二長花崗巖；在新豐縣遙田鎮圍心-下遙一帶見該期巖體的中心相為粗中粒（黑云母）二長花崗巖，逐漸過渡為中粒（黑云母）二長花崗巖，邊緣相為細粒（含斑）黑云母二長花崗巖；于沙田鎮下遙一帶，該期侵入體呈南北向展布，呈巖株產出，與同期巖漿活動產物晚侏羅世細粒黑云母二長花崗巖呈脈動型侵入接觸。巖體侵入于中侏羅世細粒石英閃長巖和中粒斑狀黑云母二長花崗巖，內接觸帶見鈉長石化和綠泥石化蝕變，外接觸帶見鉀化等蝕變。

圖2 細粒黑云母二長花崗巖野外照片（a）、手標本照片（b）及顯微鏡下照片（c、d）Pl—斜長石；Kfs—鉀長石；Q—石英；Bi—黑云母Fig.2 Photos(a,b)and microphotographs(c,d)of fine-grained biotite monzogranitePl—Plagioclase;Kfs—K-feldspar;Q—Quartz;Bi—Biotite

侵入巖巖石樣品巖性主要為細粒（含斑）黑云母二長花崗巖（圖2），呈肉紅色-淺灰色，細?；◢徑Y構，局部見似斑狀結構，主要由鉀長石（34%～45%）、石英（25%～30%）、斜長石（30%～35%）和黑云母（3%～10%）等組成。斑晶主要為鉀長石，呈自形，粒徑多5～8 mm，個別大于15 mm。鉀長石主要為微斜微紋長石，呈半自形-他形晶粒狀，具格狀雙晶及鈉長石顯微條紋，粒度多為0.4～2 mm。斜長石呈自形-半自形板狀，具聚片雙晶，為更長石（牌號：20～29），粒度在0.4～2.0 mm 之間。石英呈他形晶粒狀，粒度多為0.4～2.0 mm±，＞2～4 mm 者次之。黑云母呈片狀，粒度多在0.2～2.0 mm之間。副礦物多呈黑云母包裹體出現。副礦物組合為磁鐵礦-獨居石（鈦鐵礦）-鋯石型。

3 分析方法

巖石主量元素、微量元素、稀土元素等在河北區域地質礦產調查研究所實驗室完成。主量元素測試用硅酸巖巖石化學分析方法，主要檢測儀器為Axios max X 射線熒光光譜儀，FeO 測試用氧化亞鐵量測定法，主要檢測儀器為50 ml 滴定管，分析精度一般優于2%；灼失量、H2O+、H2O測試采用化合水測定法，主要檢測儀器為P124S 電子分析天平；稀土、微量元素測試方法采用硅酸巖巖石化學分析：44 個元素量測定，采用酸溶法制備樣品，主要檢測儀器為X Serise 2 電感耦合等離子體質譜儀，相對誤差不大于5%，測試方法見高劍峰等(2003)。

鋯石單礦物分選是在河北省廊坊市誠信地質技術服務公司完成。制靶及鋯石陰極發光是在北京鋯年領航科技有限公司完成。參照鋯石陰極發光（CL）及透反射光圖像，選擇鋯石顆粒表面無裂痕、內部環帶清晰、無包裹體的位置做U-Pb 定年的測試點。鋯石U-Pb 同位素定年在安徽合肥工業大學利用LA-ICP-MS 分析完成。試儀器為Agilent 7500a，激光剝蝕系統為GeoLas 2005，激光剝蝕斑束直徑為32 μm，激光剝蝕深度為20～40 μm。對分析數據的離線處理采用軟件ICP-MS DataCal完成詳細的儀器操作條件和數據處理方法同Liu 等(2010a；2010b)詳細描述。數據處理采用Ludwig (2003)SQUID1.0 及Isoplot 程序。數據處理采用Ludwig K R(2003)SQUID1.0 及Isoplot 程序。普通Pb 采用204Pb 校正，標準樣和未知樣的普通Pb 校正用Stacey 等(1975)的417 Ma 模型207Pb/206Pb=0.864，208Pb/206Pb=2.097，206Pb/204Pb=18.052。

鋯石Hf 同位素測試是在北京科薈測試技術有限公司Neptune plus 多接收等離子質譜及配套的ESI NWR193 紫外激光剝蝕系統（LA-ICP-MS）上進行，實驗過程中采用He 作為剝蝕物質載氣，剝蝕直徑為50 μm，測定時使用鋯石國際標樣GJ1作為參考物質，分析點與U-Pb 分析點為同一位置。分析過程中鋯石標準GJ1 的176Hf/177Hf 測試加權平均值為0.282 007±0.000 007，與文獻報道值在誤差范圍內完全一致。

4 分析結果

4.1 巖石地球化學特征

巖石的主微量元素分析結果見表1。從表中可見，樣品的w(SiO2)為70.74%～77.47%，w(Al2O3)為12.49%～15.41%，全 堿w(Na2O + K2O) 為7.62%～8.62%，K2O/Na2O 為0.97～2.02。w(TFe2O3)為0.63%～3.82%。在TAS 分類圖（圖3）中，樣品投影在花崗巖區域內，在w(SiO2)-w(K2O)圖（圖4）中，樣品投影點落在高鉀鈣堿性區域內。樣品的鋁飽和指數（A/CNK）在1.01～1.46 之間，A/NK-A/CNK（圖5）投影在過鋁質區域內。從表1 可以看出，巖石的分異指數(DI)較高(88.52～96.63)，固結指數(SI)較低（0.84～5.90），表明巖體巖漿分異程度相對較高。綜上所述，樣品為鈣堿性過鋁質、高鉀鈣堿性、高分異的細粒黑云母二長花崗巖。

樣品的稀土元素含量及其比值變化范圍基本一致（表1），均具有相似的稀土元素地球化學特征。稀土元素總量w(ΣREE)為（68.72～345.2）×10-6，輕、重稀土元素比值（LREE/HREE）為2.24～24.73，（La/Yb）N值為0.94～54.69，δEu 為0.07～0.57（n=6），少量正Eu異常(1.00～1.16，n=3))，表明該期侵入巖明顯具輕稀土元素富集、稀土元素配分模式相似以及總體為右傾斜等特征（圖6），且大部分具有明顯的Eu虧損，少量表現為正Eu 異常。相對平坦的稀土元素配分模式以及較微弱的Eu 異常特點表明巖漿源區相對較淺，殘留相中有斜長石，而沒有石榴子石。該稀土元素配分曲線與下地殼稀土元素總量相近，與地殼球粒隕石標準化曲線相一致，表明其成巖物質很可能來自上、下地殼混合巖。

在微量元素原始地幔標準化圖解（圖7）中，樣品具有相似的配分模式，富集Rb、Th、U、K、Pb、Nd、Zr和Hf等元素，虧損Ba、Nb、Ta、La、Ce、Sr、P和Ti等元素。具體數據見表1。

4.2 鋯石U-Pb定年結果

對不同位置細粒黑云母二長花崗巖進行LAICP-MS 鋯石定年，所得詳細數據見表2，U-Pb 諧和年齡見圖8。

白沙鎮徑口-坪子村樣品D7271dy 和D5104dy的鋯石呈淺玫瑰色、淺黃色，半自形柱狀、次棱角柱狀，個別呈長柱狀，粒徑以50～250 μm 為主，個別為260～300 μm。陰極發光圖像可見清晰環帶，鋯石Th/U 比值大于0.1（Th/U=0.11～0.90），為典型的巖漿鋯石(吳元保等，2004；鐘玉芳等，2006)。分析41 個點，剔除諧和度小于90%的5 個測點和前侏羅紀捕獲鋯石20個測點，其余16個測點年齡全部落在諧和曲線或者臨近諧和曲線(圖8a)，206Pb/238U 年齡介于151～169 Ma。測點206Pb/238U 加權平均年齡為(157.1±2.9)Ma（MSWD=1.7）。

白沙鎮碗窯下以北1 km 樣品D5005dy，將原定為早白堊世侵入巖修定為晚侏羅世侵入巖體，鋯石呈黃粉色、褐粉色，自半自形柱狀，長、寬比為1∶1 至4.6∶1，顆粒大小以20～250 μm 為主、少量為250～600 μm，鋯石Th/U 比值為0.10～1.05，CL 圖像顯示鋯石發育典型的震蕩環帶結構，表明其為巖漿成因鋯石(吳元保等，2004；鐘玉芳等，2006)。對該樣品的41顆鋯石進行了U-Pb 同位素分析，剔除諧和度小于90%的12 個測點和前侏羅紀捕獲鋯石14 個測點，其余15 個測點年齡全部落在諧和曲線或者臨近諧和曲線（圖8b），206Pb/238U 年齡介于150.6～168.9 Ma。測點206Pb/238U 加權平均年齡為(156.3±2.3)Ma（MSWD=2.3），該年齡代表細粒黑云母二長花崗巖的結晶年齡。

采自回龍鎮蒲昌道班樣品D5061dy，將原定為中侏羅世細粒黑云母二長花崗巖修正為晚侏羅世侵入巖，鋯石呈粉黃色，自半自形柱狀，粒徑以20～200 μm 為主、少量為200～450 μm，長寬比為1∶1 至4.2∶1，鋯石Th/U 比值為0.19～4.22，CL 圖像顯示鋯石發育典型的震蕩環帶結構，表明其為巖漿成因鋯石(吳元保等，2004；鐘玉芳等，2006)。對該樣品的20 顆鋯石進行了U-Pb 同位素分析，剔除諧和度小于90%的測點（13、16、18）和受熱液蝕變影響致年齡偏新的測點（3、5、9、14、15），其余12 個測點年齡全部落在諧和曲線或者臨近諧和曲線（圖8c），206Pb /238U 年 齡 介 于 146～176 Ma。 測點206Pb/238U 加權平均年齡為(155.6±4.6)Ma（MSWD=2.8），該值代表細粒黑云母二長花崗巖的結晶年齡。

表1 細?；◢弾r主量元素、微量元素和稀土元素分析結果Table 1 The analysis results of the major,trace elements and rare earth elements for the fine-grained granites

續表 1Continued Table 1

4.3 Lu-Hf原位分析

圖3 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖TAS分類圖解(底圖據Middlemost,1994)Fig.3 TAS diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province(base map after Middlemost,1994)

圖4 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖w(SiO2)-w(K2O)圖解(底圖據Peccerillo et al.,1976)Fig.4 w(SiO2)-w(K2O)diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province(base map after Peccerillo et al.,1976)

對已獲得的鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡的D5061 樣品中的12 個鋯石顆粒進行LA-ICP-MS鋯石Lu-Hf 同位素分析，得出176Hf/177Hf 比值0.282 462～0.282 463，平均值為0.282 431，fLu-Hf值為0.94～0.97，平均值為-0.96，εHf(t)=-10.3～-7.5，平均值為-8.9，二階段模式年齡TDM2=1688～1858 Ma，平均值為1766 Ma；樣品D7271DY 中11 個鋯石顆粒的176Hf/177Hf 比值0.282 426～0.282 559，平均值為0.282 494，fLu-Hf值為?0.95～0.99，平均值為?0.97，εHf(t)= ?8.95～-4.06，其平均值為?6.49，二階段模式年齡TDM2=1471～1774 Ma，平均值為1619 Ma。由此可知，晚侏羅世細?；◢弾r來源于古元古代物質部分熔融（圖9）。詳細數據見表3。

圖5 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖A/NK-A/CNK 圖解(底圖據Miniar et al.,1989)Fig.5 A/NK-A/CNK diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province(base map after Miniar et al.,1989)

圖6 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖稀土球粒隕石標準化分布型式圖(底圖據Sun et al.,1989)Fig.6 Rare earth element spider diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province(base map after Sun et al.,1989)

5 討 論

5.1 年代學及地質意義

圖7 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖微量元素原始地幔標準化分布型式圖(底圖據Sun et al.,1989)Fig.7 Primitive mantle normalized spider diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province(base map after Sun et al.,1989)

趙子杰等(1987)統計了前人對廣東龍窩、佛岡巖體K-Ar 法測年結果，得出年齡區間較大（100～200 Ma），且年齡可信度值得懷疑。林小明等(2015)對研究區東側佛岡巖體的另一部分進行了野外地質調查及年代學研究，認為晚侏羅世巖體出露面積為237.7 km2，巖性主要為細粒黑云母二長花崗巖、中粒黑云母二長花崗巖和中粒斑狀黑云母二長花崗巖，巖體SHRIMP 鋯石結晶年齡為154.9～156.3 Ma。陳小明等(2002)對佛岡巖體主體粗粒黑云母花崗巖進行Rb-Sr 同位素測試，獲得年齡(167.5±0.37)Ma。本次通過對研究區（圖1）3 個不同位置細粒黑云母二長花崗巖進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，獲得鋯石206Pb/238U加權平均年齡為(157.1±2.9)～(155.6±4.6)Ma，為佛岡巖體北緣白沙地區晚侏羅世細粒黑云母二長花崗巖的結晶年齡。

此外，本文去除諧和度小于90%的測點，將3 個樣品進行統計，發現樣品中存在新元古代早期繼承鋯石（1112～924 Ma，n=3），其與研究區官渡六戶山泥盆系底部復成份礫巖大量新元古代早期碎屑鋯石(884.7～1193.6 Ma，n=20，待發表)均屬于新元古代巖漿活動事件的產物。在鄰區贛州市安遠縣孔田鎮鶴仔出露面積約6.08 km2同碰撞片麻狀花崗閃長巖，其LA-ICP-MS 鋯石Pb-Pb 年齡為(996±29)Ma(鄧中林等,2009)。說明了在佛岡白沙地區之下可能存在著新元古代早期古老基底。

白沙地區晚侏羅世花崗巖內發現大量加里東期承繼鋯石，年齡范圍為493～403 Ma（n=18），16 個測點206Pb/238U/加權平均值(449±12)Ma，與研究區西緣高排村出露寬約4 km2的片麻狀中細粒黑云母二長花崗巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡（(441.5±13)Ma(MSWD=0.23，n=17)（待發表））幾乎一致，屬于華南加里東運動同碰撞擠壓階段（460～435 Ma）的產物(Qiu et al., 2000; Zhang et al., 2006a; 2006b; 張建光等,2011)。

圖8 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖和陰極發光（CL）圖像Fig.8 U-Pb concordia diagrams of zircons of LA-ICP-MS and CL images of the Late Jurassic granites from the Baisha area in northern Guangdong Province

圖9 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖εHf(t)-t圖解Fig.9 εHf(t)-t diagram of of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province

樣品中晚古生代繼承鋯石年齡范圍363～262 Ma(n=5)，分布較散，但研究區內缺乏與其對應的巖漿熱液事件。樣品D5005dy 中見1 顆印支晚期繼承鋯石，其206Pb/238U 年齡為208 Ma。研究區官渡鎮林場-獅子嶺一帶見玄武質角礫熔巖、角礫狀玄武凝灰質熔巖和玄武巖，出露寬約150 m，其中玄武巖LAICP-MS 鋯石U-Pb 加權平均年齡為(205.4±3.0)Ma。李建華等（2014）對近年來報道的華南陸塊印支期巖體的鋯石U-Pb 年齡進行了詳細統計，認為晚期花崗巖(200～230 Ma)占印支期花崗巖的90%，包含泥質、玄武質巖石及明顯幔源巖漿組分，其形成與碰撞造山結束后地殼伸展-減薄背景下引發的減壓熔融作用有關(Zhou et al.,2006;Wang et al.,2007)。

5.2 巖石成因

晚侏羅世細粒二長花崗巖w(SiO2)=70.74%～77.47%，A/CNK=1.01～1.46，平均值為1.22(Chappell et al., 1974)，w(K2O)/w(Na2O) =0.97～2.02，Rb / Sr=0.92～52.72，平均值（9.76）所得值遠大于0.9(Rb/Sr>0.9時，為S型花崗巖)(王德滋等,1993)，CIPW標準礦物中見剛玉分子(0.14%，n=1，0.98%～5.09%，n=8)，在ACF圖解（圖10）中，侵入巖樣品落在“S型”區域。但薄片鑒定中未見石榴子石、原生白云母和堇青石等富鋁礦物，且w(P2O5)(0～0.10%)較低(<0.14%)，排除了其為S 型花崗巖的可能。在w(K2O)-w(Na2O)圖解(圖11)中，樣品落點較為分散，但絕大部分在A 型花崗巖區域內，個別位于I型花崗巖內。鋯石飽和溫度(Watson et al., 1983)為731～824℃，平均值為764℃，明顯小于A 型花崗巖平均溫度（833℃）。同時，除1個樣品(421×10-6)外，巖體w(Zr+Nb+Ce+Y)值為137×10-6～355×10-6，均小于A 型花崗巖的下限值360×10-6。104w(Ga/Al)介于2.06～2.99 之間，平均值(2.43)小于A 型花崗巖的最低值(2.6)(Whalen et al.,1987)，更遠低于全球典型的A 型花崗巖的平均值3.75。這樣也排除了白沙地區細?；◢弾r為A 型花崗巖的可能性。巖體雖在薄片中未見I 型花崗巖典型礦物角閃石，具有較高的w(SiO2)(70.74%～77.47%)和全堿含量高(w(Na2O+K2O)=5.78%～8.62%)，以及較高的分異指數(DI=88.52%～96.63%)，表明了它們經歷了高程度結晶分異作用。巖體鋯石飽和溫度(764℃)等同于澳大利亞Lachlan褶皺帶高分異I型花崗巖的平均值764℃(n=103)，遠達不到典型鋁質A 型花崗巖的平均值839℃(n=55)(King et al., 1997)。同時，白沙地區細?；◢弾r總體上隨著w(SiO2)的增加，w(P2O5)降低，與I 型花崗巖的演化趨勢一致，并具有較高w(FeO)*/w(MgO)比值(2.25～7.79)。除上述特征外，研究白沙鎮出露同期巖漿活動事件的產物石英閃長巖LA-ICP-MS 鋯石加權平均年齡為(163.7±2.3)Ma、遙田鎮下遙村石英閃長巖LA-ICP-MS鋯石加權平均年齡為(156.5±4.4)Ma，及大面積出露粗粒-中-細?；◢弾rLA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡為158.8～165.0 Ma(林小明等,2015)。因此推測白沙地區細?；◢弾r為高分異I型花崗巖。

5.3 巖漿源區

巖石樣品Rb/Sr 比值為0.61～52.72，明顯高于中國東部上地殼平均值（0.31）(Gao et al.,1999)和全球上地殼平均值（0.32）(Taylor et al.,1985)；1 個樣品值為24.5 除外，Nb/Ta 比值為5.81～13.75，平 均 值為7.67，小于平均地殼值（12～13）；Zr/Hf 比值為14.48～31.89，低于上地殼的Zr/Hf 比值（～37）(Gao et al.,1999)；1 個樣品Rb/Nb 比值為4.34 除外，其余值為7.21～33.05（n=8），遠大于全球上地殼Rb/Nb 比值(4.5) (Taylor et al., 1985)。地殼部分熔融形成的熔體不管熔融程度如何，形成的巖石均具有較低的Mg#（<40），巖體Mg#=18.61～39.77(n=2)。這些特征均說明巖體主要為地殼物質部分熔融形成。正Eu異常(1.00～1.16)主要出現在代表下地殼組分的基性麻粒巖和前寒武雜巖中(羅紅玲等，2010)。Nb、Ta負異常則可能說明巖漿演化過程中有幔源物質參與；δEu 值中1 組為0.07～0.57（n=6），遠小于殼幔型花崗巖（0.84），第2 組為1.00～1.16 則是接近或遠大于殼幔型花崗巖（0.84），研究區巖體少量Mg#大于40（40.61～44.18，n=2）。鋯石Hf同位素研究結果表明，εHf(t)= -10.3～ -4.06；二階模式年齡TDM2=1471～1858 Ma(n=23)，平均值為1695.7 Ma。在εHf(t)-t 圖解（圖9）中可見數據主要分布于下地殼區域內。說明巖體主要來自中—古元古代地殼物質部分熔融。

表2 白沙地區晚侏羅世細?；◢弾r鋯石U-Pb分析結果Table 2 Zircon U-Pb zircon analytical data for the fine-grained granite in the Baisha area

續表 2-1Continued Table 2-1

續表 2-2Continued Table 2-2

繼承鋯石是巖漿源區物質最直接的證據。本次巖石樣品繼承鋯石主要來自新元古代早期、早古生代、晚古生代和印支期巖漿活動事件，說明這些時代的巖石組分參與了花崗巖的形成。不論這些繼承鋯石是來源于源區殘留，或是巖漿上升過程中所捕獲，均說明了源區組分并非單一。

5.4 構造環境

早中生代(～200 Ma)太平洋板塊向亞洲板塊發生俯沖（Chen et al., 2005；2007;及其引用相關文獻）持續俯沖一定時期(15～20 Ma)，后在原有薄弱構造帶附近產生進一步伸展的背景下形成的(周新民等，2007)。伸展構造環境可從下列地質事實中得到證實：閩西南-贛南-湘東南-桂東南地區存在燕山早期的堿性花崗巖(176～178 Ma)(陳培榮等，1998；范春方等，2000)、雙峰式火山巖(158～179 Ma)(許美輝，1992；陳培榮等，1999)、堿性玄武巖(Ar-Ar 年齡175～178 Ma)(Chung et al.,1997;趙振華等，1998；陳培榮等，2002；Li et al.,2004;王岳軍等，2004)和堿性雜巖體(K-Ar 年齡199 Ma)(郭新生等，2001)。發現晚侏羅世（165～142 Ma）鎂鐵質巖等，主要有海南、廣東一些小的輝長巖等，也與A 型花崗巖、堿性正長巖等伴生(云平等，2002; Xu et al., 2007)。劉鵬等(2015)對包括粵東沿海地區火山-侵入雜巖的最新鋯石U-Pb年齡進行了統計，發現沿海巖漿活動有3 個峰期，分別為170～155 Ma、145～130 Ma、110～90 Ma。白沙地區晚侏羅世巖石類型多樣，主要為高鉀鈣堿性系列巖石，其次為鉀玄質巖系列巖石。巖石富集Rb、Th等大離子親石元素，相對虧損Ba、Sr、Nb、Ta、P 和Ti元素，與島弧巖漿巖具有類似的地球化學特征(高萬里等，2014)。稀土元素表現為輕稀土元素富集、重稀土元素相對虧損。這些特征表明了其符合后碰撞花崗巖的巖石地球化學特征。綜合w(Y+Nb)-w(Rb)(Pearce et al., 1984)（圖12）微量元素構造判別圖解中，樣品落在多種構造環境區域內，為同碰撞、火山弧和后碰撞區域。Liegeois 等(1998)認為，花崗巖的同碰撞環境與板內環境兩者之間的界限并不是截然的，它們之間存在著連續的、發展的譜系，也就是后碰撞構造環境。由此推測，白沙地區晚侏羅世處于后碰撞階段。

表3 白沙地區細?；◢弾rLu-Hf同位素分析結果Table 3 Lu-Hf isotopic data of the fine-grained granite in the Baisha area

佛岡花崗質雜巖體分布于約北緯24°的近東西向構造一巖漿巖帶上。據航測資料，在佛岡-河源-豐順一帶寬約30 km，長約300 km的東西帶內有2條相互平行延伸的航磁異常帶，推測存在一個隱伏的東西向深斷裂(佛岡-河源-豐順斷裂)(趙子杰等，1987;梁敦杰等，1988)。中國東南沿海燕山期巖漿活動為西太平洋構造-巖漿旋回的一部分。佛岡東西向構造-巖漿帶的形成可能受2 種地球動力學環境的影響。一是古太平洋板塊（庫拉板塊）向西向歐亞大陸俯沖：中侏羅或晚侏羅世形成了中國華南沿海安第斯型的大陸邊緣巖漿弧，弧最寬可達1000 km；晚侏羅世晚期由于俯沖帶傾角變大速度減緩，巖石圈處于伸展應力環境(Zhou et al., 2000)；古太平洋—歐亞大陸的巖石圈消減作用及其能量應該輻射到南嶺地區；二是西菲律賓地塊（West Philippines Block）向北中國-印支（China-Indochina）大陸邊緣碰撞，可能由于俯沖速度隨時間變化(Charvet et al., 1994; Lapierre et al., 1997)，使南中國-印支地塊內產出一系列北西向剪切帶并生成對應的長英質為主的巖漿巖帶。南嶺東西向構造巖漿巖帶之一的本區佛岡花崗巖雜巖體可能是這2 種地球動力學環境綜合作用的結果。后一種作用可能更重要。

圖10 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖ACF圖解Fig.10 ACF Diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province

圖11 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖w(K2O)-w(Na2O)圖解Fig.11 w(K2O)-w(Na2O)diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province

圖12 粵北白沙地區晚侏羅世花崗巖w(Yb+Ta)-w(Rb)圖解(底圖據Pearce et al.,1984)Fig.12 w(Yb+Ta)-w(Rb)diagram of the Late Jurassic granite from the Baisha area in northern Guangdong Province(base map after Pearce et al.,1984)

綜上所述，粵北白沙地區晚侏羅世細粒二長花崗巖體形成于古太平洋板塊（庫拉板塊）與歐亞板塊俯沖作用和菲律賓地塊與南中國-印支地塊的巖石圈消減作用下，巖石圈伸展-減薄，導致地幔物質上涌，在高溫條件熱流作用下幔源物質誘導下地殼雜砂-泥質源巖部分熔融形成。

6 結 論

（1）佛岡巖體北緣的白沙地區細粒黑云母二長花崗巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 加權平均年齡為155.6～157.1 Ma，表明細粒黑云母二長花崗巖侵位于晚侏羅世。

（2）巖體為高硅（w(SiO2)=70.74%～77.47%），高w(Na2O+K2O)（5.78%～8.62%），低w(P2O5)（0～0.10%），富集Rb、Th、U、K、Pb、Nd、Zr 和Hf 等元素，虧損Ba、Nb、La、Ce、Sr、P、Eu 和Ti 等元素?？傮w上明顯富集輕稀土元素（(La/Yb)N=0.94～54.69），具明顯的負Eu異常（δEu=0.07～0.57，n=6)，少量正Eu 異常（1.00～1.16，n=3）。這些地球化學特征指示細粒黑云母二長花崗巖為高分異I型花崗巖。

（3）巖體形成于古太平洋板塊（庫拉板塊）與歐亞板塊俯沖作用和菲律賓地塊與南中國-印支地塊的巖石圈消減作用下，巖石圈伸展—減薄，導致地幔物質上涌，在高溫熱流作用下幔源物質誘導下地殼物質部分熔融形成。

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