徐學(xué)純，張行行，鄭常青，崔芳華，高 源，高 峰

吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061

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遼西楊家杖子侵入巖地球化學(xué)和年代學(xué)特征及其與成礦的關(guān)系

徐學(xué)純，張行行，鄭常青，崔芳華，高 源，高 峰

吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061

遼西楊家杖子地區(qū)位于華北板塊北緣，燕山褶皺帶東段。該區(qū)侵入巖主要有4種類型：中粗粒鉀長花崗巖、斑狀鉀長花崗巖、似斑狀鉀長花崗巖和細(xì)粒角閃二長巖。其中：主體巖石為中粗粒鉀長花崗巖、斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖，均呈較大的巖基出露，沿北東向展布，鋯石U-Pb同位素測年結(jié)果顯示其形成于早侏羅世(181～188 Ma)；細(xì)粒角閃二長巖多呈巖墻或巖脈產(chǎn)出，近南北向展布，鋯石U-Pb同位素測年結(jié)果顯示其形成于晚三疊世(227 Ma左右)。巖石地球化學(xué)分析結(jié)果顯示：斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖屬于弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石;細(xì)粒角閃二長巖屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石。斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖富集高場強元素Th、La、Nd、Hf和Gd，虧損高場強元素Ti、Ho和大離子親石元素Ba、Sr；細(xì)粒角閃二長巖富集高場強元素Gd、Er和大離子親石元素Ba、Sr，虧損高場強元素Nb、Hf、Ti、Pr、Y、Yb。稀土配分模式圖均為右傾型，輕稀土元素分餾明顯，重稀土元素分餾不明顯。研究表明該區(qū)中生代巖漿作用主要發(fā)生在早侏羅世，且與著名的楊家杖子鉬礦有著密切的成因聯(lián)系，而晚三疊世巖漿作用相對較弱。

遼西；楊家杖子；侵入巖；地球化學(xué)；年代學(xué);楊家杖子鉬礦

0 前言

遼西楊家杖子地區(qū)位于華北板塊燕山褶皺帶東段，以斑巖-矽卡巖型鉬礦而著稱。許多專家學(xué)者對遼西地區(qū)侵入巖的年代學(xué)[1-4]和巖石地球化學(xué)[2-3,5-11]特征，礦床地質(zhì)特征、控礦構(gòu)造、成礦流體、成礦機制及成礦年齡等[12-20]方面做過較詳細(xì)的研究，并取得了一些統(tǒng)一認(rèn)識。前人認(rèn)為EW向和NE、NNE向斷裂控制了蘭家溝斑巖型鉬礦、楊家杖子斑巖-矽卡巖型鉬礦等Au、Cu、Mo、Pb、Zn多金屬礦床[16,18-20]，同時指出控礦巖體屬于高分異I型花崗巖[8-10]，其黑云母K-Ar年齡、Rb-Sr等時線和鋯石U-Pb年齡為181～193 Ma[1-4]，蘭家溝斑巖鉬礦的輝鉬礦、矽卡巖Re-Os模式年齡和等時線年齡為181.6～191.0 Ma[12-16,20]，成巖和成礦時間均屬于早侏羅世。而目前對于遼西地區(qū)中生代所處構(gòu)造環(huán)境的認(rèn)識卻存在較大爭議：部分學(xué)者認(rèn)為華北板塊北緣在三疊紀(jì)末期即開始受到古太平洋俯沖的影響[8]，燕山早期庫拉板塊向歐亞板塊俯沖，巖漿活動強烈[2,21-23]；部分學(xué)者認(rèn)為中生代從晚三疊世開始，華北板塊北緣處于西伯利亞板塊向南擠壓，古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的應(yīng)力帶中[15]，進(jìn)入侏羅紀(jì)以來，作用最強的是伊佐奈歧板塊朝NW方向運移、俯沖到東亞大陸之下，初生的太平洋板塊則在南半球微弱地向SW方向俯沖[24-25]；還有學(xué)者認(rèn)為華北板塊中生代大規(guī)模巖漿活動與太平洋板塊的俯沖無關(guān)，可能相當(dāng)于幾個不同時期發(fā)育的長英質(zhì)大火成巖省，與中生代東亞超級地幔柱的活動有關(guān)[26-27]。出現(xiàn)上述分歧的主要原因是對該區(qū)侵入巖的類型、產(chǎn)出狀態(tài)及分布特征缺少系統(tǒng)的研究。

筆者通過詳細(xì)的野外考察和系統(tǒng)采樣，對該區(qū)不同類型的侵入巖進(jìn)行了巖石地球化學(xué)分析和鋯石U-Pb同位素測年，分析了該區(qū)中生代侵入巖的年代學(xué)格架、巖石成因及其形成時的構(gòu)造背景，并探討了侵入巖與楊家杖子鉬礦的關(guān)系。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

遼西楊家杖子地區(qū)位于華北板塊膠遼陸塊秦皇島巖漿弧區(qū)[28]，燕山褶皺帶東段，錦西--青龍山和女兒河斷裂之間，從山海關(guān)--北鎮(zhèn)隆起到北票凹陷的過渡帶。區(qū)內(nèi)的太古宙地質(zhì)體主要由大面積的TTG雜巖和少部分表殼巖系構(gòu)成。這些太古宙TTG主要形成于25 億a左右，中元古代--古生代以穩(wěn)定克拉通內(nèi)的沉積建造為主，晚古生代--早中生代為前陸盆地沉積，石炭紀(jì)發(fā)育海相、海陸交互相沉積，二疊紀(jì)發(fā)育海陸交互相、陸相紅層和蒸發(fā)巖，在早、中三疊世連續(xù)發(fā)育陸相紅層沉積[29]，缺少明顯的巖漿活動。但是由于早石炭世晚期古亞洲洋板塊向華北板塊之下俯沖，華北北緣轉(zhuǎn)化為活動大陸邊緣，該區(qū)發(fā)育大量閃長巖-石英閃長巖-花崗閃長巖和一些島弧火山巖[28]。在東北地區(qū)，古亞洲洋的最終閉合時間最晚可能發(fā)生在中三疊世，自此以后，華北板塊進(jìn)入到環(huán)太平洋構(gòu)造體系和蒙古--鄂霍茨克構(gòu)造體系的演化階段[30]。

2 地質(zhì)特征

楊家杖子地區(qū)出露的主體侵入巖有4種類型：北東側(cè)的中粗粒鉀長花崗巖、斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖，分布較廣；南西側(cè)的細(xì)粒角閃二長巖，分布較少(圖1)。

圖1 楊家杖子鉬礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)腳注①修編)Fig.1 Geological sketch map of Yangjiazhangzi molybdenum deposits(according to the footnote① revision)① 張梅生.遼寧省1∶25萬錦西市幅區(qū)調(diào)修測報告.長春：吉林大學(xué)，2013.

2.1 野外產(chǎn)狀及分布

中粗粒鉀長花崗巖(B002-1，肉紅色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，正長石體積分?jǐn)?shù)約為40%，粒徑3～6 mm，石英體積分?jǐn)?shù)約為30%，粒徑3～6 mm，斜長石體積分?jǐn)?shù)約為20%，粒徑2～4 mm，黑云母體積分?jǐn)?shù)約為10%，粒徑2～3 mm，圖2a)出露在楊家杖子地區(qū)的北東一側(cè)，以巖基形式產(chǎn)出，呈北東向展布，是該區(qū)分布最廣的侵入巖類型。該巖體與古生界寒武系、奧陶系、石炭系直接接觸，在與寒武系、奧陶系灰?guī)r的接觸帶，出現(xiàn)大理巖化、角巖化、矽卡巖化等現(xiàn)象，與楊家杖子鉬礦關(guān)系密切。

斑狀鉀長花崗巖(STTW-06，肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)為微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，斑晶主要為石英，粒徑1～5 mm，正長石，粒徑2～8 mm，圖2b)和似斑狀鉀長花崗巖(STTW-07，肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)為細(xì)粒顯晶結(jié)構(gòu)，斑晶主要為石英，粒徑2～3 mm，正長石，粒徑2～4 mm，斜長石，粒徑2～3 mm，圖2c)出露在楊家杖子地區(qū)北東的大北嶺隧道一帶，以巖株形式產(chǎn)出，呈北東向展布，通過野外觀察和前人資料[4,20]分析，屬于中粗粒鉀長花崗巖的邊緣相。該巖體與元古宇青白口系、霧迷山組和古生界寒武系、奧陶系直接接觸；在與寒武系、奧陶系灰?guī)r的接觸帶，出現(xiàn)大理巖化、角巖化、矽卡巖化等現(xiàn)象，并產(chǎn)有鐵礦, 與楊家杖子鉬礦關(guān)系密切。經(jīng)過吉科1井的鉆探驗證*徐學(xué)純，張行行，黃明國，等.吉科1井鉆探報告.長春：吉林大學(xué)，2013.，發(fā)現(xiàn)楊家杖子向斜底部為斑狀鉀長花崗巖，表明其與地表出露的斑狀鉀長花崗巖連為一體。

細(xì)粒角閃二長巖(STTW-08，灰綠色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，斜長石體積分?jǐn)?shù)約為40%，正長石體積分?jǐn)?shù)約為30%，角閃石體積分?jǐn)?shù)約為20%，黑云母體積分?jǐn)?shù)約為10%，粒徑1 mm左右，圖2d)出露在楊家杖子地區(qū)南西松樹卯一帶，以巖墻或巖脈形式產(chǎn)出，呈南北向展布，分布較少。該巖體與古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和中生界三疊系直接接觸，與前兩個巖體未見直接接觸關(guān)系。該巖體還含有閃長巖[4]，本文采樣為細(xì)粒角閃二長巖。

2.2 巖相學(xué)特征

中粗粒鉀長花崗巖：肉紅色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為條紋長石(體積分?jǐn)?shù)為50%)，半自形板狀，條紋結(jié)構(gòu)明顯，粒徑3～6 mm；石英(30%)，他形粒狀，粒徑3～6 mm；斜長石(15%)，半自形板狀，粒徑2～4 mm；黑云母(5%)，半自形片狀，粒徑2～3 mm(圖3a)。副礦物組合為磁鐵礦-鋯石-磷灰石-榍石。

斑狀鉀長花崗巖：肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要為條紋長石、微斜長石、斜長石、石英，基質(zhì)主要為細(xì)粒長英質(zhì)。堿性長石主要為條紋長石，他形板狀，條紋結(jié)構(gòu)明顯，粒徑1.5～9.0 mm；微斜長石少量，半自形板狀，有格子雙晶，粒徑0.5～2.0 mm；斜長石，半自形長板狀，粒徑0.5～2.0 mm；石英，他形粒狀，表面干凈，粒徑1～5 mm(圖3b)。副礦物組合為磁鐵礦-鋯石-磷灰石。

似斑狀鉀長花崗巖：肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為細(xì)粒顯晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要為石英、正長石、斜長石，基質(zhì)由0.2 mm左右的長英質(zhì)組成。石英，他形粒狀，外形不規(guī)整，粒徑1.5～2.0 mm；正長石，半自形長板狀，粒徑1.5～4.0 mm；斜長石，半自形板狀，大多發(fā)生了絹云母化蝕變，粒徑1.5～4.0 mm(圖3c)。副礦物組合為磁鐵礦-磷灰石。

細(xì)粒角閃二長巖：深灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為斜長石、正長石、角閃石和少量黑云母、石英。斜長石(40%)半自形板狀，呈小聚合體分布，部分斜長石發(fā)生了高嶺土化蝕變，粒徑0.2～0.6 mm；正長石(30%)半自形板狀，粒徑0.2～0.6 mm；角閃石(15%)他形粒狀，粒徑0.2～0.4 mm；黑云母(10%)半自形片狀，粒徑0.2～0.4 mm；石英(5%)他形粒狀，粒徑0.2～0.5 mm(圖3d)。副礦物組合為磁鐵礦-磷灰石。

3 樣品測試與處理分析

本文選取了斑狀鉀長花崗巖、似斑狀鉀長花崗巖、細(xì)粒角閃二長巖3種巖石樣品進(jìn)行了主量元素、微量稀土元素和年代學(xué)測試。

巖石樣品由哈爾濱礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心進(jìn)行處理。首先將樣品進(jìn)行粗碎，然后研磨至200目以下。主量元素和微量元素的分析測試由哈爾濱礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成。主量元素采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(IC-OES)測定，微量元素采用等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測試完成。樣品的主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)由36種涵蓋硅酸鹽樣品范圍的參考標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)雙變量擬合的工作曲線確定，基體校正根據(jù)經(jīng)驗的Traill-Lachance程序進(jìn)行，分析精度優(yōu)于 1%～5%。樣品中微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)則使用USGS標(biāo)準(zhǔn)W-2和G-2及國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GSR-1、GSR-2和GSR-3來校正，其分析精度一般為2%～5%。具體實驗步驟、測試條件及實驗原理參考文獻(xiàn)[31]。巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理及作圖采用路遠(yuǎn)發(fā)[32]的Geokit和Geoplot軟件完成。

a. 中粗粒鉀長花崗巖；b. 斑狀鉀長花崗巖；c. 似斑狀鉀長花崗巖；d. 細(xì)粒角閃二長巖。圖2 楊家杖子地區(qū)侵入巖的野外照片F(xiàn)ig.2 Field photos of the three intrusive rocks in Yangjiazhangzi

a. 中粗粒鉀長花崗巖；b. 斑狀鉀長花崗巖；c. 似斑狀鉀長花崗巖；d. 細(xì)粒角閃二長巖。均為正交偏光。Pl. 斜長石；Aks. 堿性長石；Bt. 云母；Q. 石英；Hbl. 角閃石。圖3 楊家杖子地區(qū)侵入巖的鏡下照片F(xiàn)ig.3 Microscope photographs of the intrusive rocks in Yangjiazhangzi

測年樣品破碎和鋯石挑選由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成。將樣品機械性粉碎至80目，進(jìn)行重力分選，利用礦物介電分選儀進(jìn)行磁選，然后經(jīng)重液分選，最后在雙目鏡下選擇透明無包裹體無裂隙、晶形好、顆粒較大的鋯石單礦物粘在雙面膠上，用無色透明的環(huán)氧樹脂固定，待環(huán)氧樹脂固化以后將鋯石拋光，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面充分暴露，進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)顯微圖像的采集。

鋯石測年由天津地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所同位素測試實驗室采用LA-MC-ICP-MS法完成。分析儀器為Thermo Fisher公司制造Neptune型質(zhì)譜儀和美國ESI公司生產(chǎn)的UP193-FX ArF準(zhǔn)分子激光器，激光束斑直徑為35 μm，頻率8～10 Hz，激光器能量密度13～14 J/cm2。實驗中采用動態(tài)變焦擴大色散可以同時接收質(zhì)量數(shù)相差很大的U-Pb同位素，從而進(jìn)行鋯石U-Pb同位素測定。采樣方式為單點剝蝕，數(shù)據(jù)采集選用一個質(zhì)量峰采集一點的跳峰方式，每完成4～5個樣品的測定，插入測標(biāo)樣一次。采用TEMORA作為外部標(biāo)準(zhǔn)鋯石，利用NIST612作為外標(biāo)計算鋯石樣品的U、Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用208Pb對普通鉛進(jìn)行校正。采用中國地質(zhì)大學(xué)劉勇勝[33]博士研發(fā)的ICPMSDataCal程序和Ludwig[34]的Isoplot程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

4 地球化學(xué)特征

4.1 主量元素特征

STTW-08與文獻(xiàn)中閃長巖、二長巖均屬于松樹卯巖體，STTW-06、STTW-07與文獻(xiàn)中花崗巖均屬于楊家杖子巖體，下同。Ir.Irvine分界線，上方為堿性，下方為亞堿性，據(jù)文獻(xiàn)[34]。1.橄欖輝長巖；2a.堿性輝長巖；2b.亞堿性輝長巖；3.輝長閃長巖；4.閃長巖；5.花崗閃長巖；6.花崗巖；7.硅英巖；8.二長輝長巖；9.二長閃長巖；10.二長巖；11.石英二長巖；12.正長巖；13.副長石輝長巖；14.副長石二長閃長巖；15.副長石二長正長巖；16.副長正長巖；17.副長深成巖；18.霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖?；◢弾r、閃長巖和二長巖數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[2,5-7,10]。圖4 w(Na2O+K2O)-w(SiO2)巖石分類圖Fig.4 w(Na2O+K2O)-w(SiO2) rock classification diagram

從表1和參考文獻(xiàn)[2,5-7,10]數(shù)據(jù)可以得知：斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖中w(SiO2)較高，為68.89%～77.38%，w(Al2O3)為12.79%～15.34%，w(Na2O)為2.64%～4.91%，w(K2O)為4.16%～5.53%；閃長巖和二長巖中w(SiO2)較低，為51.40%～61.73%，w(Al2O3)較高，為14.84%～16.58%，w(Na2O)為4.06%～4.91%，w(K2O)為2.68%～4.17%。經(jīng)過w(SiO2)-w(Na2O+K2O)巖石分類圖解投影(圖4)，分別落入花崗巖區(qū)、閃長巖區(qū)和二長巖區(qū)?；◢弾rA/CNK值為0.87～1.16，A/NK值為0.97～1.25；二長巖和閃長巖A/CNK值為0.42～0.68，A/NK值為1.55～1.69。從A/NK-A/CNK圖解(圖5a)可以看出，斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖屬于弱過鋁質(zhì)系列巖石，細(xì)粒角閃二長巖屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)系列巖石。從w(K2O)-w(SiO2)圖解(圖5b)可以看出，大多數(shù)巖石樣品落入高鉀鈣堿性系列，顯示巖石相對富鉀的特征?；◢弾r分異指數(shù)(DI)較高，為86.61～96.67，堿度率(AR)為1.90～2.45，固結(jié)指數(shù)(SI)為0.21～5.96，具有高分異I型花崗巖的特點；二長巖和閃長巖DI為50.75～67.19，AR為3.2～6.1，SI為23.83～36.72。

4.2 微量元素和稀土元素特征

從表2、文獻(xiàn)[2]數(shù)據(jù)和微量元素蛛網(wǎng)圖(圖6a)可以看出：原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化曲線向右傾斜，斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖富集高場強元素Th、La、Nd、Hf和Gd，虧損高場強元素Ti、Ho和大離子親石元素Ba、Sr；細(xì)粒閃長巖富集高場強元素Gd、Er和大離子親石元素Ba、Sr，虧損高場強元素Nb、Hf、Ti、Pr、Y、Yb。其中細(xì)粒角閃二長巖Nb的虧損可能指示地殼物質(zhì)參與了巖漿過程，斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖Ti的虧損可能指示其經(jīng)歷了一定程度的分異演化[8]。

從表2、文獻(xiàn)[2]數(shù)據(jù)和稀土配分模式圖(圖6b)可以看出：球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均為右傾型，輕稀土元素分餾明顯，重稀土元素分餾不明顯。斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖的δEu為0.36～0.61，具有明顯負(fù)Eu異常；細(xì)粒角閃二長巖和細(xì)粒閃長巖的δEu為0.72～0.91，具有微弱負(fù)Eu異常。從表2中得出3種巖石的稀土元素總量w(∑REE)為(70.30～220.32)×10-6，∑LREE/∑HREE為7.58～16.10，LaN/YbN為7.49～32.32。

5 同位素年代學(xué)特征

5.1 斑狀鉀長花崗巖

侵入巖鋯石CL圖像見圖7，其中斑狀鉀長花崗巖中的鋯石(圖7a)分析數(shù)據(jù)見表3。鋯石為半自形到自形，粒徑70～250 μm，長寬比為1.2～2.5，一般長柱狀，具有振蕩環(huán)帶，Th、U質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，Th/U值較大(一般>0.4)。根據(jù)鋯石標(biāo)型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，判斷其為巖漿鋯石，這些鋯石的年齡在181 Ma左右。利用這些數(shù)據(jù)繪制的年齡諧和圖如圖8a，b，加權(quán)平均年齡為(181.30±0.95) Ma，MSWD=1.70，代表了斑狀鉀長花崗巖的侵位時間為早侏羅世。

花崗巖、閃長巖和二長巖數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[2,5-7,10]。圖5 A/NK-A/CNK圖解(a)和w(K2O)-w(SiO2)圖解(b)Fig.5 A/NK-A/CNK diagram(a) and w(K2O)-w(SiO2) diagram(b)

樣品編號SiO2TiO2Al2O3FeOFe2O3MnOMgOCaONa2OK2OSTTW0674．380．2113．490．251．160．050．240．524．284．13STTW0776．620．1012．790．080．700．010．070．253．784．72STTW0858．340．6616．583．371．390．105．184．864．113．26樣品編號P2O5燒失量總計A/CNKA/NKDISIARR1R2STTW060．060．5499．221．081．1794．152．394．002457336STTW070．010．5899．541．091．1396．670．794．742658284STTW080．320．9899．060．871．6159．0129．922．0515471123

注：主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為%。

標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)文獻(xiàn)[35]；花崗巖和閃長巖數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[2]。圖6 楊家杖子地區(qū)侵入巖的微量元素蛛網(wǎng)圖(a)和稀土配分模式圖(b)Fig.6 REE chondrite normalization(a) and trace elements spider pattern(b) of the intrusive rocks in Yangjiazhangzi

樣品編號CrRbBaThUNbTaLaSTTW062．415236414．591．08422．01．5035．31STTW072．712517824．111．37929．70．7118．82STTW08202．4105138013．592．5927．80．7248．57樣品編號CePrSrNdZrHfSmEuSTTW0670．756．51313222．481404．0513．4090．508STTW0724．183．8556013．041125．3141．9710．235STTW0893．1311．180130645．531904．3497．0321．996樣品編號TiGdTbDyYHoErTmSTTW0612593．3920．4272．24514．0100．4791．6070．259STTW075991．9770．2931．78511．6800．4001．4040．250STTW0839806．1410．6692．72512．2800．4621．4770．165樣品編號YbLu∑REELREEHREELREE/HREELaN/YbNδEuSTTW061．8140．287149．48138．9710．5113．2213．960．45STTW071．8030．28370．3062．108．207．587．490．36STTW081．0780．164220．32207．4412．8816．1032．320．91

注：微量、稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-6，下角N為球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值。

5.2 似斑狀鉀長花崗巖

似斑狀鉀長花崗巖中的鋯石分析數(shù)據(jù)見表3。鋯石為半自形到自形，粒徑50～180 μm，長寬比值為1.2～2.8，一般長柱狀，具有振蕩環(huán)帶，根據(jù)鋯石標(biāo)型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，判斷其為巖漿鋯石(圖7b)。這些鋯石的年齡在188 Ma左右，利用這些數(shù)據(jù)繪制的年齡諧和圖如圖8c，d，加權(quán)平均年齡為(188.78±0.86) Ma，MSWD=0.77，代表似斑狀鉀長花崗巖的侵位時間為早侏羅世。

5.3 細(xì)粒角閃二長巖

細(xì)粒角閃二長巖中的鋯石分析數(shù)據(jù)見表3。鋯石為他形到半自形，粒徑40～130 μm，長寬比值為2.0～1.3，一般為長柱狀，根據(jù)鋯石標(biāo)型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，判斷其為巖漿鋯石(圖7c)。這些鋯石的年齡在227 Ma左右，利用這些數(shù)據(jù)繪制的年齡諧和圖如圖8e，f，加權(quán)平均年齡為(227.80±1.10) Ma，MSWD=1.90，代表細(xì)粒角閃二長巖的侵位時間為晚三疊世。

根據(jù)楊家杖子地區(qū)侵入巖的地質(zhì)產(chǎn)狀關(guān)系和鋯石U-Pb年代學(xué)研究，總結(jié)了該區(qū)侵入巖侵位年齡及其成礦時代如表4。

6 巖漿作用與成礦的關(guān)系

6.1 侵入巖形成的構(gòu)造環(huán)境

從巖石化學(xué)成分來看，楊家杖子地區(qū)大部分花崗質(zhì)侵入巖樣品在w(Al2O3)-w(SiO2)、w(K2O)-w(SiO2)和R1-R2判別圖解(圖9、圖10)上，投在后造山期花崗巖區(qū)，而細(xì)粒閃長巖和細(xì)粒角閃二長巖樣品大多投在碰撞后隆起期花崗巖區(qū)；從空間分布來看，楊家杖子地區(qū)的斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖呈NE、NNE向展布，如果是受到西伯利亞板塊的影響其產(chǎn)狀應(yīng)該呈東西向而不是NE、NNE向，因此西伯利亞板塊的影響可能不是導(dǎo)致其形成的直接因素；從成巖年齡來看，楊家杖子地區(qū)侵入巖的成巖年齡為181～193 Ma[1-4]，該時期為早侏羅世，此時古亞洲洋已經(jīng)閉合，華北板塊所處的構(gòu)造域發(fā)生轉(zhuǎn)換，古太平洋板塊向西俯沖[30]；從古地磁資料來看，燕山期作用最強的是伊佐奈歧板塊朝NW方向運移、俯沖到東亞大陸之下，初生的太平洋板塊則在南半球微弱地向SW方向俯沖[24-25]。所以該區(qū)斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖的形成可能是受到伊佐奈歧板塊的影響。

圖7 楊家杖子地區(qū)侵入巖鋯石CL圖像及測點Fig.7 CL images of zircon and analysis spot from the intrusive rocks in Yangjiazhangzi

筆者認(rèn)同陳衍景等[36]的觀點,即楊家杖子地區(qū)的細(xì)粒角閃二長巖和閃長巖可能形成于華北板塊與蒙古地塊之間發(fā)生強烈的陸陸碰撞而導(dǎo)致的地殼擠壓、縮短、疊覆、隆起階段[36]。而斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖則屬于后造山期高分異I型花崗巖，可能與伊佐奈歧板塊朝NW方向俯沖到華北板塊有關(guān)，形成于華北板塊邊緣的后造山階段。

6.2 侵入巖與成礦關(guān)系

NE、NNE向錦西--青龍山斷裂和女兒河斷裂控制了楊家杖子斑巖-矽卡巖型鉬礦床、蘭家溝斑巖型鉬礦床等礦床的空間分布。楊家杖子鉬礦床的賦礦地層為寒武系、奧陶系碳酸鹽巖，控礦巖體巖石類型主要為中粗粒鉀長花崗巖、斑狀鉀長花崗巖、似斑狀鉀長花崗巖等中生代中淺層酸性侵入巖，這些侵入巖為鉬礦床提供熱源、物源。在吉科1井巖心中見到的圍巖蝕變以鉀長石化、碳酸鹽化、螢石化為主，礦石礦物組合主要有黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、輝鉬礦等，脈石礦物主要為石榴子石、透輝石、透閃石、陽起石等矽卡巖礦物組合。

表3 楊家杖子地區(qū)3種侵入巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年數(shù)據(jù)

表3(續(xù))

a,b. 斑狀鉀長花崗巖；c,d. 似斑狀鉀長花崗巖；e,f. 細(xì)粒角閃二長巖。圖8 楊家杖子地區(qū)侵入巖的鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.8 Zircon U-Pb concordant diagram of the intrusive rocks in Yangjiazhangzi

測試礦物/巖石測試方法年齡/Ma資料來源細(xì)粒角閃二長巖鋯石UPb227．80±1．10本文二長閃長巖黑云母KAr年齡202①細(xì)粒閃長巖鋯石UPb221±2[4]斑狀鉀長花崗巖鋯石UPb181．30±0．95本文似斑狀鉀長花崗巖鋯石UPb188．78±0．86本文似斑狀二長花崗巖RbSr等時線187[1]似斑狀二長花崗巖黑云母KAr年齡183[1]似斑狀二長花崗巖RbSr等時線181～193[2]二長花崗巖鋯石UPb188～189[4]似斑狀二長花崗巖鋯石UPb182±2[4]輝鉬礦ReOs等時線181．6±6．5[12]矽卡巖ReOs等時線187±2[13]輝鉬礦ReOs模式年齡187～191[16]輝鉬礦ReOs模式年齡183±3[20]

①遼寧省區(qū)域地質(zhì)測量隊.遼寧省K-51-(25)(錦西幅)和K-51-(31)(興城幅)1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.大連:遼寧省區(qū)域地質(zhì)測量隊,1983.

1.地幔斜長花崗巖；2.破壞性活動板塊邊緣(板塊碰撞前)花崗巖；3.板塊碰撞后隆起期花崗巖；4.晚造山期花崗巖；5.非造山區(qū)花崗巖；6.同碰撞花崗巖；7.造山期后花崗巖?；◢弾r、閃長巖和二長巖數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[2,5-7,10]。圖10 R2-R1判別圖解Fig.10 R2-R1 discrimination diagram

通過研究區(qū)侵入巖的鋯石U-Pb年齡測試，可以得出：楊家杖子地區(qū)侵入巖分別由227 Ma的印支晚期和181～188 Ma的燕山早期兩期侵入巖組成，其中燕山早期的斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖與楊家杖子鉬礦等Au、Cu、Mo、Pb、Zn多金 屬礦床成礦時間密切相關(guān)[8]，實驗測得輝鉬礦Re-Os和矽卡巖Re-Os模式年齡和等時線年齡為181.60～191.00 Ma[12-16,20]，與燕山早期侵入巖的成巖年齡(181～188 Ma)相近，驗證了野外接觸關(guān)系。

7 結(jié)論

1)楊家杖子地區(qū)侵入巖主要有中粗粒鉀長花崗巖、斑狀鉀長花崗巖、似斑狀鉀長花崗巖、細(xì)粒角閃二長巖4種類型。其中，斑狀鉀長花崗巖、似斑狀鉀長花崗巖形成時間分別為(181.30±0.95) Ma、(188.78±0.86) Ma，均屬于弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石，為中粗粒鉀長花崗巖的邊緣相；而細(xì)粒角閃二長巖形成時代為(227.80±1.10) Ma，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石。

2)侵入巖的鋯石U-Pb年齡研究表明，楊家杖子地區(qū)燕山早期斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖(181～188 Ma)與楊家杖子鉬礦Au、Cu、Mo、Pb、Zn等多金屬礦床有著密切的時間和成因關(guān)系。

3)楊家杖子地區(qū)的細(xì)粒角閃二長巖和閃長巖可能形成于華北板塊與蒙古地塊之間發(fā)生強烈陸陸碰撞而導(dǎo)致的地殼擠壓、縮短、疊覆、隆起階段。而斑狀鉀長花崗巖和似斑狀鉀長花崗巖屬于后造山期高分異I型花崗巖，可能與伊佐奈歧板塊朝NW方向俯沖到華北板塊有關(guān)，形成于華北板塊邊緣的后造山階段。

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Geochemistry and Chronology Characteristics of the Intrusive Rocks and Its Relationship with Mineralization in Yangjiazhangzi Area, the Western Liaoning Province

Xu Xuechun，Zhang Xingxing，Zheng Changqing，Cui Fanghua，Gao Yuan，Gao Feng

CollegeofEarthSciences，JilinUniversity，Changchun130061，China

Yangjiazhangzi area in the Western Liaoning Province (Liaoxi) is located in the east section of Yanshan fold belt which is in the north rim of the North China craton. There are four main types of intrusive rocks in this area: medium-coarse grain moyites, porphyritic moyite, porphyaceous， and fine-grained hornblende monzonite. The main rock is porphyritic moyite and porphyaceous moyite，which appear as large batholiths，and distribute along the north-east. Zircon U-Pb isotope dating shows its emplacement mainly in 181-188 Ma. Fine-grained hornblende monzonite presents as a stock, and distribute along the north-south. Zircon U-Pb isotope dating shows its emplacement mainly in 227 Ma. Petrogeochemistry analysis results indicate that porphyritic moyite and porphyaceous moyite belong to weak peraluminous high k calc alkaline rock series. The fine-grained hornblende monzonite belongs to metaluminous high k calc alkaline rock series. Porphyritic moyite and porphyaceous moyite are rich in high field strength elements Th, La, Nd, Hf and Gd, and depleted of high field strength elements Ti, Ho and large ion lithophile elements Ba, Sr; fine-grained hornblende monzonite is rich in high field strength elements Gd, Er and large ion lithophile elements Ba, Sr, and depleted of high field strength elements Nb, Hf, Ti, Pr, Y, Yb. The chondrite-normalized REE patterns show that all the three rocks belong to the right slope type, the LREE fractionation is obvious, and the HREE fractionation is insignificant. Researches show that Mesozoic magmatism in this region mainly occurred in Early Jurassic, and had close genetic relation with the famous Yangjiazhangzi molybdenum deposits, but the Late Triassic magmatism was relatively weak.

Liaoxi；Yangjiazhangzi；intrusive rocks；geochemistry；chronology;Yangjiazhangzi molybdenum deposits

10.13278/j.cnki.jjuese.201503113.

2014-09-29

國土資源部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(201011083)

徐學(xué)純(1954--)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事流體地質(zhì)學(xué)和變質(zhì)地質(zhì)學(xué)方面的研究，E-mail:xuxuechun@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201503113

P588.1

A

徐學(xué)純，張行行，鄭常青，等.遼西楊家杖子侵入巖地球化學(xué)和年代學(xué)特征及其與成礦的關(guān)系.吉林大學(xué)學(xué)報:地球科學(xué)版,2015,45(3):804-819.

Xu Xuechun，Zhang Xingxing，Zheng Changqing，et al.Geochemistry and Chronology Characteristics of the Intrusive Rocks and Its Relationship with Mineralization in Yangjiazhangzi Area, the Western Liaoning Province.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(3):804-819.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201503113.