邵 雯

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州，350013)

福建燕山中晚期花崗巖巖漿活動廣泛發(fā)育，多為鈣堿性花崗巖，許多學(xué)者認(rèn)為這些具有島弧特征的鈣堿性花崗巖的形成與太平洋板塊向西俯沖有關(guān)[1,2]。通過1∶5萬建甌、南雅、玉山、西溪幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，從政和—大埔北東向斷裂帶東側(cè)的古田舊鎮(zhèn)—建甌籌嶺一帶晚侏羅世花崗巖巖體中解體出籌嶺早白堊世二長花崗巖體和正長花崗巖體[3]。根據(jù)解體出的早白堊世巖體地球化學(xué)和鋯石U-Pb定年研究，探討巖漿巖的侵入年代和構(gòu)造環(huán)境。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于北武夷隆起區(qū)和閩東火山斷坳帶的交會部位，區(qū)域性斷裂帶政和—大埔北東向斷裂斜穿該區(qū)，浦城—嵩口南北向斷裂帶也經(jīng)過區(qū)內(nèi)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，自古元古代以來，經(jīng)歷多期次的構(gòu)造-巖漿活動，使區(qū)內(nèi)變質(zhì)變形強(qiáng)烈，脆性斷裂、韌性剪切變形以及推覆滑脫構(gòu)造較為發(fā)育。該區(qū)出露的地層主要有古元古代-早古生代的中深變質(zhì)巖系、中生代的陸相碎屑巖系與火山碎屑巖。呂梁期、晉寧期、加里東期、華力西-印支，及燕山中、晚期等均發(fā)育有侵入巖，其中以加里東期和燕山中、晚期侵入巖最為發(fā)育[4]。

舊鎮(zhèn)巖體呈巖基狀，出露面積大于100 km2，巖性穩(wěn)定，以正長花崗巖為主體，分為細(xì)-中細(xì)?；◢弾r和中-中粗粒黑云母花崗巖。巖石呈肉紅-淺肉紅色，部分為灰白色。以具中-中粗粒花崗結(jié)構(gòu)或似斑狀結(jié)構(gòu)為主。似斑晶為鉀長石，含量一般5%～25%，基質(zhì)由鉀長石、斜長石、石英及黑云母組成，主要造巖礦物平均含量變化不大。此次獲得鋯石U-Pb同位素年齡為(153.6±1.5)Ma。

圖1 建甌籌嶺地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Generalized geological map of Chouling area in Jianou city1—中元古代迪口巖組；2—中泥盆世花崗巖；3—晚侏羅世正長花崗巖；4—早白堊世少斑中細(xì)粒二長花崗巖；5—早白堊世含斑細(xì)粒二長花崗巖；6—早白堊世少斑中細(xì)粒正長花崗巖；7—花崗斑巖脈；8—年齡樣取樣位置；9—侵入界線；10—斷層及產(chǎn)狀；11—脈動接觸界線

籌嶺早白堊世花崗巖體為此次從晚侏羅世花崗巖體(舊鎮(zhèn)巖體)中新解體出來的巖體，巖性有二長花崗巖和正長花崗巖(圖1)。二長花崗巖體呈近橢圓狀，出露于籌嶺村—榧村村一帶，出露面積約5.06 km2，呈巖枝狀侵入晚侏羅世正長花崗巖巖體中，根據(jù)結(jié)構(gòu)變化可劃分為灰白色含斑細(xì)粒二長花崗巖、少斑中細(xì)粒二長花崗巖2個結(jié)構(gòu)單元，二者為同一巖漿侵入活動不同脈動次產(chǎn)物，鋯石U-Pb同位素年齡為(130.0±1.0)Ma。正長花崗巖巖體出露于大圣廟附近，出露面積約0.02 km2，呈巖瘤狀侵入晚侏羅世正長花崗巖巖體中，劃分為少斑中細(xì)粒正長花崗巖結(jié)構(gòu)單元，因單獨(dú)出露，與二長花崗巖接觸關(guān)系無法獲得，鋯石U-Pb同位素年齡為(131.5±1.3)Ma。

2 巖石學(xué)特征

二長花崗巖：呈灰白色，局部為淺肉紅色，具似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。似斑晶含量(5%～15%)，成分主要為鉀長石，礦物粒徑在10～15 mm，基質(zhì)由石英、鉀長石、斜長石、黑云母組成，礦物粒徑大部分在0.5～5 mm，各礦物分布均勻，雜亂排列。石英(20%～25%)呈他形晶，具波狀消光；鉀長石(25%～35%)呈寬板狀，具卡氏雙晶，晶體中包裹有少量斜長石、黑云母礦物，泥化；斜長石(35%～45%)呈半自形晶，寬板狀，顆粒邊緣被稍晚結(jié)晶礦物熔蝕，具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶，環(huán)帶結(jié)構(gòu)，正突起；黑云母(3%～5%)呈鱗片狀，被次生鱗片狀黑云母礦物取代。副礦物有榍石、磁鐵礦、磷灰石、鋯石。巖石局部見有閃長巖包體呈團(tuán)塊狀產(chǎn)出，團(tuán)塊徑一般5～10 cm。

正長花崗巖：呈淺肉紅色，具似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。似斑晶含量為10%，成分主要為鉀長石，礦物粒徑在10～15 mm，基質(zhì)具中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，由石英、鉀長石、斜長石組成，含少量黑云母。礦物粒徑以2～5 mm為主，各礦物分布均勻，雜亂排列。石英(25%～30%)呈半自形-他形晶，等軸粒狀或不規(guī)則狀外形，弱波狀消光；鉀長石(40%～50%)呈板狀、具卡氏雙晶、格子狀雙晶，泥化，被少量鈉長石礦物交代。鉀長石礦物晶體中包裹有斜長石、石英；斜長石(15%)呈半自形晶，寬板狀，顆粒邊緣被稍晚結(jié)晶礦物熔蝕，具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶，泥化；黑云母少量，被綠泥石交代。副礦物為磁鐵礦。

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 主量元素特征

籌嶺花崗巖巖體的巖石化學(xué)分析樣3件，樣品取自籌嶺水庫一帶，化學(xué)成分及相關(guān)參數(shù)(表1)，巖石SiO2含量為68.74%～75.35%；Al2O3含量為12.76%～14.29%、CaO含量為0.91%～2.51%、TiO2含量為0.19%～0.58%、P2O5含量為0.03%～0.16%，(Na2O+K2O)含量為7.36%～8.35%，Na2O/K2O比值為0.65～0.72，Na2O的含量較K2O明顯偏少。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉含量為0～0.25，小于1。

表1 早白堊世籌嶺花崗巖巖石化學(xué)成分含量及其特征值

圖2 早白堊世籌嶺花崗巖K2O-SiO2圖解Fig.2 K2O-SiO2 diagram of the Early cretaceous granite in Chouling area

火成巖全堿-硅(TAS)圖解中投影于花崗巖區(qū)域，同時樣品投影于Ir-Irvine分界線下方，屬于亞堿性巖；里特曼指數(shù)(σ)為2.08～2.16(<3.3)，為鈣堿性巖；在K2O～SiO2圖解(圖2)中樣品投影于高鉀鈣堿性系列；二長花崗巖A/CNK值為0.97～0.99(<1)，為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖，正長花崗巖A/CNK值為1.01(>1)，為過鋁質(zhì)巖；戈蒂里指數(shù)(τ)為19.00～49.47(>10)，為造山帶巖漿巖；巖石分異指數(shù)DI為78.95～92.81(據(jù)桑湯和塔塔爾，1960)；長英指數(shù)(FL)為74.57～90.17，鎂鐵指數(shù)(MF)為76.24～83.44，說明巖漿分異結(jié)晶程度較高，屬于酸性巖漿范疇。綜合上述，早白堊世二長花崗巖屬于高鉀鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖、早白堊世正長花崗巖屬于高鉀鈣堿性過鋁質(zhì)花崗巖。

3.2 微量元素特征

早白堊世籌嶺花崗巖體的微量元素含量特征值(表2)與酸性巖維氏值(Vinorgradoe，1962)對比，鐵族元素Cr、Ni含量均低于酸性巖維氏值；鎢族元素Bi較為富集，為維氏值10倍以上；稀堿元素Rb含量與維氏值大致相當(dāng)，Li含量略低；親銅元素中Ag、Pb、Zn均較維氏值高；分散元素中Sr、Ba略低于維氏值；稀有元素中Hf、Th元素含量遠(yuǎn)高于維氏值，其余元素含量與酸性巖維氏值大致相當(dāng)。

表2 早白堊世籌嶺花崗巖微量元素含量及特征值(×10-6)

原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化模式(圖3)整體形態(tài)顯示了大離子親石元素(LILE)Rb、Th、U的富集，高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、P等較明顯虧損，具有殼源巖漿或巖漿被地殼物質(zhì)混染的典型特征。Sr和Ba多具明顯的負(fù)異常，說明Sr以相容元素大量進(jìn)入早期結(jié)晶斜長石中，具淺源巖漿的典型特征；Ti強(qiáng)烈虧損表明巖漿物質(zhì)來源于地殼。Th/U比值為5.40～8.99，大于上地殼的Th/U比值(3.89)。Rb/Nb比值為10.02～12.98，明顯大于上地殼的平均值(4.5)；Rb/Sr比值為0.79～3.07(>0.5)，屬于殼源巖漿的范圍。

3.3 稀土元素特征

早白堊世花崗巖稀土元素分析結(jié)果顯示(表3)，稀土總量(∑REE)為189.09×10-6～299.98×10-6，與上部陸殼的平均總量(210.07×10-6)大致相當(dāng)。LREE含量為178.09×10-6～277.97×10-6；HREE含量為11.00×10-6～22.01×10-6；LREE/HREE比值為12.63～16.19，反應(yīng)輕、重稀土分餾程度較強(qiáng)。(La/Yb)N值為13.10～16.47，(Ce/Yb)N值10.20～15.08(>5)，反映出輕稀土相對重稀土強(qiáng)烈富集。(La/Sm)N值為5.79～6.48、(Sm/Eu)N值為1.88～3.72，表明輕稀土分餾程度中等；(Gd/Yb)N值為0.96～1.51，反映重稀土分餾程度中等。稀土配分模式中(圖4)總體呈“右”傾趨勢，輕稀土部分陡傾，重稀土部分平緩，與上地殼稀土元素配分模式近于一致，δEu值為0.36～0.74，具中等-強(qiáng)的Eu負(fù)異常，δCe值為0.94～1.26，基本不具異常。

表3 早白堊世籌嶺花崗巖稀土元素含量及特征值 (×10-6)

圖3 早白堊世籌嶺花崗巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化模式圖Fig.3 The original mantle standard pattern of the Early Cretaceous granite in Chouling area

圖4 早白堊世籌嶺花崗巖稀土配分模式圖Fig.4 REE distribution pattern of the Early Cretaceous granite in Chouling area

4 鋯石U-Pb年齡測定

樣品取自建甌籌嶺村附近，巖性為少斑中細(xì)粒二長花崗巖(采樣編號Pm141-22)和少斑中細(xì)粒正長花崗巖(采樣編號Pm141-10)。鋯石U-Pb定年分析由西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用LA-ICP-MS方法測定。

4.1 鋯石特征

早白堊世籌嶺花崗巖鋯石呈黃色，自形-半自形雙錐柱狀，透明，具金剛光澤、玻璃光澤，高硬度，內(nèi)含大量氣固包體。伸長系數(shù)以1∶1.5～1∶3.5為主；1∶3.5～1∶4.5次之，粒徑以0.05～0.15 mm為主，0.16～0.25 mm次之。 陰極熒光圖像顯示(圖5)，鋯石都具有震蕩生長環(huán)帶結(jié)構(gòu)，且環(huán)帶密集清楚，具相對明亮的陰極熒光，分析點(diǎn)Th/U比值為0.22～1.11，均較高，顯示酸性巖漿鋯石的特點(diǎn)[5]。

圖5 籌嶺早白堊世二長花崗巖(Pm141-22、pm141-10)鋯石CL影像及采集點(diǎn)Fig.5 Zircon Image and collection points of the Early Cretaceous monzonitic granite(pm141-22、pm141-10) in Chouling

4.2 鋯石測年結(jié)果

早白堊世籌嶺花崗巖測試結(jié)果(表4，5)和鋯石U-Pb諧和圖及加權(quán)平均年齡圖顯示(圖6)，少斑中細(xì)粒二長花崗巖(樣品Pm141-22)加權(quán)平均年齡值為(130.0±1.0)Ma(N=15，MSWD=0.19)；少斑中細(xì)粒正長花崗巖(樣品Pm141-10)加權(quán)平均年齡值為(131.5±1.3)Ma(N=11，MSWD=0.57)，諧和圖顯示分析點(diǎn)數(shù)據(jù)非常集中且諧和度較好，因此，所獲得的2個年齡值可以代表該樣品的結(jié)晶年齡。2個樣品得出的年齡幾乎一致，侵入時間為130.0～131.5 Ma，屬燕山中期侵入產(chǎn)物，將其置于早白堊世。

圖6 籌嶺早白堊世花崗巖鋯石U-Pb同位素年齡加權(quán)平均值圖及諧和圖Fig.6 Zircons U-Pb isotopic age weighted average age diagram and harmonic diagram of the Early Cretaceous granite in Chouling area

5 巖漿來源及構(gòu)造背景討論

5.1 巖漿來源

早白堊世籌嶺花崗巖A/CNK值為0.97～1.01，顯示為準(zhǔn)鋁-過鋁質(zhì)花崗巖；K2O>Na2O，Na2O/K2O比值的0.65～0.72，與S型花崗巖特征相似；SiO2含量為68.74%～75.35%，屬酸性巖；微量元素組成與殼源型花崗巖相像；稀土元素總量高，輕稀土富集，且出現(xiàn)中等Eu虧損；CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉含量為0～0.25； Rb/Sr比值為0.79～3.07，顯示改造型花崗巖特征。因此，早白堊世花崗巖應(yīng)為S型花崗巖，巖漿物質(zhì)來源于地殼物質(zhì)部分熔融。

5.2 構(gòu)造背景分析

樣品在logσ-logτ圖解上均落入B區(qū)(圖7)，屬造山帶巖漿巖；R1-R2圖解(圖8)中，樣品投影于同碰撞期及邊緣，表明其形成于同碰撞構(gòu)造環(huán)境。

Lin Qian[6]等對福建省東部沿海平潭—東山變質(zhì)的花崗巖成巖年齡研究顯示，在185～140 Ma，太平洋板塊以北北東向向歐亞大陸板塊俯沖；在140～110 Ma，太平洋板塊以北西方向向歐亞大陸板塊俯沖；在110～90 Ma，太平洋板塊以北西西方向向歐亞大陸板塊俯沖。建甌籌嶺早白堊世花崗巖形成于130.0～131.5 Ma，處于同碰撞構(gòu)造環(huán)境，是太平洋板塊以北西向向歐亞大陸板塊俯沖的產(chǎn)物。

圖7 早白堊世花崗巖里特曼-戈蒂里圖解Fig.7 A.Rittmann & V.Gottini diagram of the Early Cretaceous graniteA—非造山帶火山巖；B—造山帶火山巖；C—為A、B區(qū)所派生的堿性、偏堿性火山巖

圖8 早白堊世花崗巖R1-R2圖解Fig.8 R1-R2 diagram of the Early Cretaceous granite1—地幔分離；2—板塊碰撞前,3—碰撞后的抬升,4—造山晚期,5—非造山,6—同碰撞期的,7—造山期后

6 結(jié)論

(1)建甌籌嶺早白堊世花崗巖體中巖體巖漿分異作用較強(qiáng)，酸性程度較高，屬高鉀鈣堿性準(zhǔn)鋁-過鋁質(zhì)花崗巖。

(2)花崗巖體中的微量元素含量特征值與酸性巖維氏值對比，Rb/Sr比值和Rb/Nb比值較高，鐵族元素Ni、Cr含量較低，Ti虧損較強(qiáng)，表明巖漿物質(zhì)來源于地殼，稀土元素模式為右傾型，具殼源型花崗巖特征。

(3)巖體鋯石的陰極發(fā)光圖像顯示，鋯石發(fā)育有震蕩生長環(huán)帶結(jié)構(gòu)，環(huán)帶清楚且密集，顯示酸性巖漿成因特征，獲得鋯石U-Pb年齡為(130.0±1.0)Ma、(131.5±1.3)Ma，屬燕山中期早白堊世侵入巖。

(4)從巖漿來源及構(gòu)造背景分析，籌嶺花崗巖體巖漿形成于同碰撞環(huán)境有關(guān)的構(gòu)造背景，巖石的地球化學(xué)特征和巖體的礦物特征與S型花崗巖相似，屬于殼源物質(zhì)部分熔融的S型花崗巖。

本文是在福建1∶5萬建甌、南雅、玉山、西溪幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上編寫而成的，系集體工作成果。在成文過程中承蒙張開畢教授級高級工程師對文章提出寶貴的意見和建議，借此表示感謝!