路 智 劉永順 聶保鋒

（1.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院 北京 100048；2.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院 北京 100871）

大廟斜長巖雜巖體是我國典型的巖體型斜長巖，西起灤平縣哈叭沁東山，向東經(jīng)大廟、馬營、頭溝至下院，東西長約45 km，南北最寬超過10 km，分為西段大廟巖體、中段崗子巖體和東段頭溝巖體（葉東虎，1986①葉東虎.1986.河北省承德大廟斜長巖區(qū)斜長巖體地質(zhì)及釩鈦磁鐵礦床、釩鈦磁鐵—磷灰石礦床研究報告.河北省地礦局第四地質(zhì)大隊報告.1-836.；趙太平等，2004；解廣轟，2005）。其中，西段大廟巖體出露面積80 km2，巖體平面形態(tài)大致呈三角形（李國興，1982）。大廟斜長巖雜巖體巖相極其復(fù)雜，受構(gòu)造和變質(zhì)作用影響，巖石類型多樣。長期以來，大廟斜長巖雜巖體的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、年代學(xué)、成礦作用得到了廣泛研究，對雜巖體當(dāng)中的輝長—蘇長巖也進(jìn)行了一定程度的研究（翟裕生，1965；王關(guān)玉，1979；閻國翰等，1985；薛紀(jì)越等，1988；周永昶等，1989；胡世玲等，1990；Ye et al.，1996；趙太平等，2004；解廣轟，2005；Zhang et al.，2007；陳偉等，2008；江少卿等，2013；Li et al.，2014；李立興等，2014；王萌，2014；陳正樂等，2014；盛恭勇等，2017）。但其巖石分類及其相互關(guān)系、巖漿源區(qū)以及巖石成因演化一直沒有統(tǒng)一認(rèn)識。

雜巖體中的斜長巖形成年齡為1 740 Ma左右（Zhao et al.，2009；Chen et al.，2013）、蘇長巖為1 693±7 Ma、紋長二長巖為1 715±6 Ma（趙太平等，2004）；Teng et al.（2015）對雜巖體中的蘇長質(zhì)輝長巖、蘇長巖、淡色蘇長巖、輝長蘇長巖和輝長質(zhì)斜長巖進(jìn)行了鋯石U-Pb定年，結(jié)果分別為1 725±13 Ma、1 687±18 Ma、1 751±15 Ma和1 693±24 Ma、1 721±17 Ma及1 729±14 Ma。雜巖體伴生巖漿型Fe-Ti-P礦床，低品位浸染狀鐵磷礦礦石主要產(chǎn)于輝長巖、蘇長巖中，貫入形成的高品位塊狀致密鐵鈦礦體和鐵磷礦體，產(chǎn)于斜長巖裂隙中以及斜長巖與輝長巖的接觸帶，雜巖體中也可見礦體與圍巖、斜長巖和輝長巖，圍巖之間呈過渡或透鏡狀、脈狀穿插等復(fù)雜接觸關(guān)系（翟裕生，1965；解廣轟，1980；趙太平等，2004）。關(guān)于雜巖體的源區(qū)性質(zhì)、組成單元的關(guān)系以及鐵磷礦的形成機制等仍存在較大爭議（孫靜等，2009a，2009b；Zhao et al.，2009；Teng and Santosh，2015；He et al.，2016；Wang et al.，2017；Wei et al.，2020）。

關(guān)于大廟斜長巖雜巖體與構(gòu)造的關(guān)系，近年也有一些新的爭論。Zhang et al.（2007）認(rèn)為大廟雜巖體的巖石呈現(xiàn)出連續(xù)分異的趨勢，不同于典型的雙峰型陸內(nèi)裂谷巖漿巖，而類似于碰撞后/造山后期伸展期的構(gòu)造環(huán)境。Zhao et al.（2009）認(rèn)為大廟斜長巖雜巖體的形成極有可能與碰撞有關(guān)，華北東、西地塊克拉通，東西板塊之間發(fā)生碰撞，碰撞后由于板塊俯沖形成了太古代的地殼舌，后期被拖進(jìn)巖石圈地幔。對于巖體型斜長巖的成因研究，大多數(shù)學(xué)者仍然認(rèn)為巨大斜長巖雜巖的形成，巖漿作用（可能還有與其密切有關(guān)的深熔作用）起了主要作用。至于變質(zhì)、交代和同化作用應(yīng)屬次要過程。

總之，前人對斜長巖雜巖體的野外地質(zhì)、斜長巖的形成時間、斜長巖雜巖體是否為同一母源巖漿的演化以及斜長巖雜巖體的構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行了較多的研究，但目前還未形成統(tǒng)一認(rèn)識。雖然前人把大廟蘇長巖分為了早、晚兩期，即早期已完全變質(zhì)改造成綠簾角閃巖相的蘇長巖和晚期以巖墻產(chǎn)出的變質(zhì)改造很弱的原生暗色蘇長巖，但對其沒有做單獨研究，更多是把它們作為斜長巖雜巖體的一部分來研究的，其巖石特征及其來源和成因的研究還比較薄弱。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大廟斜長巖雜巖體位于華北克拉通北緣與中亞造山帶南緣的過渡區(qū)域。區(qū)域上受東西向紅石砬—大廟的深斷裂帶控制，該斷裂帶形成于前震旦紀(jì)，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造活動，沿斷裂帶兩側(cè)分布有不同時代侵入巖和噴出巖（翟裕生，1965；馬曹章，1989）。該斷裂帶向西經(jīng)崇禮、赤城、尚義與陰山構(gòu)造帶相接，構(gòu)成橫貫華北克拉通北緣的巨型緯向構(gòu)造—巖漿成礦帶。近年來，在該構(gòu)造帶內(nèi)陸續(xù)識別出一系列太古宙俯沖洋殼殘片及其相關(guān)產(chǎn)物，指示其可能為古老的板塊縫合帶。

大廟巖體型斜長巖雜巖體的圍巖主要是華北克拉通北部邊緣的變質(zhì)基底太古宙單塔子群中上部的鳳凰咀組角閃斜長片麻巖和角閃黑云斜長片麻巖、白廟子組變粒巖，局部夾有厚度不等的大理巖，變質(zhì)程度深，普遍達(dá)到高角閃巖相—麻粒巖相，區(qū)域性的混合巖化作用較發(fā)育。此外，研究區(qū)分布有不同時代的中性和基性—超基性雜巖體。研究區(qū)缺失古生代地層。部分區(qū)域為中生代火山巖和第四系覆蓋（見圖1）。

圖1 承德大廟地區(qū)斜長巖雜巖體的區(qū)域地質(zhì)圖（a，據(jù)Zhao et al.，2009修改）和局部地質(zhì)圖（b）Fig.1 Regional（a，modified after Zhao et al.，2009）and local（b）geological map of anorthosite complex in Damiao area，Chengde

大廟斜長巖雜巖體以斜長巖為主，伴有蘇長巖、輝長巖、輝長蘇長巖和紋長二長巖、花崗巖等。早期蘇長巖和斜長巖之間表現(xiàn)為漸變關(guān)系，而晚期輝長—蘇長巖與斜長巖之間的界限清晰，如羅鍋子溝、大廟等地可以明顯看到二者之間的侵入關(guān)系。斜長巖中分布著不規(guī)則狀和條帶狀的蘇長巖或輝長巖貫入體（郁建華等，1996）。在晚期輝長—蘇長巖與斜長巖的接觸帶附近，斜長巖往往變?yōu)榫G泥石化斜長巖，而輝長—蘇長巖中則含有大大小小的斜長巖捕虜體和頂垂體。因此，晚期輝長—蘇長巖的侵位比斜長巖形成得晚。前人對黑山礦區(qū)輝長—蘇長巖的研究以及本次對大廟巖體北部的輝長—蘇長巖的研究都表明，輝長—蘇長巖多以巖墻出現(xiàn)，并受構(gòu)造控制，呈脈狀、透鏡狀及其它不規(guī)則狀，多為互不相連的獨立巖墻或巖體，均分布于黑山斜長巖體內(nèi)。蘇長巖與鐵礦體有成因聯(lián)系，有的蘇長巖體中有分異式侵染礦體，在蘇長巖接觸帶及其圍巖中的礦體為貫入式礦體（孫靜等，2009a，2009b）。

2 樣品與分析方法

本次研究的晚期輝長—蘇長巖樣品采自大廟地區(qū)北部的湯頭溝小溝魏家村采礦場（17-DM-03、08和09號3個樣品）、小溝村南采礦場（17-DM-47、48、50和55號4個樣品）、小烏蘇溝東山口（17-DM-58和59號2個樣品）和牛頭溝采礦場（18-CD-92號1個樣品）。這些輝長—蘇長巖巖體總體呈巖墻或巖脈侵入斜長巖雜巖體中（圖2），局部可見白色的斜長巖、文象花崗巖捕虜體。

圖2 大廟斜長巖雜巖體中的輝長—蘇長巖的露頭現(xiàn)象a、b.湯頭溝小溝魏家村采場露頭；c.小溝村南采場露頭與包體；d.小烏蘇溝東山口樣品Fig.2 Outcrop phenomena of late-staged gabbro-norites in Damiao anorthosite complex

樣品測試是在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究所分析的。全巖樣品的主要元素是采用X射線熒光光譜法分析的。測試實驗條件為：溫度23℃，相對濕度36%；測試儀器為：AB104L Axios-mAX波長色散X射線熒光光譜儀。燒失量使用坩鍋稱2 g樣品，然后放入馬福爐中烘烤，再將樣品放入干燥器中，最后稱量計算得到的；樣品準(zhǔn)備使用的是堿溶法。

全巖樣品的微量元素和稀土元素是利用等離子體質(zhì)譜法分析的。測試實驗條件為：溫度20℃，相對濕度30%；采用儀器：ELEMENT-XR等離子體質(zhì)譜分析儀。測試原理：將樣品用氫氟酸和硝酸在封閉溶樣器中溶解后，在電熱板上將氫氟酸蒸發(fā)盡，再用硝酸密封溶解并稀釋，最后用ICP-MS外標(biāo)法直接測定的。測試結(jié)果，進(jìn)行了干擾校正（微量元素和稀土元素的測試精度在5%～10%以內(nèi)）。

Sr和Nd同位素分析采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計，單帶，M+，可調(diào)多法拉第接收器接收。Sr同位素的質(zhì)量分餾用86Sr/88Sr=0.119 4校正；標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果：NBS987為0.710 250±7；實驗全流程本底Rb和Sr分別都為2×10-10g。Nd同位素的質(zhì)量分餾用146Nd/144Nd=0.721 9校正；標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果：JMC為143Nd/144Nd=0.512 109±3；實驗全流程本底Sm和Nd均小于50 pg。Pb同位素分析采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計，用磷酸硅膠將樣品點在錸帶上，用靜態(tài)接受方式測量鉛同位素比值。NBS 981未校正結(jié)果：208Pb/206Pb=2.164 940±15，207Pb/206Pb=0.914 338±7，204Pb/206Pb=0.0591 107±2；實驗全流程本底Pb小于100 pg。

3 巖相學(xué)特征

本次研究對大廟地區(qū)的湯頭溝小溝魏家村采礦場的17-DM-03、08和09號樣品、小溝村南采礦場的17-DM-48和55號樣品以及小烏蘇溝東山口的17-DM-58和59號樣品進(jìn)行了詳細(xì)的礦物光學(xué)特征、礦物組成、變質(zhì)反應(yīng)和巖石結(jié)構(gòu)的顯微巖相學(xué)研究（圖3）。

圖3 大廟地區(qū)輝長—蘇長巖的顯微巖相特征a.17-DM-03號輝長—蘇長巖（正交，4×10）；b.17-DM-08號輝長—蘇長巖（正交，4×10）；c.17-DM-48號輝長—蘇長巖（正交，4×10）；d.17-DM-59號輝長—蘇長巖（正交，4×10）。Pl.斜長石；Anp.反條紋長石；Cpx.單斜輝石；Opx.斜方輝石；Ap.磷灰石；Mt.磁鐵礦；V-Ti-Mt.釩鈦磁鐵礦；Bt.黑云母；Ser.絹云母Fig.3 Microphotographs of late-staged gabbro-norites in Damiao area

這些輝長—蘇長巖為全晶質(zhì)，原生礦物主要由斜長石、反條紋長石、單斜輝石、斜方輝石、磷灰石、鈦磁鐵礦、磁鐵礦以及少量黑云母等組成。既有中粗粒結(jié)構(gòu)的（2～10 mm），也有中細(xì)粒的（粒徑1～5 mm），粗粒巖石中還有少量斜長石、斜方輝石、單斜輝石巨晶。巖石的各自結(jié)構(gòu)、礦物組成與變質(zhì)特征見表1。斜長石多為半自形—他形的板狀晶體，聚片雙晶發(fā)育。反條紋長石主要為雨點狀的鉀長石散布在斜長石主晶之中，且在斜長石晶體邊緣比較發(fā)育。輝石有斜方輝石和單斜輝石兩種，斜方輝石多為半自形—他形的板狀晶體，{210}解理完全，淡紅色—淡綠色的多色性，平行消光，可見出溶反應(yīng)結(jié)構(gòu)。單斜輝石多為半自形—他形的板狀晶體，{110}解理完全，干涉色為二級藍(lán)綠，消光角一般大于35°。黑云母為紅褐色片狀礦物，數(shù)量很少。磷灰石、釩鈦磁鐵礦、磁鐵礦在巖石中普遍存在，局部富集構(gòu)成鐵磷礦。磷灰石，自形—半自形柱粒狀或板狀晶體，橫切面六邊形，正中突起，一級灰干涉色，平行消光。巖石普遍經(jīng)歷了不強的鈉長綠簾角閃巖相變質(zhì)，部分斜長石發(fā)生了不同程度的絹云母、鈉黝簾石化，輝石具有較弱的角閃石、綠泥石反應(yīng)邊或局部完全變成了陽起石。變質(zhì)明顯的巖石，局部還有綠簾石和方解石。

表1 大廟地區(qū)晚期輝長—蘇長巖的巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成與其它特征Table 1 Texture，mineral component and other characteristics of late-staged gabbro-norites in Damiao area

4 地球化學(xué)特征

本次大廟地區(qū)晚期輝長—蘇長巖全巖地球化學(xué)研究中，對湯頭溝小溝魏家村采礦場的17-DM-03、08和09號、小溝村南采礦場的17-DM-48和55號以及小烏蘇溝東山口17-DM-58和59號共7個樣品進(jìn)行了全巖主量、微量和稀土元素含量分析，結(jié)果見表2、表3和表4。對魏家村采礦場的17-DM-09、小溝村南采礦場的17-DM-47和50號以及小烏蘇溝東山口17-DM-59號共4個樣品進(jìn)行了Sr、Nd和Pb同位素分析，結(jié)果見表5。樣品涵蓋了不同類型的輝長—蘇長巖，既有不含鐵磷礦的，也有含鐵磷礦的，既有粗粒的，也有細(xì)粒的，同時兼顧礦物含量的變化。

表2 大廟晚期輝長—蘇長巖的主要元素含量/%及其CIPW計算結(jié)果Table 2 Major element/% contents and CIPW calculation results of late-staged gabbro-norites in Damiao area

表3 大廟晚期輝長—蘇長巖的微量元素含量/×10-6及其計算結(jié)果Table 3 Trace element/×10-6 contents and its calculation results of late-staged gabbro-norites in Damiao area

表4 大廟晚期輝長—蘇長巖的稀土元素含量/×10-6及其計算結(jié)果Table 4 Rare earth element/×10-6 contents and its calculation results of late-staged gabbro-norites in Damiao area

4.1 全巖主量元素

全巖地球化學(xué)分析測試及其計算結(jié)果（表2）顯示，大廟地區(qū)輝長—蘇長巖SiO2的含量較低，不含礦的輝長—蘇長巖的SiO2為45.63%～46.63%；而弱含礦的輝長—蘇長巖的SiO2含量范圍為37.2%～43.96%，雖然這些巖石的SiO2含量處于超基性范圍，17-DM-08和55號樣品CIPW出現(xiàn)了Ne標(biāo)準(zhǔn)分子，所分析的巖石都含有Ol標(biāo)準(zhǔn)分子（11.05～28.77），但從巖相觀察來看巖石中并沒有真實的橄欖石或霞石等不飽和礦物，實際礦物組成特點仍然是輝長—蘇長巖，造成SiO2含量進(jìn)入超基性巖區(qū)是因磷灰石、釩鈦磁鐵礦的增加造成的。Al2O3含量變化較大，范圍為8.30%～16.67%；CaO含量變化也略大，魏家村采礦場樣品相像小溝村南采礦場樣品、小烏蘇溝東山口樣品具有降低趨勢。這種特征在CIPW的標(biāo)準(zhǔn)礦物中也有反映，An標(biāo)準(zhǔn)分子降低。除個別樣品外，巖石的全堿含量比較穩(wěn)定，范圍3.566%～4.64%，且Na2O的含量大于K2O的含量，K2O/（Na2O+K2O）為0.16～0.29。巖石全鐵含量較高，TFe2O3范圍為12.45%～25.18%。MgO含量略低（3.07%～7.57%，平均4.67%），明顯低于國外的蘇長巖、橄欖蘇長巖和中國蘇長巖平均值（分別為8.37%、8.07%和8.34%）（黎彤等，1963），巖石的Mg值范圍為0.23～0.39。巖石的TiO2和P2O5有些樣品高、有些樣品低，范圍分別為2.51%～4.52%和0.312%～2.72%，但17-DM-55和17-DM-58號樣品的P2O5較低，但其TiO2的含量卻很高，從巖相來看高P2O5的輝長—蘇長巖含磷灰石多，而高TiO2的輝長—蘇長巖含釩鈦磁鐵礦多。巖石含揮發(fā)分較少，燒失量多為0.22%～1.01%，只有含礦較多的17-DM-55樣品的燒失量略高，為1.4%。

通過與中國蘇長巖和國外蘇長巖的對比，承德大廟地區(qū)輝長—蘇長巖具有SiO2、MgO、CaO低；Al2O3低于國外蘇長巖樣品平均值，而高于中國蘇長巖平均值；Na2O+K2O，含量與國外和中國蘇長巖平均值基本一致；TiO2、TFe2O3和P2O5高的特點。這與蘇長巖中含有釩鐵磷礦有一定關(guān)系。

CIPW的計算結(jié)果顯示，除了兩個樣品含有Ne標(biāo)準(zhǔn)分子外，所有樣品的標(biāo)準(zhǔn)分子都具有3類：1）An、Ab和Or標(biāo)準(zhǔn)分子；2）Di、Hy和Ol標(biāo)準(zhǔn)分子；3）Il、Mt和Ap標(biāo)準(zhǔn)分子。而且不含Q標(biāo)準(zhǔn)分子。為了運用斯特里克森QAPF雙三角圖進(jìn)一步對巖石進(jìn)行分類，對長石標(biāo)準(zhǔn)分子進(jìn)行了堿性長石（A）和斜長石（Pl）標(biāo)準(zhǔn)分子計算。由于巖相鑒定中鉀長石以獨立存在的礦物很少（Or標(biāo)準(zhǔn)分子范圍為2.43～9.17），多以雨點狀反條紋長石出現(xiàn)，通過對比Le Maitre的分配系數(shù)方案和Rittmann圖解法（劉寶良，2001），確認(rèn)兩種方法得出的結(jié)果基本相近，所以表2中的A和Pl標(biāo)準(zhǔn)分子計算中，Or歸入A，而Pl按Le Maitre的分配系數(shù)方案計算的。根據(jù)CIPW的QAP標(biāo)準(zhǔn)分子分類（圖4），可以看出，除了17-DM-48和17-DM-55落入了輝長巖區(qū)外，本次分析的其它輝長—蘇長巖都落入了二長輝長巖。由于大廟輝長—蘇長巖沒有原生角閃石礦物，可以排除這些巖石屬于閃長巖的可能；又因為巖石中的輝石類礦物含量均大于25%，所以也排除了斜長巖的可能，因此所研究的樣品應(yīng)屬于輝長巖大類。

圖4 大廟晚期輝長—蘇長巖的QAP分類命名圖1.石英閃長巖（輝長巖、斜長巖）；2.石英二長閃長巖（輝長巖）；3.閃長巖（輝長巖、斜長巖）；4.二長閃長巖（輝長巖）Fig.4 QAP classification and nomenclature of late-staged gabbro-norites in Damiao area

為了進(jìn)一步了解大廟晚期輝長—蘇長巖巖石的更進(jìn)一步的種屬，根據(jù)巖相分析獲得的礦物含量（表1），通過計算將樣品投點到Pl-Opx-Cpx基性侵入巖分類圖解中，對這些巖石進(jìn)一步分類命名（圖5）。從圖中可以看出，所分析樣品屬于淡色輝長巖和輝長巖大類，而不是暗色輝長巖類；有3個樣品落入斜方輝石輝長巖（17-DM-3、17-DM-55和17-DM-59），有4個樣品主要落入單斜輝石蘇長巖（17-DM-8、17-DM-9、17-DM-48和17-DM-58）。可以看出，盡管野外輝長—蘇長巖特征有許多差異，但它們還是有共同的規(guī)律的。

圖5 大廟晚期輝長—蘇長巖的Pl-Opx-Cpx分類命名圖Fig.5 Pl-Opx-Cpx classification and nomenclature of late-staged gabbro-norites in Damiao area

4.2 微量元素和稀土元素

根據(jù)大廟晚期輝長—蘇長巖的全巖微量元素的分析數(shù)據(jù)（表3），并據(jù)此進(jìn)行了微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化處理，得出微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6），從圖中可以看出：7個樣品的共同點均表現(xiàn)出了Ba、K、La、Ce、P、Sm、Ti和Lu元素富集；同時Th、Ta、Nb、Zr、Hf和Yb虧損。U、Sr出現(xiàn)差別化異常，其中17-DM-48和17-DM-58樣品表現(xiàn)出Sr正異常，其余樣品都表現(xiàn)出Sr的負(fù)異常。P的富集是因巖石不同程度含磷灰石造成的，Sr受到斜長石的控制。7個樣品的稀土元素La、Ce、Nd、Sm、Y、Yb和Lu的變化趨勢基本一致。過渡族元素Cr、Ni含量較低，分別為8.03×10-6～80.1×10-6（平均24.62×10-6）和17.7×10-6～91.5×10-6（平均32.27×10-6）。大廟晚期輝長—蘇長巖的全巖微量元素比值Ba/Th=520～3 137（平均1 908）、Ba/Nb=89.1～425.3（平均238.87）、Ba/La=20.18～42.46（平均33.69）、Rb/Nb=0.71～2.98（平均1.47）、Zr/Nb=9.18～18.96（平均13.88）、La/Nb=2.56～10.17（平均7.03）、Th/Ta=0.98～4.00（平均2.16），與古元古代鎂鐵質(zhì)巖墻的地球化學(xué)數(shù)據(jù)（Wang et al.，2004）相 比其Ba/Th、Ba/Nb和La/Nb高得多，Zr/Nb低 一 些，而Rb/Nb、Ba/La和Th/Ta大體接近，反映出巖石高度富集不相容元素的特點。

圖6 大廟晚期輝長—蘇長巖的微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（原始地幔數(shù)據(jù)據(jù)Sun and McDonough，1989）Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element spider diagrams of late-staged gabbro-norites in Damiao area（primitive mantle data from Sun and McDonough，1989）

根據(jù)大廟晚期輝長—蘇長巖的全巖稀土元素的分析數(shù)據(jù)（表4），以Sun and McDonough（1989）球粒隕石數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了稀土元素處理，得出稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（圖7）。從表4和圖7中可以看出：7個樣品的稀土元素變化趨勢基本一致，都呈現(xiàn)出右傾型式，La～Nd變化較緩，Sm～Lu變化較陡，沒有較強的Eu異常。

圖7 大廟晚期輝長—蘇長巖的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（球粒隕石數(shù)據(jù)據(jù)Sun and McDonough，1989）Fig.7 Chrondrite-normalized REE content patterns of late-staged gabbro-norites in Damiao area（primitive mantle data from Sun and McDonough，1989）

稀土總量ΣREE范圍為92.531×10-6～532.4×10-6，輕稀土含量LREE范圍為62.0×10-6～420.69×10-6，重 稀 土 含 量HREE范 圍 為26.286×10-6～115.857×10-6。輕 重 稀 土 比 值LREE/HREE范圍為2.03～3.88，（La/Yb）N范圍為3.73～12.1，（La/Sm）N范圍，1.26～2.37，顯示出輕稀土相對重稀土、中稀土富集特點。（Gd/Yb）N范圍為1.75～3.47，顯示出中稀土相對重稀土也富集的特點。δCe范圍為0.89～1.07，既有顯示弱正異常的，也有顯示弱負(fù)異常的，也有不異常的，總體來說Ce的異常較小。δEu范圍為0.69～1.26，與Ce的特點相似，既有弱正異常的，也有弱負(fù)異常的，總體異常較小。17-DM-09、55和59號表現(xiàn)出了Eu輕微負(fù)異常，17-DM-03、48和58號樣品Eu表現(xiàn)輕微正異常，17-DM-08幾乎沒有異常。因此，可以確認(rèn)大廟晚期輝長—蘇長巖巖漿分離結(jié)晶作用很弱，也反映出它們與斜長巖之間不是簡單的結(jié)晶分異形成的。

值得注意的是，17-DM-09和59號樣品的每個稀土元素含量以及稀土總量、輕稀土含量、重稀土含量都比其余樣品高，而且這兩個樣品都有明顯的Eu負(fù)異常，根據(jù)這兩個樣品都是中細(xì)粒的樣品，斜長石含量偏低、鉀長石含量和輝石偏高以及P2O5正常而TiO2偏高的特點，初步判斷這兩個樣品形成得略晚些，其在地下巖漿房中可能發(fā)生了斜長石輕度分離結(jié)晶作用。

4.3 Sr-Nd-Pb同位素

為了了解大廟晚期輝長—蘇長巖的巖漿源區(qū)和巖漿演化，本次對魏家村采礦場、小溝村南采礦場以及小烏蘇溝東山口的輝長—蘇長巖的4個樣品進(jìn)行了Sr、Nd和Pb同位素分析，分析結(jié)果以及計算的Rb/Sr、Sm/Nd、U/Pb和Th/Pb的比值以及εNd（0）（現(xiàn)今值）列于表5。從表中可以看出，各同位素比值范圍：87Sr/86Sr比值為0.704 338～0.706 374，143Nd/144Nd比值為0.511 513～0.511 816，208Pb/204Pb比值為35.186～36.017，207Pb/204Pb比值為15.032～15.265，206Pb/204Pb比值為15.253～16.499。所計算的元素比值的范圍：Rb/Sr為0.006 2～0.021 1，Sm/Nd為0.197 4～0.245 0，U/Pb為0.026 5～0.070 8，Th/Pb為0.061 7～0.121 2。計算的εNd（0）（現(xiàn)今值）為：-21.9～-16.6。

表5 大廟晚期輝長—蘇長巖的全巖Sr、Nd和Pb同位素測試數(shù)據(jù)Table 5 Sr，Nd and Pb isotopic composition of late-staged gabbro-norites in Damiao area

基于大廟晚期輝長—蘇長巖全巖的Sr-Nd-Pb同位素數(shù)據(jù)，探索了輝長—蘇長巖的巖漿來源情況（圖8，圖9）。從87Sr/86Sr和206Pb/204Pb組成變化與地幔端元組分關(guān)系圖來看，樣品位于第二象限和第三象限上部，與EMI型富集地幔比較相近。從143Nd/144Nd和206Pb/204Pb組成變化與地幔端元組分關(guān)系圖來看，樣品位于第四象限下部，與EMI型富集地幔也比較相近。在北半球樣品的207Pb/204Pb和206Pb/204Pb相關(guān)圖上，本區(qū)樣品位于NHRL（北半球參考線）的左下延伸線附近，離EMI型富集地幔和DM虧損地幔不遠(yuǎn)。同位素的數(shù)據(jù)顯示，大廟晚期輝長—蘇長巖的源區(qū)可能是EMI型地幔源區(qū)，Weaver（1991）研究認(rèn)為EMI代表了受到古老遠(yuǎn)洋沉積物再循環(huán)改造的地幔，陸下巖石圈地?？赡苁瞧漭^合適的源。Tatsumoto and Nakamura（1991）提出克拉通邊緣陸下地幔俯沖可能是其成因機制。因此，大廟晚期輝長—蘇長巖的源區(qū)可能就是克拉通邊緣陸下地幔俯沖形成的交代型地幔熔融形成的。晚期輝長—蘇長巖漿可能源自富集地幔，其與巖體型斜長巖可能不是同源巖漿分離結(jié)晶演化的關(guān)系。

圖8 大廟地區(qū)晚期輝長—蘇長巖全巖Sr、Nd和Pb同位素及其與源區(qū)地幔端元組分相關(guān)圖（據(jù)Allégre et al.，1988）a.87Sr/86Sr和206Pb/204Pb同位素相關(guān)圖；b.143Nd/144Nd和206Pb/204Pb同位素相關(guān)圖。DM.虧損地幔；BSE.全硅酸鹽地球；EMI.Ⅰ型富集地幔；EMII.Ⅱ型富集地幔；HIMU.高U/Pb比值的地幔；PREMA.流行地幔；MORB.洋中脊玄武巖Fig.8 Correlation diagram of whole rock Sr，Nd and Pb isotope and their mantle reservoirs of late-staged gabbro-norites in Damiao area（after Allégre et al.，1988）

圖9 大廟地區(qū)晚期輝長—蘇長巖全巖207Pb/204Pb與206Pb/204Pb同位素及其與源區(qū)地幔端元組分相關(guān)圖（據(jù)Rollison，1993修改）DM.虧損地幔；BSE.全硅酸鹽地球；EMI.Ⅰ型富集地幔；EMII.Ⅱ型富集地幔；HIMU.高U/Pb比值的地幔；PREMA.流行地幔；MORB.洋中脊玄武巖；NHRL.北半球參考線Fig.9 Correlation diagram of whole rock 207Pb/204Pb and 206Pb/204Pb and their mantle reservoirs of late-staged gabbro-norites in Damiao area（modified after Rollison，1993）

5 討 論

巖體型斜長巖雜巖體的巖漿來源和演化問題，長期存在爭議，主要有兩種不同意見，即上地幔部分熔融來源（Ashwal，1993；Owens and Dymek，2001；解廣轟，2005）和下地殼部分熔融來源（Duchesne，1999；Longhi et al.，1999；Zhao et al.，2009）。傳統(tǒng)上認(rèn)為，這類雜巖體的母巖漿是幔源的輝長質(zhì)的斜長巖巖漿，經(jīng)由斜長石和輝石的結(jié)晶分異形成蘇長巖—斜長巖—鐵磷礦的巖石和礦石組合，另一種觀點認(rèn)為蘇長巖和斜長巖是由幔源源區(qū)不同的巖漿分別演化形成，鐵磷礦的形成是液體不混溶的結(jié)果（Raith et al.，2014）。從世界范圍來看，這類雜巖體中的蘇長巖類在成分和結(jié)構(gòu)上均表現(xiàn)出一定的差異，就同一雜巖體而言，蘇長巖類也常展示出不同的巖石類型和野外產(chǎn)狀，這增加了問題的復(fù)雜性（Sharkov，2010）。

承德大廟地區(qū)斜長巖雜巖體中的斜長巖類和輝長—蘇長巖類之間的復(fù)雜關(guān)系，也一直存在不同認(rèn)識。一種觀點是，大廟斜長巖雜巖體的斜長巖類（以鈉黝簾石化斜長巖為主，伴有一定量的綠泥石化斜長巖類和纖閃石斜長巖及其偉晶巖）與輝長—蘇長巖類（以中粒、粗粒和偉晶輝長—蘇長巖為主的輝長—蘇長巖類，伴有橄欖輝長—蘇長巖、鐵磷輝長—蘇長巖及少量暗色斜長巖），屬于兩個侵入系列或?qū)儆趦善趲r漿事件，并不屬于同源巖漿演化的產(chǎn)物（翟裕生，1965；閻國翰等，1985，1993；孫靜等，2009a，2009b；江少卿等，2013；李立興等，2014；Li et al，2014；盛恭勇等，2017）；另一種觀點是，大廟斜長巖雜巖體的是以斜長巖為主的斜長巖—蘇長巖—輝長巖、紋長二長巖和石英紋長二長巖的層狀巖體，各層互為漸變過渡關(guān)系，其成因是同源巖漿演化的產(chǎn)物（王關(guān)玉，1979；解廣轟，1980，2005；河北地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；周永昶等，1989；Zhao et al.，2009）。此外，絕大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為大廟斜長巖雜巖體是幔源巖漿演化成因，與此不同，Zhao et al.（2009）提出大廟斜長巖雜巖體可能是由殼源巖石部分熔融侵入中部地殼形成的。

我們的野外工作表明，有的輝長—蘇長巖呈巖墻或小巖體侵位于斜長巖中，鐵磷礦和含礦輝長—蘇長巖常位于巖體的邊部，也有輝長—蘇長巖和斜長巖邊界不清或呈過渡特征，這一點得到了前人工作的支持（郁建華等，1996；趙太平等，2004；陳偉等，2008）。但如何來理解這兩者的差異呢？通過觀察和研究，我們發(fā)現(xiàn)呈巖墻或小巖體侵位于斜長巖中的輝長—蘇長巖（通常與鐵磷礦有關(guān)）都是晚期的蘇長巖，而與斜長巖邊界不清或呈過渡狀態(tài)的輝長—蘇長巖屬于早期蘇長巖。

本次研究認(rèn)為這兩期輝長—蘇長巖應(yīng)是來源不同的巖漿事件或侵入系列形成的，早期輝長—蘇長巖類與斜長巖類成因緊密相關(guān)，因為其中斜長巖中有許多變質(zhì)了的輝長—蘇長巖類包體，而晚期輝長—蘇長巖類應(yīng)是與斜長巖成生聯(lián)系不大的幔源巖漿。巖石學(xué)和地球化學(xué)研究表明，大廟地區(qū)晚期輝長—蘇長巖與斜長巖相比，輝長—蘇長巖中的斜長石更富鈣，且輝長—蘇長巖樣品的稀土元素的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式具有相似性，均為有右傾型，輕稀土元素相對富集，輕重稀土元素分異較明顯，輝長—蘇長巖的微量元素具有相對弱的或無Eu負(fù)異常，表明晚期輝長—蘇長巖并不是斜長巖漿經(jīng)由斜長石分離結(jié)晶形成的，兩者之間不存在成因上的直接演化關(guān)系；從同位素地球化學(xué)特征來看，樣品都落在了EMI富集地幔區(qū)間內(nèi)，顯示晚期輝長—蘇長巖可能源自富集地幔，其與巖體型斜長巖不是同源巖漿分離結(jié)晶演化的關(guān)系。形成晚期輝長—蘇長巖和斜長巖的巖漿應(yīng)為兩種不同的巖漿，晚期輝長—蘇長巖和斜長巖既有相似之處又有不同之處，二者在熔融程度和發(fā)生熔融時間上都存在差異。在富含鐵、磷、釩、鈦等成礦物質(zhì)的輝長—蘇長巖形成之后，兩者演化環(huán)境基本相同。

承德大廟地區(qū)存在著兩條斷裂帶，受二者影響，在斜長巖形成后，加之當(dāng)時的高溫高壓的作用，鐵鎂、硅鋁熔漿多期次侵入斷裂帶，最終生成不同類型的晚期輝長—蘇長巖類，而鐵磷礦則生成于晚期輝長—蘇長巖結(jié)晶時。隨著晚期輝長—蘇長巖生成，富含鐵磷成礦物質(zhì)的流體具有很強的運移滲透能力，通過水力斷裂侵入到輝長—蘇長巖體及其周圍斜長巖中，最終生成鐵磷礦體。后期富含鐵磷成礦物質(zhì)的流體繼續(xù)侵入上升，由于其滲透能力相對減弱，成礦物質(zhì)多在輝長—蘇長巖體下盤斜長巖斷裂和裂隙中以及斜長巖與輝長—蘇長巖接觸帶發(fā)生沉淀，有些則在輝長—蘇長巖體內(nèi)生成貫入式鐵礦。大廟地區(qū)各鐵磷礦床成礦物質(zhì)和礦源蘇長巖具有完全一致的同位素組成和變化特征支持了這一點。

6 結(jié) 論

大廟地區(qū)輝長—蘇長巖類依結(jié)構(gòu)可分為兩種類型，一種是早期輝長—蘇長巖，已發(fā)生鈉長綠簾角閃巖相變質(zhì)；另一種為晚期輝長—蘇長巖，呈輝長結(jié)構(gòu)。晚期輝長—蘇長巖主要呈巖墻侵入斜長巖及其圍巖中，該類巖石包括淡色輝長巖、單斜輝石蘇長巖、斜方輝石輝長巖以及含鐵磷礦對應(yīng)巖石，主要由斜長石、反條紋長石、單斜輝石、斜方輝石、磷灰石、鈦磁鐵礦、磁鐵礦、黑云母等原生礦物組成，其中不同巖石類型表現(xiàn)出斜長石含量、成分和結(jié)構(gòu)的規(guī)律性變化。巖石中還有一定數(shù)量的斜長石、斜方輝石、單斜輝石巨晶存在。晚期輝長—蘇長巖稀土元素呈現(xiàn)為輕稀土富集，Eu弱負(fù)異?；驘o負(fù)異常，表明晚期輝長—蘇長巖巖漿不是形成斜長巖的基性巖漿經(jīng)斜長石分離結(jié)晶后的殘余巖漿；Sr-Nd-Pb同位素地球化學(xué)特征顯示晚期輝長—蘇長巖可能源自EMI富集的巖石圈地幔，與巖體型斜長巖不存在同源巖漿分離結(jié)晶演化的關(guān)系。

致 謝在此感謝參加野外考察工作的研究生馮鈺葉、鐘愛麗、耿倩倩、劉佳雯、李赫、胡亞朵和黃志聰。