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(zhǎng)巖雜巖體是我國(guó)典型的巖體型斜長(zhǎng)巖，西起灤平縣哈叭沁東山，向東經(jīng)大廟、馬營(yíng)、頭溝至下院，東西長(zhǎng)約45 km，南北最寬超過(guò)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(zhǎng)巖區(qū)斜長(zhǎng)巖體地質(zhì)及釩鈦磁鐵礦床、釩鈦磁鐵—磷灰石礦床研究報(bào)告.河北省地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)報(bào)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(guó)興，1982）。大廟斜長(zhǎng)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(lèi)型多樣。長(zhǎng)期以來(lái)，大廟斜長(zhǎng)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(duì)雜巖體當(dāng)中的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖也進(jìn)行了一定程度的研究（翟裕生，1965；王關(guān)玉，1979；閻國(guó)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(lè)等，2014；盛恭勇等，2017）。但其巖石分類(lèi)及其相互關(guān)系、巖漿源區(qū)以及巖石成因演化一直沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

雜巖體中的斜長(zhǎng)巖形成年齡為1 740 Ma左右（Zhao et al.，2009；Chen et al.，2013）、蘇長(zhǎng)巖為1 693±7 Ma、紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖為1 715±6 Ma（趙太平等，2004）；Teng et al.（2015）對(duì)雜巖體中的蘇長(zhǎng)質(zhì)輝長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖、淡色蘇長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)質(zhì)斜長(zhǎng)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(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)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(zhǎng)巖裂隙中以及斜長(zhǎng)巖與輝長(zhǎng)巖的接觸帶，雜巖體中也可見(jiàn)礦體與圍巖、斜長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖，圍巖之間呈過(guò)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(jī)制等仍存在較大爭(zhēng)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(zhǎng)巖雜巖體與構(gòu)造的關(guān)系，近年也有一些新的爭(zhēng)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(shì)，不同于典型的雙峰型陸內(nèi)裂谷巖漿巖，而類(lèi)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(zhǎng)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(duì)于巖體型斜長(zhǎng)巖的成因研究，大多數(shù)學(xué)者仍然認(rèn)為巨大斜長(zhǎng)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(guò)程。

總之，前人對(duì)斜長(zhǎng)巖雜巖體的野外地質(zhì)、斜長(zhǎng)巖的形成時(shí)間、斜長(zhǎng)巖雜巖體是否為同一母源巖漿的演化以及斜長(zhǎng)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(shí)。雖然前人把大廟蘇長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)巖，但對(duì)其沒(méi)有做單獨(dú)研究，更多是把它們作為斜長(zhǎng)巖雜巖體的一部分來(lái)研究的，其巖石特征及其來(lái)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(zhǎng)巖雜巖體位于華北克拉通北緣與中亞造山帶南緣的過(guò)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(dòng)，沿?cái)嗔褞蓚?cè)分布有不同時(shí)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(lái)，在該構(gòu)造帶內(nèi)陸續(xù)識(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)片麻巖和角閃黑云斜長(zhǎng)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(shí)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?yàn)橹猩鹕綆r和第四系覆蓋（見(jiàn)圖1）。

圖1 承德大廟地區(qū)斜長(zhǎng)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(zhǎng)巖雜巖體以斜長(zhǎng)巖為主，伴有蘇長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖和紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖、花崗巖等。早期蘇長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)巖之間表現(xiàn)為漸變關(guān)系，而晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖與斜長(zhǎng)巖之間的界限清晰，如羅鍋?zhàn)訙?、大廟等地可以明顯看到二者之間的侵入關(guān)系。斜長(zhǎng)巖中分布著不規(guī)則狀和條帶狀的蘇長(zhǎng)巖或輝長(zhǎng)巖貫入體（郁建華等，1996）。在晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖與斜長(zhǎng)巖的接觸帶附近，斜長(zhǎng)巖往往變?yōu)榫G泥石化斜長(zhǎng)巖，而輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖中則含有大大小小的斜長(zhǎng)巖捕虜體和頂垂體。因此，晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的侵位比斜長(zhǎng)巖形成得晚。前人對(duì)黑山礦區(qū)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的研究以及本次對(duì)大廟巖體北部的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的研究都表明，輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(dú)立巖墻或巖體，均分布于黑山斜長(zhǎng)巖體內(nèi)。蘇長(zhǎng)巖與鐵礦體有成因聯(lián)系，有的蘇長(zhǎng)巖體中有分異式侵染礦體，在蘇長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖樣品采自大廟地區(qū)北部的湯頭溝小溝魏家村采礦場(chǎng)（17-DM-03、08和09號(hào)3個(gè)樣品）、小溝村南采礦場(chǎng)（17-DM-47、48、50和55號(hào)4個(gè)樣品）、小烏蘇溝東山口（17-DM-58和59號(hào)2個(gè)樣品）和牛頭溝采礦場(chǎng)（18-CD-92號(hào)1個(gè)樣品）。這些輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖巖體總體呈巖墻或巖脈侵入斜長(zhǎng)巖雜巖體中（圖2），局部可見(jiàn)白色的斜長(zhǎng)巖、文象花崗巖捕虜體。

圖2 大廟斜長(zhǎng)巖雜巖體中的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的露頭現(xiàn)象a、b.湯頭溝小溝魏家村采場(chǎng)露頭；c.小溝村南采場(chǎng)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(cè)試是在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)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(cè)試實(shí)驗(yàn)條件為：溫度23℃，相對(duì)濕度36%；測(cè)試儀器為：AB104L Axios-mAX波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀。燒失量使用坩鍋稱(chēng)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(chēng)量計(jì)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(cè)試實(shí)驗(yàn)條件為：溫度20℃，相對(duì)濕度30%；采用儀器：ELEMENT-XR等離子體質(zhì)譜分析儀。測(cè)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?zhuān)詈笥肐CP-MS外標(biāo)法直接測(cè)定的。測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行了干擾校正（微量元素和稀土元素的測(cè)試精度在5%～10%以?xún)?nèi)）。

Sr和Nd同位素分析采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計(jì)，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(cè)量結(jié)果：NBS987為0.710 250±7；實(shí)驗(yàn)全流程本底R(shí)b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(cè)量結(jié)果：JMC為143Nd/144Nd=0.512 109±3；實(shí)驗(yàn)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(jì)，用磷酸硅膠將樣品點(diǎn)在錸帶上，用靜態(tài)接受方式測(cè)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(shí)驗(yàn)全流程本底Pb小于100 pg。

3 巖相學(xué)特征

本次研究對(duì)大廟地區(qū)的湯頭溝小溝魏家村采礦場(chǎng)的17-DM-03、08和09號(hào)樣品、小溝村南采礦場(chǎng)的17-DM-48和55號(hào)樣品以及小烏蘇溝東山口的17-DM-58和59號(hào)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的顯微巖相特征a.17-DM-03號(hào)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖（正交，4×10）；b.17-DM-08號(hào)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖（正交，4×10）；c.17-DM-48號(hào)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖（正交，4×10）；d.17-DM-59號(hào)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖（正交，4×10）。Pl.斜長(zhǎng)石；Anp.反條紋長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖為全晶質(zhì)，原生礦物主要由斜長(zhǎng)石、反條紋長(zhǎng)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(zhǎng)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(jiàn)表1。斜長(zhǎng)石多為半自形—他形的板狀晶體，聚片雙晶發(fā)育。反條紋長(zhǎng)石主要為雨點(diǎn)狀的鉀長(zhǎng)石散布在斜長(zhǎng)石主晶之中，且在斜長(zhǎng)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(jiàn)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(jí)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(jí)灰干涉色，平行消光。巖石普遍經(jīng)歷了不強(qiáng)的鈉長(zhǎng)綠簾角閃巖相變質(zhì)，部分斜長(zhǎng)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(yáng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖全巖地球化學(xué)研究中，對(duì)湯頭溝小溝魏家村采礦場(chǎng)的17-DM-03、08和09號(hào)、小溝村南采礦場(chǎng)的17-DM-48和55號(hào)以及小烏蘇溝東山口17-DM-58和59號(hào)共7個(gè)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(jiàn)表2、表3和表4。對(duì)魏家村采礦場(chǎng)的17-DM-09、小溝村南采礦場(chǎng)的17-DM-47和50號(hào)以及小烏蘇溝東山口17-DM-59號(hào)共4個(gè)樣品進(jìn)行了Sr、Nd和Pb同位素分析，結(jié)果見(jiàn)表5。樣品涵蓋了不同類(lèi)型的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(shí)兼顧礦物含量的變化。

表2 大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的主要元素含量/%及其CIPW計(jì)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的微量元素含量/×10-6及其計(jì)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的稀土元素含量/×10-6及其計(jì)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(cè)試及其計(jì)算結(jié)果（表2）顯示，大廟地區(qū)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖SiO2的含量較低，不含礦的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的SiO2為45.63%～46.63%；而弱含礦的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(hào)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(lái)看巖石中并沒(méi)有真實(shí)的橄欖石或霞石等不飽和礦物，實(shí)際礦物組成特點(diǎn)仍然是輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(chǎng)樣品相像小溝村南采礦場(chǎng)樣品、小烏蘇溝東山口樣品具有降低趨勢(shì)。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(gè)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(guó)外的蘇長(zhǎng)巖、橄欖蘇長(zhǎng)巖和中國(guó)蘇長(zhǎng)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(hào)樣品的P2O5較低，但其TiO2的含量卻很高，從巖相來(lái)看高P2O5的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖含磷灰石多，而高TiO2的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(guò)與中國(guó)蘇長(zhǎng)巖和國(guó)外蘇長(zhǎng)巖的對(duì)比，承德大廟地區(qū)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖具有SiO2、MgO、CaO低；Al2O3低于國(guó)外蘇長(zhǎng)巖樣品平均值，而高于中國(guó)蘇長(zhǎng)巖平均值；Na2O+K2O，含量與國(guó)外和中國(guó)蘇長(zhǎng)巖平均值基本一致；TiO2、TFe2O3和P2O5高的特點(diǎn)。這與蘇長(zhǎng)巖中含有釩鐵磷礦有一定關(guān)系。

CIPW的計(jì)算結(jié)果顯示，除了兩個(gè)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(lèi)：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(yùn)用斯特里克森QAPF雙三角圖進(jìn)一步對(duì)巖石進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)長(zhǎng)石標(biāo)準(zhǔn)分子進(jìn)行了堿性長(zhǎng)石（A）和斜長(zhǎng)石（Pl）標(biāo)準(zhǔn)分子計(jì)算。由于巖相鑒定中鉀長(zhǎng)石以獨(dú)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(diǎn)狀反條紋長(zhǎng)石出現(xiàn)，通過(guò)對(duì)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(jì)算中，Or歸入A，而Pl按Le Maitre的分配系數(shù)方案計(jì)算的。根據(jù)CIPW的QAP標(biāo)準(zhǔn)分子分類(lèi)（圖4），可以看出，除了17-DM-48和17-DM-55落入了輝長(zhǎng)巖區(qū)外，本次分析的其它輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖都落入了二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖。由于大廟輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖沒(méi)有原生角閃石礦物，可以排除這些巖石屬于閃長(zhǎng)巖的可能；又因?yàn)閹r石中的輝石類(lèi)礦物含量均大于25%，所以也排除了斜長(zhǎng)巖的可能，因此所研究的樣品應(yīng)屬于輝長(zhǎng)巖大類(lèi)。

圖4 大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的QAP分類(lèi)命名圖1.石英閃長(zhǎng)巖（輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖）；2.石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖（輝長(zhǎng)巖）；3.閃長(zhǎng)巖（輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖）；4.二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖（輝長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(guò)計(jì)算將樣品投點(diǎn)到Pl-Opx-Cpx基性侵入巖分類(lèi)圖解中，對(duì)這些巖石進(jìn)一步分類(lèi)命名（圖5）。從圖中可以看出，所分析樣品屬于淡色輝長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖大類(lèi)，而不是暗色輝長(zhǎng)巖類(lèi)；有3個(gè)樣品落入斜方輝石輝長(zhǎng)巖（17-DM-3、17-DM-55和17-DM-59），有4個(gè)樣品主要落入單斜輝石蘇長(zhǎng)巖（17-DM-8、17-DM-9、17-DM-48和17-DM-58）?？梢钥闯?，盡管野外輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的Pl-Opx-Cpx分類(lèi)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(gè)樣品的共同點(diǎn)均表現(xiàn)出了Ba、K、La、Ce、P、Sm、Ti和Lu元素富集；同時(shí)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(zhǎng)石的控制。7個(gè)樣品的稀土元素La、Ce、Nd、Sm、Y、Yb和Lu的變化趨勢(shì)基本一致。過(guò)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(diǎn)。

圖6 大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(gè)樣品的稀土元素變化趨勢(shì)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(méi)有較強(qiáng)的Eu異常。

圖7 大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(duì)重稀土、中稀土富集特點(diǎn)。（Gd/Yb）N范圍為1.75～3.47，顯示出中稀土相對(duì)重稀土也富集的特點(diǎn)。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(lái)說(shuō)Ce的異常較小。δEu范圍為0.69～1.26，與Ce的特點(diǎn)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(hào)表現(xiàn)出了Eu輕微負(fù)異常，17-DM-03、48和58號(hào)樣品Eu表現(xiàn)輕微正異常，17-DM-08幾乎沒(méi)有異常。因此，可以確認(rèn)大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖巖漿分離結(jié)晶作用很弱，也反映出它們與斜長(zhǎng)巖之間不是簡(jiǎn)單的結(jié)晶分異形成的。

值得注意的是，17-DM-09和59號(hào)樣品的每個(gè)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(gè)樣品都有明顯的Eu負(fù)異常，根據(jù)這兩個(gè)樣品都是中細(xì)粒的樣品，斜長(zhǎng)石含量偏低、鉀長(zhǎng)石含量和輝石偏高以及P2O5正常而TiO2偏高的特點(diǎn)，初步判斷這兩個(gè)樣品形成得略晚些，其在地下巖漿房中可能發(fā)生了斜長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的巖漿源區(qū)和巖漿演化，本次對(duì)魏家村采礦場(chǎng)、小溝村南采礦場(chǎng)以及小烏蘇溝東山口的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的4個(gè)樣品進(jìn)行了Sr、Nd和Pb同位素分析，分析結(jié)果以及計(jì)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(jì)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(jì)算的εNd（0）（現(xiàn)今值）為：-21.9～-16.6。

表5 大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的全巖Sr、Nd和Pb同位素測(cè)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖全巖的Sr-Nd-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)，探索了輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的巖漿來(lái)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(lái)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(lái)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(jī)制。因此，大廟晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖漿可能源自富集地幔，其與巖體型斜長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)巖雜巖體的巖漿來(lái)源和演化問(wèn)題，長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議，主要有兩種不同意見(jiàn)，即上地幔部分熔融來(lái)源（Ashwal，1993；Owens and Dymek，2001；解廣轟，2005）和下地殼部分熔融來(lái)源（Duchesne，1999；Longhi et al.，1999；Zhao et al.，2009）。傳統(tǒng)上認(rèn)為，這類(lèi)雜巖體的母巖漿是幔源的輝長(zhǎng)質(zhì)的斜長(zhǎng)巖巖漿，經(jīng)由斜長(zhǎng)石和輝石的結(jié)晶分異形成蘇長(zhǎng)巖—斜長(zhǎng)巖—鐵磷礦的巖石和礦石組合，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為蘇長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)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(lái)看，這類(lèi)雜巖體中的蘇長(zhǎng)巖類(lèi)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(zhǎng)巖類(lèi)也常展示出不同的巖石類(lèi)型和野外產(chǎn)狀，這增加了問(wèn)題的復(fù)雜性（Sharkov，2010）。

承德大廟地區(qū)斜長(zhǎng)巖雜巖體中的斜長(zhǎng)巖類(lèi)和輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)之間的復(fù)雜關(guān)系，也一直存在不同認(rèn)識(shí)。一種觀點(diǎn)是，大廟斜長(zhǎng)巖雜巖體的斜長(zhǎng)巖類(lèi)（以鈉黝簾石化斜長(zhǎng)巖為主，伴有一定量的綠泥石化斜長(zhǎng)巖類(lèi)和纖閃石斜長(zhǎng)巖及其偉晶巖）與輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)（以中粒、粗粒和偉晶輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖為主的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)，伴有橄欖輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖、鐵磷輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖及少量暗色斜長(zhǎng)巖），屬于兩個(gè)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(guó)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(diǎn)是，大廟斜長(zhǎng)巖雜巖體的是以斜長(zhǎng)巖為主的斜長(zhǎng)巖—蘇長(zhǎng)巖—輝長(zhǎng)巖、紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖和石英紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖的層狀巖體，各層互為漸變過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖呈巖墻或小巖體侵位于斜長(zhǎng)巖中，鐵磷礦和含礦輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖常位于巖體的邊部，也有輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)巖邊界不清或呈過(guò)渡特征，這一點(diǎn)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(lái)理解這兩者的差異呢？通過(guò)觀察和研究，我們發(fā)現(xiàn)呈巖墻或小巖體侵位于斜長(zhǎng)巖中的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖（通常與鐵磷礦有關(guān)）都是晚期的蘇長(zhǎng)巖，而與斜長(zhǎng)巖邊界不清或呈過(guò)渡狀態(tài)的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖屬于早期蘇長(zhǎng)巖。

本次研究認(rèn)為這兩期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖應(yīng)是來(lái)源不同的巖漿事件或侵入系列形成的，早期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)與斜長(zhǎng)巖類(lèi)成因緊密相關(guān)，因?yàn)槠渲行遍L(zhǎng)巖中有許多變質(zhì)了的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)包體，而晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)應(yīng)是與斜長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖與斜長(zhǎng)巖相比，輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖中的斜長(zhǎng)石更富鈣，且輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(duì)富集，輕重稀土元素分異較明顯，輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖的微量元素具有相對(duì)弱的或無(wú)Eu負(fù)異常，表明晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖并不是斜長(zhǎng)巖漿經(jīng)由斜長(zhǎng)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(lái)看，樣品都落在了EMI富集地幔區(qū)間內(nèi)，顯示晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖可能源自富集地幔，其與巖體型斜長(zhǎng)巖不是同源巖漿分離結(jié)晶演化的關(guān)系。形成晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)巖的巖漿應(yīng)為兩種不同的巖漿，晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)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(shí)間上都存在差異。在富含鐵、磷、釩、鈦等成礦物質(zhì)的輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)巖形成后，加之當(dāng)時(shí)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(lèi)型的晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)，而鐵磷礦則生成于晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖結(jié)晶時(shí)。隨著晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖生成，富含鐵磷成礦物質(zhì)的流體具有很強(qiáng)的運(yùn)移滲透能力，通過(guò)水力斷裂侵入到輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖體及其周?chē)遍L(zhǎng)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(duì)減弱，成礦物質(zhì)多在輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖體下盤(pán)斜長(zhǎng)巖斷裂和裂隙中以及斜長(zhǎng)巖與輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖接觸帶發(fā)生沉淀，有些則在輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)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(zhǎng)巖具有完全一致的同位素組成和變化特征支持了這一點(diǎn)。

6 結(jié) 論

大廟地區(qū)輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖類(lèi)依結(jié)構(gòu)可分為兩種類(lèi)型，一種是早期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖，已發(fā)生鈉長(zhǎng)綠簾角閃巖相變質(zhì)；另一種為晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖，呈輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖主要呈巖墻侵入斜長(zhǎng)巖及其圍巖中，該類(lèi)巖石包括淡色輝長(zhǎng)巖、單斜輝石蘇長(zhǎng)巖、斜方輝石輝長(zhǎng)巖以及含鐵磷礦對(duì)應(yīng)巖石，主要由斜長(zhǎng)石、反條紋長(zhǎng)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(lèi)型表現(xiàn)出斜長(zhǎng)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(zhǎng)石、斜方輝石、單斜輝石巨晶存在。晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖稀土元素呈現(xiàn)為輕稀土富集，Eu弱負(fù)異?；驘o(wú)負(fù)異常，表明晚期輝長(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖巖漿不是形成斜長(zhǎng)巖的基性巖漿經(jīng)斜長(zhǎng)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(zhǎng)—蘇長(zhǎng)巖可能源自EMI富集的巖石圈地幔，與巖體型斜長(zhǎng)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(ài)麗、耿倩倩、劉佳雯、李赫、胡亞朵和黃志聰。