魏紅萍

(福建省閩西地質(zhì)大隊，三明，365001)

最近完成的1∶5萬永安市、青水、西洋、桃源幅區(qū)調(diào)，通過對雞公巖復式巖體的地質(zhì)填圖，查明了該復式巖體的組成及其與圍巖的接觸關(guān)系，同時還開展了巖石學、巖石化學和同位素年代學研究，揭露巖石形成的深部過程和時代。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于政和—大埔斷裂帶西側(cè)，處于永安—晉江北西向斷裂帶與將樂—華安南北向斷裂帶交會處的東南部(圖1)。地層出露主要有古生界、中生界，斷裂構(gòu)造活動頻繁，發(fā)育有印支期滑脫構(gòu)造和燕山期逆沖推覆構(gòu)造；巖漿活動強烈，分布廣，多呈巖株狀產(chǎn)出。巖漿侵入活動時間主要為志留紀、侏羅紀，其中晚侏羅世巖漿侵入與火山活動關(guān)系密切，巖漿物質(zhì)來源主要有殼幔混合源和地殼重熔巖漿；伴隨巖漿侵入活動，侏羅紀侵入巖周邊的圍巖普遍具不同程度的接觸變質(zhì)，并與區(qū)內(nèi)的鐵、鉛鋅等多金屬礦關(guān)系最為密切。

圖1 永安西洋雞公巖地質(zhì)圖Fig.1 Jigongyan rock mass geological map in Yong'an city1—第四系；2—白堊系；3—上侏羅統(tǒng)；4—中侏羅統(tǒng)；5—下侏羅統(tǒng)；6—上二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)；7—中二疊統(tǒng)；8—上泥盆統(tǒng)；9—下—中寒武統(tǒng)；10—斑狀中粗?；◢弾r；11—含斑中細粒花崗巖；12—含斑細?；◢弾r；13—斑狀中粗粒黑云二長花崗巖；14—含(少)斑中細粒黑云二長花崗巖；15—含斑細粒黑云二長花崗巖；16—地質(zhì)界線；17—角度不整合界線；18—逆沖推覆斷層；19—滑脫斷層；20—區(qū)域性斷層；21—一般斷裂；22—涌動接觸界線；23—超動接觸界線；24—采樣位置及編號；25—鋯石測年樣采樣點及年齡值；26—剖面及編號；27—鉆孔及編號

1.1 巖體特征

雞公巖復式巖體平面形態(tài)呈不規(guī)則等軸狀，總體走向為近南北向。巖體長4～13 km，寬7～12 km，面積92.81 km2。主要巖性由肉紅色黑云母花崗巖組成，可細分出邊緣相(細?；◢弾r)、過渡相(中細粒黑云母花崗巖)和中心相(中粗粒似斑狀黑云母花崗巖)3個相帶*福建省閩西地質(zhì)大隊，1∶5萬永安市、青水、西洋、桃源幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報告，2015。。整個巖體除南部侵入于下三疊統(tǒng)溪口組外，其余均與圍巖呈斷層接觸，主要表現(xiàn)為巖體東、西部分別為上述區(qū)域性北西向、南北向斷裂，北部、南部部分為印支期滑脫斷層(圖2)。2004年完成的1∶25萬龍巖市區(qū)調(diào)將該巖體劃屬為晚侏羅世侵入巖，本次工作根據(jù)鋯石U-Pb同位素年齡、接觸關(guān)系等將其劃分為志留紀銀坑巖體和中侏羅世蓋洋巖體。

圖2 高椅山礦區(qū)煤礦滑脫構(gòu)造剖面圖(據(jù)高椅山石墨礦普查4線剖面資料,2012年)Fig.2 Coal slip structure profile in Gaoyishan deposit(According to the Gaoyishan graphite ore survey of No.4 line profile data simplification, 2012)1—下三疊統(tǒng)溪口組新祠角巖段；2—上二疊統(tǒng)翠屏山組上段；3—中侏羅世細中粒花崗巖；4—志留紀細中粒二長花崗巖；5—印支期滑脫構(gòu)造

銀坑巖體分布于復式巖體的北部，呈橢圓狀展布，出露面積71.40 km2。巖體西部為近南北向斷層破壞，東南側(cè)被蓋洋巖體花崗巖超動侵入；北側(cè)、南側(cè)均與下三疊統(tǒng)溪口組斷層接觸。巖性主要為淺肉紅色似斑狀黑云二長花崗巖。巖體中常見有鈉長巖、花崗偉晶巖、花崗斑巖、石英脈等。

蓋洋巖體位于復式巖體的南部和東北部，二者呈近南北向長條狀分布，巖體出露面積為27.24 km2，西北-東南向最大寬度約4 km，東北-西南向延伸約10 km。巖體西北部侵入于與志留紀銀坑巖體，東部、南部與晚二疊世翠屏山組、早三疊世溪口組均呈侵入接觸。形成時間的下限是早三疊世溪口組，上限是被早白堊世吉嶺巖體侵入，巖性主要為淺肉紅色似斑狀花崗巖，局部見花崗偉晶巖脈。

1.2 巖石組成特征

1.2.1 銀坑二長花崗巖

巖體主體期巖性為黑云母二長花崗巖，具有清楚的巖性分帶現(xiàn)象，邊緣為淺肉紅色含斑細粒黑云母二長花崗巖，其斑晶成分主要為鉀長石，向內(nèi)過渡為淺肉紅色含(少)斑中細粒黑云母二長花崗巖，中心部分為淺肉紅色似斑中粗粒黑云母二長花崗巖。

巖石具似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具細粒-中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。似斑晶礦物成分為鉀長石，呈淺肉紅色，自形板狀，斑晶大小為10 mm×20 mm，含量5%～20%；基質(zhì)主要礦物為近等量的鉀長石、斜長石和石英，其次為黑云母,副礦物為磁鐵礦、榍石和磷灰石等。

1.2.2 蓋洋花崗巖

巖體主體期巖性從邊部向中央分別為淺肉紅色含斑細粒花崗巖、淺肉紅色含斑中細粒花崗巖、淺肉紅色似斑中粗?；◢弾r。巖石具似斑狀結(jié)構(gòu)，細-中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。似斑晶礦物成分為鉀長石，呈淺肉紅色，自形板狀，斑晶大小為(10～20)mm×(20～50)mm，含量5%～27%；基質(zhì)主要礦物為鉀長石、斜長石和石英，少量的黑云母以及副礦物鋯石、磷灰石等。

2 巖石地球化學特征

2.1 主量元素特征

雞公巖復式巖體巖石化學分析結(jié)果及特征參數(shù)(表1)。2個巖體在Q'-ANOR圖解中，銀坑巖體二長花崗巖樣品投影點大部分落在二長花崗巖區(qū)；蓋洋巖體花崗巖樣品投影點大部分落在堿長花崗巖區(qū)，只有一個樣品點落入花崗巖區(qū)(圖3)。

表1 雞公巖復式巖體巖石化學分析結(jié)果與特征參數(shù)

注：化學分析結(jié)果單位為%；測試單位為福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局三明實驗室。

銀坑巖體二長花崗巖SiO2含量為68.61%～71.40%，里特曼指數(shù)(σ)2.58～3.03，為鈣堿性巖系；鋁飽和度A/NCK值為1.13～1.30，都大于1，為鋁過飽和巖石；Fe3+/(Fe2++Fe3+)為0.17～0.59，反映巖石形成于還原條件；堿質(zhì)總量(Na2O+K2O)8.50～8.90。由K/Na比值均大于1，Na2O含量小于K2O，表明地殼成熟度較高。

圖3 雞公巖體Q'-ANOR圖解Fig.3 The Q'-ANOR diagram of Jigong rock mass2—堿長花崗巖；3a—花崗巖；3b—花崗巖(二長花崗巖)；4—花崗閃長巖；5—英云閃長巖、斜長花崗巖

蓋洋巖體花崗巖SiO2含量73.15%～77.27%，里特曼指數(shù)(σ)2.15～2.25，屬鈣堿性；鋁飽和度A/NKC值為1.38～1.45 ，為鋁過飽和巖石；Fe3+/(Fe2++Fe3+)為0.50～0.77，反映巖石形成于還原條件；堿總量(Na2O+K2O)8.21%～8.59%。K2O/Na2O為1.25～1.40，由K/Na比值均大于1，Na2O含量小于K2O，表明地殼成熟度較高。

2.2 微量元素特征

雞公巖復式巖體巖石微量元素含量與福建省花崗巖類微量元素平均豐度值對比(表2)。

表2 雞公巖復式巖體微量元素含量

注：測試單位為福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測試中心(樣品巖石名稱同表1)。

志留紀二長花崗巖強富集元素為Ba、Sr、Au、Co、W，相對富集元素為V、Zr、Li、La、Hf、Ta、Bi，與背景值相當元素為Nb、Pb、Rb、Zn、Sn、Y、Yb、Th、U，相對貧化元素為Cr、Cu、Ni、Mo、Ag。在原始地幔標準化的微量元素比值蛛網(wǎng)圖上(圖4a)，Rb、Th、U呈正異常，Sr、Ba、P、Ti呈負異常，曲線總體呈向右傾斜的波狀起伏。

中侏羅世花崗巖強富集元素為Cr、Cu、Sn、Au、Co、Ta、W、Bi，相對富集元素為Nb、Rb、Ag、U，與背景值相當元素為Pb、Mo、Li、Y、Yb、Hf、Th，相對貧化元素為Ba、Ni、Sr、V、Zn、Zr、La。在原始地幔標準化的微量元素比值蛛網(wǎng)圖上(圖4b)，Rb、U、Ta、Hf呈正異常，Ba、Nb、Sr呈負異常，曲線總體呈向右傾斜的波狀起伏。

圖4 雞公巖體微量元素原始地幔標準蛛網(wǎng)圖[2]Fig.4 The trace element spider diagram of the primitive mantle standard of Jigong rock mass

2.3 稀土元素特征

雞公巖復式巖體稀土元素含量及特征參數(shù)值見表3所示。

銀坑巖體稀土元素總量∑REE較高，為312.86～370.88 μg/g。輕重稀土比值LREE/HREE為3.44～4.02，[Ce/Yb]N值為12.48～14.27，其值均大于1，球粒隕石標準化稀土配分型式為向右傾的相對較平滑曲線(圖5a)，反映巖石具輕稀土富集特點。δEu值0.84～0.93，接近于1，表示Eu無明顯虧損。稀土礦物類型為選擇配分型中的褐簾石型[4]。巖石這種強不相容元素富集特征，亦可能反映了巖漿來源于熔融程度較低的深熔作用，為殼?；旌闲?。

蓋洋巖體稀土元素總量∑REE較低，為166.62～211.82 μg/g。輕重稀土比值LREE/HREE為1.12～1.78，[Ce/Yb]N值為3.72～5.79，其值均大于1，球粒隕石標準化稀土配分型式呈向右傾斜的不對稱曲線(圖5b)，反映輕稀土富集特點。δEu值為0.18～0.35，均小于1，表示Eu具較明顯虧損。在稀土配分型式圖上元素Eu處呈現(xiàn)“V”型谷的變化特征，表現(xiàn)為“海鷗”模式。稀土礦物類型為完全配分型。反映了巖漿較低的熔融程度和較高的分離結(jié)晶程度。

表3 雞公巖復式巖體稀土元素含量及特征參數(shù)值

注：測試單位為福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局三明實驗室分析(樣品巖石名稱同表1)。

圖5 雞公巖體稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖Fig.5 Normalized distribution pattern of rare earth element chondrite of Jigong rock mass

3 鋯石U-Pb測年結(jié)果

鋯石挑選由河北欣航測繪院完成，樣品在中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室完成,鋯石定年分析所用儀器為Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及與之配套的New wave UP213激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕所用斑束直徑為25 μm,頻率為10 Hz, 能量密度約為2.5 J/cm2,以He為載氣。LA-MC-ICP-MS激光剝蝕采樣采用單點剝蝕的方式,鋯石U-Pb定年以鋯石GJ-1為外標,U、Th含量以鋯石M127(U=923×10-6;Th=439×10-6;Th/U=0.475)為外標進行校正。測試過程中，在每測定5～7個樣品后，重復測定兩個鋯石GJ-1對樣品進行校正,并測量一個鋯石Plesovice,觀察儀器的狀態(tài)和測試的重現(xiàn)性,鋯石標準的重現(xiàn)性在1% (2σ)左右。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal程序,204Pb由離子計數(shù)器檢測,204Pb含量異常高的分析點可能受包體等普通Pb的影響, 對204Pb含量異常高的分析點在計算時剔除, 鋯石年齡諧和圖用Isoplot3.0程序獲得, 表達式中所列單個數(shù)據(jù)點的誤差均為1σ,加權(quán)平均年齡具95%的置信度。

銀坑巖體二長花崗巖中鋯石呈淡黃色、淺玫瑰色，透明至半透明，金剛光澤，有氣泡包體及裂紋，晶體粒徑一般0.05～0.25 mm，少量0.26～0.45 mm。伸長系數(shù)2∶1至3∶1，個別4∶1，甚至達到5∶1。主要為復四方晶類，鋯石柱面(100)(110)及正錐面(111)與偏錐面(131)(311)組成之柱狀聚形。

銀坑巖體二長花崗巖采集鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年樣1件，樣品中獲得的鋯石顆粒，結(jié)構(gòu)簡單，主要為無色長柱狀、短柱狀，陰極發(fā)光圖像顯示(圖6)，巖漿振蕩環(huán)帶清楚，顯示巖漿鋯石特征。其鋯石的U、Th、Pb同位素成分數(shù)據(jù)及諧和年齡(表4)。分析過程中，選取鋯石環(huán)帶邊部打點，共分析了20個點，其中11個點的207Pb/206Pb年齡變化偏離諧和曲線，說明其諧和性較低，很可能是受到了后期熱事件影響造成了部分放射成因Pb丟失。因此，現(xiàn)獲得的表面年齡不能反映鋯石形成的真實年齡。在進行年齡討論時，作為異常值剔除，保留9個樣品點，206Pb/238U表面年齡為437～448 Ma，加權(quán)平均值為(444.1±2.3)Ma(MSWD=1.8,n=9)，其測試結(jié)果在206Pb/238U～207Pb/235U不一致曲線諧和圖上(圖7)，數(shù)據(jù)點都較好的落在諧和線附近，由此得出的206Pb/238U表面年齡平均值為(444.1±2.3)Ma，可作為銀坑巖體二長花崗巖中鋯石的結(jié)晶年齡。

蓋洋巖體花崗巖中鋯石呈黃色、黃褐色、深玫瑰色，透明至半透明，玻璃光澤、金剛光澤，有微晶包體、氣液包體，晶體粒徑一般0.06～0.15 mm，少量0.16～0.25 mm。伸長系數(shù)2∶1至3∶1，個別4∶1，甚至達到5∶1。鋯石主要由(100)(110)(111)(131)組成的四方晶類，次為(100)(110)(111)(311)(131)組成的復四方晶類。

蓋洋巖體花崗巖中采集的鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年樣1件，其鋯石陰極發(fā)光圖像特征(圖8)，鋯石的U、Th、Pb同位素成分數(shù)據(jù)及諧和年齡(表5)。分析過程中，選取鋯石環(huán)帶邊部打點，共分析了20個點，其中10個點的207Pb/206Pb年齡變化偏離諧和曲線，說明其諧和性較低，很可能是受到了后期熱事件影響造成了部分放射成因Pb丟失。因此，現(xiàn)獲得的表面年齡不能反映鋯石形成的真實年齡。在進行年齡討論時，作為異常值剔除，保留10個樣品點206Pb/238U表面年齡為170～174 Ma，加權(quán)平均值為(172.3±0.99)Ma(MSWD=1.04,n=10)，根據(jù)其測試結(jié)果作出諧和圖及均值圖(圖9)。從圖中可以看出，結(jié)果在206Pb/238U～207Pb/235U不一致曲線諧和圖上數(shù)據(jù)點都很好的集中落在諧和線上，其均值也較為穩(wěn)定。由此可見，蓋洋巖體的年齡為(172.3±0.99)Ma，屬于中侏羅世的產(chǎn)物。測年數(shù)據(jù)與巖體及圍巖接觸關(guān)系所反映的侵入時代可相互佐證，確定侵入時代為中侏羅世。

圖6 銀坑二長花崗巖(PM303-U-Pb5)鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.6 (PM303-U-Pb5)zircon cathodoluminescence image of Yingkeng monzonitic granite

圖7 銀坑二長花崗巖(PM303-U-Pb5)鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖Fig.7 (PM303-U-Pb5) zircon U-Pb isotope age harmonic figure of Yingkeng monzonitic granite

圖8 蓋洋巖體花崗巖(D5439-U-Pb1)鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.8 (D5439-U-Pb1)zircon cathodoluminescence image of Gaiyang rock mass granite

圖9 蓋洋巖體花崗巖(D5439-U-Pb1)鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖Fig.9 (D5439-U-Pb1) zircon U-Pb isotope age harmonic figure of Gaiyang rock mass granite

4 成因及構(gòu)造環(huán)境探討

區(qū)域上志留紀和侏羅紀巖漿巖廣泛發(fā)育于政和—大埔斷裂帶及其以西地區(qū)，分別屬于不同的大地構(gòu)造環(huán)境的巖漿演化系列[5]。雞公巖復式巖體 Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖10)所示。

圖10 雞公巖復式巖體 Rb-Y+Nb判別圖Fig.10 Rb - Y + Nb discriminant diagrams of Jigongshan rock complex rock mass

(1)銀坑巖體在Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖上，落在火山島弧及板內(nèi)花崗巖區(qū)[6]，表明這期巖漿活動屬于后造山期，形成于后碰撞造山環(huán)境。就位機制為早古生代末，華夏陸塊因造山作用使得結(jié)晶基底發(fā)生深熔作用或殼幔作用，形成同熔型或混生型花崗巖，然后沿斷裂構(gòu)造薄弱地段熱烘烤、擠壓、強力底劈上升就位的產(chǎn)物[7]。

(2)蓋洋巖體在Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖上，落在板內(nèi)花崗巖區(qū)，表明巖漿活動屬板塊俯沖至后造山期間，形成于板塊俯沖至后造山環(huán)境。就位機制為歐亞大陸板塊與太平洋板塊俯沖增生-后碰撞造山間的過程中，下覆的大洋巖石圈板塊開始裂解，導致軟流圈地幔上涌和大陸巖石圈破裂、拆離與俯沖板片后撤，從而形成了板內(nèi)巖漿強烈侵入上涌。

5 結(jié)論

雞公巖復式巖體由志留紀銀坑巖體和中侏羅世蓋洋巖體組成。銀坑巖體主要為二長花崗巖，蓋洋巖體為花崗巖。2個巖體均為鈣堿性巖系，為鋁過飽和巖石，巖石形成于還原條件，地殼成熟度較高。但二者巖石學、礦物學、巖石化學、副礦物等特征均有較大差異。銀坑巖體來源于熔融程度較低的深熔作用，為殼?；旌闲?，構(gòu)造環(huán)境為后碰撞造山環(huán)境，反映出早古生代末華夏陸塊由于造山作用使得結(jié)晶基底發(fā)生深熔作用或殼幔作用；蓋洋巖體反映了巖漿較低的熔融程度和較高的分離結(jié)晶程度，構(gòu)造環(huán)境為板塊俯沖至后造山環(huán)境，反映為歐亞大陸板塊與太平洋板塊俯沖增生—后碰撞造山間的過渡環(huán)境中形成的板內(nèi)巖漿強烈侵入上涌。

志留紀銀坑巖體為該次區(qū)域調(diào)查工作中的新發(fā)現(xiàn)。近年來，閩西南一帶普遍在原歸屬中生代復式巖體中發(fā)現(xiàn)有志留紀侵入巖的存在，為閩西南一帶研究志留紀巖漿作用提供了新的依據(jù)。區(qū)內(nèi)除蓋洋巖體獲得鋯石LA-ICP-MS年齡為中侏羅世外，在其北側(cè)桂溪巖體和永安東部青水一帶呈巖墻分布的花崗斑巖獲得鋯石LA-ICP-MS年齡為165.48～170.46 Ma和170.9 Ma，成巖時代也為中侏羅世，由此說明，區(qū)內(nèi)中侏羅世侵入巖分布有一定的普遍性，這對中生代巖漿活動時間段的劃分和研究提供了新的依據(jù)。

該文為中國地質(zhì)調(diào)查局“福建1∶5萬永安市、青水、西洋、桃源幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查"項目工作成果，是集體智慧的結(jié)晶，在成文過程中得到邱盛安總工程師悉心指導，承蒙張開畢教授級高級工程師及徐維光高級工程師審閱并提出寶貴修改意見，在此表示誠摯的感謝。

1 福建地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局.福建省區(qū)域地質(zhì)志(第一版)，北京：地質(zhì)出版社，2011.

2 藏金生，李詩言，蔡新明.化探中五個常用參數(shù)的應用.科技視界，2013，28.

3 李昌年.火成巖微量元素巖石學.武漢：中國地質(zhì)大學出版社，1992.

4 劉英俊.元素地球化學.北京：科學出版社.1991.

5 張開畢.福建侵入巖的演化特征.福建地質(zhì)，2012，31(3).

6 肖慶輝，鄧晉福.花崗巖研究思維與方法.北京：地質(zhì)出版社. 2002.

7 毛建仁，陶奎元，謝芳貴，等.閩西南地區(qū)成巖成礦作用與構(gòu)造環(huán)境.巖石礦物學雜志，2001，20(3).