霍延安 蘇尚國(guó)楊譽(yù)博 顧大鵬

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083

克拉通是地球上長(zhǎng)期穩(wěn)定的構(gòu)造單元，約占陸地面積的50%。典型的克拉通巖石圈厚約為200km，具有低密度、低熱流值和高剛性的特點(diǎn)，所以后期的地質(zhì)改造對(duì)其影響很小(Pearson, 1999; 朱日祥等, 2011)。華北克拉通(North China Craton)于18億年左右形成統(tǒng)一的結(jié)晶基底，至早中生代一直持續(xù)穩(wěn)定的克拉通演化階段(Gaoetal., 2002; 趙國(guó)春等, 2002)。但自中生代以來，NCC發(fā)生了大規(guī)模的巖漿活動(dòng)以及構(gòu)造變形，并且丟失了約120km的巖石圈地幔(Menziesetal., 1993; Fanetal., 2000)。目前，關(guān)于NCC巖石圈減薄主導(dǎo)機(jī)制存在著不同的觀點(diǎn)(吳福元等，2008)，主要為：巖石圈拆沉(Gaoetal., 2004; 鄧晉福等, 2006; Dengetal., 2007; Menziesetal., 2007; Liuetal., 2008; 許文良等, 2009)、熱機(jī)械-化學(xué)侵蝕(Xuetal., 2004; Zhangetal., 2012; 李洪顏等, 2013)、地幔對(duì)流失穩(wěn)(朱日祥等, 2011)和巖石圈地幔水化作用(Niuetal., 2005, 2015)。巖石圈減薄的時(shí)代為晚三疊世-早白堊世(Zhangetal., 2009；Yangetal., 2007; Wuetal., 2005; 朱日祥等, 2011; 李洪顏等, 2013; Niuetal., 2015;)。對(duì)于NCC巖石圈減薄的動(dòng)力學(xué)背景也存在著不同的觀點(diǎn)，但是古太平洋板塊俯沖的重要影響已經(jīng)被廣泛接受。研究區(qū)河北省武安固鎮(zhèn)位于NCC中部，就NCC中部來說：前人研究認(rèn)為其巖石圈減薄機(jī)制主要為拆沉作用(鄧晉福等, 2006；許文良等，2009；王玉，2018；霍騰飛等，2016)和熱侵蝕作用(Xuetal., 2004; Zhangetal., 2012; 李洪顏等, 2013)；關(guān)于古太平洋板塊俯沖的影響是否涉及到了中部，也存在著不同的見解(羅照華等, 1997; 陳斌等, 2005a, b; Niuetal., 2015; 孫熠, 2016)。那么導(dǎo)致NCC中部中生代巖石圈減薄的主導(dǎo)機(jī)制到底是拆沉還是熱侵蝕？古太平洋板塊俯沖的影響是否涉及到了中部？本文對(duì)固鎮(zhèn)侵入雜巖體進(jìn)行了野外地質(zhì)調(diào)查、巖石學(xué)、礦物學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、全巖地球化學(xué)和Lu-Hf同位素研究，詳細(xì)討論了各巖性的形成時(shí)代、源區(qū)及成因，以期得到關(guān)于NCC中部中生代巖石圈減薄的新啟示。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)武安位于華北克拉通中部的太行山南段，處于贊皇隆起帶以南，東臨太行山山前斷裂，西接西柏峪深大斷裂，是邯邢地區(qū)的重要成礦地帶(圖1)。該地區(qū)基底地層為太古宇贊皇群，上覆地層由老至新分別為：中元古代長(zhǎng)城系，古生代寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生代三疊系、白堊系，新生代第三系、第四系，與基底地層呈角度不整合接觸。研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育燕山期巖漿巖，出露面積約為350km2，巖體受北北東向深大斷裂控制分為三個(gè)巖漿巖帶，呈串珠狀分布，分別為：東部巖漿巖帶的新城巖體、洪山巖體、鼓山巖體，中部巖漿巖帶的綦村巖體、礦山村巖體、武安巖體、固鎮(zhèn)巖體，以及西部巖漿巖帶的符山巖體。東部巖漿巖帶主要巖性為正長(zhǎng)巖，中部巖漿巖帶為閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)巖系列，西部巖漿巖帶則為輝長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖系列，巖石自東向西基性程度逐漸增加(羅照華等, 1997；陳斌等，2005b)。

2 巖體地質(zhì)和巖相學(xué)特征

固鎮(zhèn)侵入雜巖體位于武安巖體南部，巖體附近地層為奧陶系馬家溝組灰?guī)r及第四系沉積物，侵入巖可分為閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖。結(jié)合野外穿插關(guān)系和測(cè)年數(shù)據(jù)可以總結(jié)出侵入關(guān)系由新至老為似斑狀閃長(zhǎng)巖→中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖→中細(xì)粒二長(zhǎng)巖→中細(xì)粒正長(zhǎng)巖。似斑狀石英二長(zhǎng)巖侵入到中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖中。巖體間常見漸變過渡，部分巖體間接觸界線截然。隱爆角礫巖呈條帶狀、不規(guī)則狀分布在雜巖體邊緣(圖2)。

圖1 華北克拉通區(qū)域地質(zhì)圖(a)和研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖(b)Fig.1 Regional geological map of the North China Craton (a) and regional geological map of study area (b)

圖2 固鎮(zhèn)侵入雜巖體地質(zhì)圖Fig.2 Geological maps of Guzhen intrusive complex

野外觀察閃長(zhǎng)巖體中流體脈發(fā)育(圖3a)，部分地區(qū)分布密集，形成“流體脈墻”，暗示形成閃長(zhǎng)巖的巖漿為一個(gè)富水的體系。等粒結(jié)構(gòu)的閃長(zhǎng)巖為灰白色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為角閃石(35%～45%)和斜長(zhǎng)石(45%～55%)，云母、綠簾石、磁鐵礦及其他礦物含量約為5%～10%左右。似斑狀閃長(zhǎng)巖的斑晶為角閃石，多呈長(zhǎng)柱狀和六邊形狀，粒徑約為3～7mm，含量約為5%～8%；基質(zhì)主要為斜長(zhǎng)石、角閃石、云母、堿性長(zhǎng)石及少量其他礦物。鏡下觀察角閃石斑晶多呈長(zhǎng)柱狀和六邊形狀(圖4i)，部分角閃石周圍有磁鐵礦圈?；|(zhì)中的斜長(zhǎng)石環(huán)帶發(fā)育較少。

圖3 固鎮(zhèn)侵入雜巖體野外特征(a)閃長(zhǎng)巖中的熱液脈；(b)二長(zhǎng)巖中的暗色微粒包體；(c)石英二長(zhǎng)巖中的石英眼斑；(d)二長(zhǎng)巖中發(fā)育反向脈的暗色微粒包體；(e)石英二長(zhǎng)巖中的暗色微粒包體；(f)石英二長(zhǎng)巖中的正長(zhǎng)質(zhì)“團(tuán)塊”Fig.3 Field characteristics of Guzhen intrusive complex

二長(zhǎng)巖體中常見有不均勻現(xiàn)象，正長(zhǎng)質(zhì)巖漿呈團(tuán)塊狀、陰影狀、米級(jí)條帶狀存在于二長(zhǎng)巖體中；暗色微粒包體也是十分常見的(圖3b)，部分包體存在反向脈的切割(圖3d)，即寄主二長(zhǎng)巖質(zhì)細(xì)脈穿切進(jìn)暗色微粒包體的現(xiàn)象。二長(zhǎng)巖，灰白色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和角閃石。斜長(zhǎng)石粒度約為2～3mm，含量約為40%～45%；角閃石粒度約為3～4mm，含量約為5%～10%；鉀長(zhǎng)石粒度約為2～3mm，含量約為35%～40%；石英含量約4%；副礦物為綠泥石、磁鐵礦、榍石等，含量約為5%～7%。斜長(zhǎng)石普遍發(fā)育聚片雙晶和斜長(zhǎng)石環(huán)帶(圖4d)，另發(fā)現(xiàn)部分斜長(zhǎng)石核部發(fā)育針狀磷灰石(圖4g)，后被不具磷灰石的外圈包裹。二長(zhǎng)巖中可見石英與輝石共生(圖4e)、角閃石包裹長(zhǎng)石等現(xiàn)象。暗色微粒包體(圖4f)主要由粒度極細(xì)的角閃石和云母組成。

研究區(qū)石英二長(zhǎng)巖暗色微粒包體發(fā)育，部分暗色微粒包體被寄主石英二長(zhǎng)巖所晶出的長(zhǎng)石切穿(圖3e)。不均勻現(xiàn)象也十分常見，例如石英二長(zhǎng)巖體中存在不規(guī)則狀的正長(zhǎng)巖團(tuán)塊(圖3f)。石英二長(zhǎng)巖中還可見石英眼斑，即石英斑晶周圍鑲有一圈暗色礦物微粒(圖3c)。似斑狀石英二長(zhǎng)巖斑晶為角閃石，自形長(zhǎng)柱狀，粒度約為3～5mm，含量約為5%～8%，基質(zhì)主要為鉀長(zhǎng)石(35%～40%)、斜長(zhǎng)石(35%～40%)、石英(5%～10%)和少量綠簾石、磁鐵礦等副礦物(5%～7%)。中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖，灰白色，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和角閃石。斜長(zhǎng)石粒度約為2～3mm，含量約為40%～45%；角閃石粒度約為3～4mm，含量約為5%～10%；鉀長(zhǎng)石粒度約為2～3mm，含量約為35%～40%；石英含量約5%～10%；副礦物為磁鐵礦、磷灰石等，含量約為5%～7%。石英二長(zhǎng)巖中存在暗色微粒包體(圖4a)，并且有短柱狀磷灰石和針狀磷灰石在其中共存(圖4b)；斜長(zhǎng)石環(huán)帶發(fā)育，部分斜長(zhǎng)石具有鈉化邊，呈現(xiàn)“膜長(zhǎng)石”特征；部分斜長(zhǎng)石晶形較為渾圓，周圍有細(xì)粒的暗色礦物(角閃石)圍繞生長(zhǎng)(圖4c)。

正長(zhǎng)巖，淺肉紅色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和角閃石。鉀長(zhǎng)石粒徑約為0.5～2.5mm，含量約為70%；斜長(zhǎng)石粒度約為0.5～2.5mm，含量約為10%；角閃石粒徑約為0.5～2.5mm，含量約為9%；石英含量約5%；其他礦物約占7%。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)部分堿性長(zhǎng)石具有絹云母化和高嶺土化現(xiàn)象，斜長(zhǎng)石可見顯著的聚片雙晶現(xiàn)象。

3 樣品分析測(cè)試方法

礦物主量元素分析在中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東測(cè)試中心完成，測(cè)試儀器型號(hào)為：日本電子[JEOL]JXA-8230探針儀。分析條件：15kV電壓，20nA電流，40°檢出角，分析束斑：1～5μm，校正方法為ZAF法校正。

全巖主微量分析在河北廊坊市更新地質(zhì)有限公司完成。主量元素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T14506.28-2010，使用檢測(cè)儀器為AxiosmaxX射線熒光光譜儀；FeO含量為滴定法測(cè)得；其灼失量為DZG20-1，H2O-為GB/T14506.1-2010，H2O+儀器為GB/T14506.2-2010，檢測(cè)儀器為P1245電子分析天平。全巖微量元素分析采用ICP-MS 溶液法分析。詳細(xì)樣品分析過程以及ICP測(cè)試條件見Qietal.(2000)。

本文部分鋯石U-Pb測(cè)年在北京離子探針中心SHRIMP II上完成。測(cè)試時(shí)一次流O2-強(qiáng)度為3～5nA，測(cè)試束斑直徑為25～30μm。標(biāo)樣為M257 (U=840×10-6) 和TEM年齡為417Ma(Blacketal., 2003),分別用于鋯石U含量和年齡校正。另一部分鋯石采用了LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年分析，在內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院分析測(cè)試中心完成，測(cè)試所用儀器為多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Neptune Plus)和激光剝蝕系統(tǒng)(GeoLasHD193nm)。GJ-1、Ple?ovice標(biāo)準(zhǔn)鋯石為本次實(shí)驗(yàn)的鋯石標(biāo)樣。

全巖Sr-Nd同位素分析在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院同位素實(shí)驗(yàn)室完成。首先稱量0.1～0.2g全巖粉末樣品，使用混合酸(HF+HNO3+HClO4)溶樣，待樣品完全溶解后蒸干，加入6mol/L的HCl溶液，將樣品轉(zhuǎn)化為氯化物蒸干。然后用 0.5mol/L 的HCl溶液溶解，使用Rb-Sr、Sm-Nd交換柱進(jìn)行元素分離提純和元素提取。最后用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜儀完成元素比值測(cè)定。

鋯石原位Lu-Hf同位素測(cè)試分析工作在內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院分析測(cè)試中心完成。測(cè)試儀器為為多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Neptune Plus)和激光剝蝕系統(tǒng)(GeoLasHD193nm)。實(shí)驗(yàn)中激光剝蝕物質(zhì)的載氣是He， 剝蝕直徑為32μm，標(biāo)準(zhǔn)鋯石為GJ-1和Ple?ovice。

表1固鎮(zhèn)雜巖體SHRIMP鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)

Table 1 SHRIMP zircon U-Pb data of Guzhen intrusive complex

續(xù)表1

Continued Table 1

測(cè)點(diǎn)號(hào)206Pbc(%)(×10-6)UTh206Pb?Th/U同位素比值207Pb?206Pb?±%207Pb?235U±%206Pb?238U±%誤差相關(guān)系數(shù)204corr207corr206Pb/238U206Pb/238UAge (Ma)Age(Ma)-5.10.001163141.10.30.14000.997.991.60.41381.30.7942232.3±24.42233.2±29.7-4.20.032411131060.50.167740.5011.821.30.51091.20.9182660.4±25.42705.2±36.1-6.10.01865235.40.60.15711.510.362.10.47811.50.6992518.9±30.22546.8±40.9-7.10.0421211092.40.50.165620.5411.611.70.50831.60.9452649.2±33.92696.9±48.1-6.20.15794734.30.60.16290.9411.411.70.50781.40.8332647.3±30.92703.7±44.3-8.10.14914636.20.50.15630.969.951.70.46161.40.8202446.5±27.92454.7±36-7.20.101576161.50.40.15530.719.751.40.45571.30.8702420.4±25.32424.6±32.2-8.20.0416310870.80.70.16230.6511.291.40.50481.30.8932634.2±27.92687.5±39.6-10.1-0.08825136.00.60.17001.311.982.00.51101.50.7492660.9±32.22697.9±45.9-9.10.31592917.20.50.10791.95.072.40.34061.50.6281889.7±25.21906.3±29.1-10.2-0.021569366.10.60.16340.6411.101.40.49251.20.8882581.4±26.42610.5±36

圖5 鋯石陰極發(fā)光照片F(xiàn)ig.5 CL images of zircons

4 鋯石年代學(xué)

本文針對(duì)固鎮(zhèn)雜巖體的不同巖性，包括閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖，進(jìn)行了鋯石U-Pb定年。測(cè)試結(jié)果詳見表1和表2。

閃長(zhǎng)巖樣品(B6368-2和B7909)的鋯石自形程度良好，以短柱狀為主，表面光滑(圖5)。其中B7909為中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖，Th/U值為0.30～0.67(Hermannetal., 2001)，結(jié)合鋯石特征，顯示為巖漿鋯石，計(jì)算的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為131.7±1.2Ma(圖6)。B6368-2為似斑狀閃長(zhǎng)巖，Th/U值為1.20～3.19，顯示出巖漿鋯石特征(Hermannetal., 2001)，計(jì)算的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為126.7±1.1Ma (圖6)。

中細(xì)粒二長(zhǎng)巖樣品(B7909-1)的鋯石形態(tài)以短柱狀為主，并且發(fā)育有較為顯著的震蕩環(huán)帶(圖5)，Th/U值較高為0.81～6.94，計(jì)算的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為133.7±3.2Ma(圖6)。

石英二長(zhǎng)巖樣品(B7824和HY1-3A)的鋯石自形程度良好，以短柱狀為主，發(fā)育震蕩環(huán)帶(圖5)。HY1-3A為中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖，Th/U值為0.30～0.83，計(jì)算的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為129.5±1.1Ma(圖6)；B7824為似斑狀石英二長(zhǎng)巖，Th/U值較高為1.28～3.41，計(jì)算的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為126.6±1.3Ma(圖6)。

正長(zhǎng)巖樣品(ZZ0726-2和PM14-5b1)的鋯石自形程度較差(圖5)，Th/U比值低，顯示繼承鋯石特征(Hermannetal., 2001)，年齡集中在2300～2700Ma，可能為巖漿源區(qū)的繼承或捕獲鋯石。以上2個(gè)樣品測(cè)試結(jié)果協(xié)和度不高，未生成有效協(xié)和圖。有研究者對(duì)區(qū)內(nèi)的正長(zhǎng)巖進(jìn)行測(cè)年，測(cè)得其形成時(shí)代為135.6±1.1 Ma(王玉，2018)，本文采用此年齡來進(jìn)行后續(xù)討論。

表2固鎮(zhèn)雜巖體激光拉曼鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)

Table 2 LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb data of Guzhen intrusive complex

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)PbThUTh/U同位素比值A(chǔ)ge (Ma)Age (Ma)206Pb238U1σ207Pb235U1σ207Pb206Pb1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σB7824石英二長(zhǎng)巖1113237132.20.020910.000260.24850.007420.084910.00221133.41.71313.550.4282334511.930.021660.000320.37760.02260.115560.00572138.12.11888.7893103266602.020.019580.000240.130220.004480.048220.001571251.5110.376.941748015093.140.01910.000230.137810.003630.052660.001361221.5314.258.751545010892.420.020070.000240.1770.004540.064030.0015128.11.5742.649.561951817663.410.019260.000230.137480.004020.051810.001431231.5277.163.3772534461.760.019890.000240.133060.005760.048710.002051271.5133.798.781646212662.740.020060.000250.144780.004270.052460.001441281.6305.362.6961672871.720.022420.000320.281880.012340.091780.00368142.921462.876.110133959622.440.020460.000260.142050.003960.050570.00133130.61.6221.461112260019393.230.019530.000230.137740.003080.051340.00107124.71.5256.347.81241541971.280.02120.000280.187370.009740.06380.00317135.21.873510513133589332.60.020920.000260.196620.006460.067110.00193133.41.7841.359.914133889852.540.020370.000250.135790.004690.048650.001681301.6130.881.3152363521393.370.019830.000240.134710.003010.049440.00101126.61.5168.747.61651862901.560.020030.000250.136570.006750.049670.00242127.81.6179.7113.51762193571.630.019820.000240.161870.007790.059220.00279126.51.5575.1102.318103377842.330.019810.000250.127330.004510.046860.00159126.41.64281.2191545412462.750.020050.000250.135410.003680.049030.001221281.6149.458.3201442611252.640.019890.000240.134910.003850.049440.001371271.5168.564.821123778232.180.019930.000250.160490.004920.058060.00159127.21.653260221749215713.190.019480.000230.154250.004350.057160.00147124.41.5497.556.7231648113462.80.019850.000240.127640.003470.046680.00118126.71.532.960.42441462211.520.020480.000250.234920.011360.083520.00392130.71.61281.491.525103037262.40.019980.000240.137540.004680.050250.00172127.51.5206.779.2B7909閃長(zhǎng)巖161974120.480.02010.00040.14940.02030.05410.0073128.32.3376.8303.2261923540.540.02070.00040.15270.02520.05340.0086132.42.7346.7365.6392656490.410.02130.00040.15710.01710.0540.0059135.72.5369.6246.2451672930.570.02160.00070.22850.03780.07360.0108137.84.61029.4298562104140.510.02080.00040.13610.02180.04810.0079132.52.5103.3386672134710.450.02080.00040.15390.01910.05390.0065132.92.7366.9272.67103097090.440.02090.00030.14350.01820.04990.0064133.62192.5298.482666021770.30.02160.00050.15250.00760.05150.0026137.63.1263114.5972214270.520.02120.00040.19420.02160.06650.0073135.52.6823.62281082844260.670.02120.00040.14930.01620.0510.0055134.92.5242.1249.4111539010820.360.02170.00050.20620.0190.06760.0053138.33.5855.5162.91292626290.420.02110.00050.1470.01780.04970.0057134.73182.8268.51372114300.490.02110.00040.15640.02180.05330.0072134.32.5342.5306.614102937040.420.02060.00040.14770.01520.05230.0053131.32.5296.8231.115113508210.430.02020.00030.14860.01220.05330.0043129.21.8341.5183.916113696330.580.02040.00030.14980.01270.05340.0045130.12344.7190.917103026580.460.02070.00050.14890.01550.05180.0053132.32.9275.8233.21861953770.520.02090.00050.15290.02350.05280.00781332.9318.5334.51962134120.520.02020.00030.14630.02210.05250.008129.12308345.32092776790.410.02010.00030.14610.01810.05280.0065128.22.1319.1279.82162013540.570.0210.00040.15120.01990.05280.007133.72.7322.3301.222103196720.470.02030.00030.14960.01310.05350.0047129.62.1349197.923123588510.420.02120.00040.1440.01360.04930.0046135.22.6162.4216.524133959170.430.02030.00030.14860.01050.05330.0038129.52.1343.1162.2

續(xù)表2

Continued Table 2

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)PbThUTh/U同位素比值A(chǔ)ge (Ma)Age (Ma)206Pb238U1σ207Pb235U1σ207Pb206Pb1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σB7909-1二長(zhǎng)巖183183780264.370.021060.000260.143050.002460.049360.00069134.41.7164.832.823296418701.940.022460.000310.219730.007590.068620.00181143.22887.354.5356125854454.330.020780.000250.205180.003520.071740.00102132.61.6978.729490200091234.560.020830.000250.141110.002430.049180.00069132.91.6156.632.653283824332.90.021840.000270.161010.003060.053970.00099139.21.7369.741.461862580.940.247710.003763.694830.078280.107870.001621426.621.61763.727.572539541.40.486830.0061810.704810.187040.159530.00216255732.52450.622.981032063104255.050.021740.000270.254650.004810.08490.00128138.61.71313.229.291963193871.210.478090.0057610.811340.179330.164120.002152518.930.32498.522.1101152465126155.120.021010.000250.188340.003330.065090.000971341.6777.231.21149133335232.640.021590.000260.304740.005620.10210.00147137.71.71662.626.6122354520.980.358060.004267.449070.126610.1510.00209197323.52357.323.6132059415632.630.021050.000260.145050.003410.050010.00106134.31.6195.449.21465156470344.50.020240.000240.160250.002860.057440.00085129.21.5508.332.51576157274364.730.021970.000250.320.008730.105520.00264140.11.61723.54616891991620.810.379580.005217.797560.139630.1490.001942074.328.52334.522.3173080923202.870.021670.000290.362640.016250.115430.00447138.21.81886.669.818861652114556.940.021620.000290.629030.015160.207820.0038137.91.92888.629.61964129259154.580.022980.000310.585350.013610.182110.00303146.51.92672.127.52049144641432.870.020060.000250.275550.005490.099030.001491281.61605.928.1212777422972.970.020340.000240.163170.003320.058120.00101129.81.5534.238.22231106719901.870.020620.000260.144460.002910.050690.00082131.61.6226.837.42351124748953.930.020460.000250.143210.002590.050860.00078130.61.6234.535.4242852812172.310.027040.000630.945140.064210.21220.009517242922.472.525992132112905.30.019750.000240.262650.00490.097690.00187126.11.51580.435.8HY1-3A石英二長(zhǎng)巖162263990.570.019890.000330.143430.018630.052440.006711272.1304.4291.4282335730.410.020330.000390.149950.019010.053520.0065129.72.5351274.333831000.830.022810.000720.349820.062990.107490.01883145.44.61757.3320.34102817790.360.020430.000430.150590.017620.054010.00621130.42.7371.5258.95102777550.370.021280.000380.17170.015770.059130.00557135.72.4572205641113837160.310.020010.000280.131850.00550.047770.00184127.71.887.891.57113318390.390.020390.000440.147440.013740.052660.00477130.12.8314.3205.981747514370.330.020530.000370.15190.010010.053920.003581312.3367.8149.5972633980.660.020090.000310.133520.018780.048110.00669128.22104.7328.51072224310.510.019890.000440.226630.028370.081770.009751272.81240233.61172093520.590.021630.000460.309440.025080.103780.007921382.91692.8140.6121951615160.340.02050.000350.140690.011960.049550.00405130.82.2174190.61392616620.390.0210.000390.151430.016870.052490.005811342.5306.72521461884270.440.020320.00040.142560.022710.051720.00806129.72.6272.9357.21582425060.480.021670.00050.222580.024820.073850.00752138.23.21037.4205.716154399080.480.020790.000610.233970.033230.079630.00897132.73.91187.9222.317103216030.530.020240.000390.133930.015450.048320.00563129.22.5115274.819113009210.330.020070.000380.143020.015480.051580.00522128.12.42672322093136150.510.020120.000330.146150.013540.053020.00486128.42.1329.720821123809090.420.020290.000310.135890.016760.048220.00565129.52110276.6221643411480.380.020770.000290.243560.027430.084770.00897132.51.81310.2205.42331011230.820.020820.000480.15170.037530.052490.0131132.93.1307568.524112698890.30.021940.00060.299580.028270.096070.00772139.93.81549.1150.9251847712830.370.021270.000370.231120.015120.078640.00491135.72.41163123.72682105090.410.020720.00050.379330.041610.129960.01297132.23.22097.4175.3

表3固鎮(zhèn)雜巖體的主量元素(wt%)和稀土微量元素(×10-6)組成

Table 3 Major (wt%) and trace elements (×10-6) compositions for Guzhen intrusive complex

樣品號(hào)B6219B6368-1B6368-2HY1808B6436B6443H1607PM14H1-12H1815H1-3AH1813B6415B6215B6249B6546巖性閃長(zhǎng)巖包體中細(xì)粒二長(zhǎng)巖石英二長(zhǎng)巖正長(zhǎng)巖SiO252.9654.0452.8654.1656.6959.7559.5157.5962.6966.9466.1967.7260.3860.861.259.85Al2O315.8814.2714.6914.214.9316.8516.7316.4117.1815.9416.3616.3616.5517.4416.8616.78TiO20.850.650.740.80.70.590.590.710.50.370.40.360.50.610.610.54Fe2O34.333.084.025.233.943.813.925.063.181.912.370.933.44.563.973.92FeO4.484.523.924.053.622.422.482.351.781.051.130.532.261.231.581.87MnO0.180.140.140.250.130.110.110.070.090.050.060.030.070.080.070.07MgO5.968.387.495.985.532.692.793.451.581.071.220.812.941.651.812.87CaO6.96.186.956.885.585.055.384.734.152.422.932.673.352.172.723.25Na2O4.083.883.843.884.314.494.686.424.555.474.945.638.016.86.25.37K2O2.262.52.462.42.52.852.361.532.913.563.443.91.123.083.443.56P2O50.40.290.310.340.30.290.30.330.240.150.160.130.260.270.280.24LOI1.451.82.311.61.470.830.871.190.360.870.250.681.011.091.011.44Total99.7599.7299.7499.7599.7199.7399.7399.8399.7499.7899.7699.7599.8699.7899.7799.76Mg#55.9 67.2 63.9 54.9 57.9 45.1 45.3 47.1 37.8 40.8 40.0 51.4 49.6 35.5 38.5 48.7 A/CNK1.03 0.97 0.96 0.93 1.00 1.12 1.10 0.99 1.19 1.06 1.13 1.03 0.95 1.06 1.03 1.07 Li12.616.212.26.068.449.915.8310.76.456.334.84.967.169.753.719.91Rb42.262.742.148.9544.550.832.920.251.6544.266.1242.9233.756.461.250.8Ba93892711321215.51481138712744341452119516401674701119410761387Th1.912.532.752.24.852.912.683.253.324.874.374.533.062.772.652.91U0.40.660.560.910.970.610.560.640.91.131.050.831.250.990.950.61K1899321084208692020221041238571976412841243892983728750326609382258722887029994Cs0.491.090.330.530.370.320.120.110.30.240.330.40.10.130.130.32Nb6.20 4.415.039.135.956.035.635.078.87.829.188.455.267.297.976.03Sr698.0 618.0 437.0 570.0 738.0 842.0 894.0 751.0 794.6 445.5 647.7 482.4 457.0 454.0 514.0 842.0 P1766128513811503132612751320145510566607025721144119112341062Zr106.0 105.0 156.0 129.9 111.0 126.0 130.0 131.0 157.1 172.6 205.9 237.9 108.0 154.0 179.0 126.0 Ti5158395845334862425435663568430330262239241421773025370036963285Y21.60 14.40 17.20 27.07 16.00 15.40 14.90 17.10 16.75 16.48 15.80 19.16 13.50 15.20 15.50 15.40 V198.0 156.0 178.0 165.6 185.0 115.0 124.0 179.0 81.90 53.53 64.15 33.34 131.0 118.0 114.0 115.0 Cr169.0 383.0 296.0 181.9 245.0 29.40 37.70 43.80 7.14 10.28 8.84 7.92 47.20 25.40 20.10 29.40 Mn1393101399419251065854838510677369455249518535521854Fe65154567155862868110557354549246728536973610421536253781063241377414864007841984Ni88.40 212.00 142.00 31.43 67.70 13.80 20.10 23.30 7.02 6.92 5.82 5.87 19.00 12.10 11.80 13.80 Cu14.00 40.50 15.30 12.94 14.70 5.19 6.30 6.24 6.48 9.00 4.60 8.15 9.02 41.00 108.00 5.19 Zn81.10 83.40 75.30 92.97 69.40 56.60 51.10 34.80 45.84 21.04 32.71 20.56 30.60 57.80 31.80 56.60 Ga20.70 17.10 17.60 19.55 19.70 20.70 20.70 21.00 21.46 17.98 21.15 18.07 19.50 20.50 20.40 20.70 La27.40 23.20 27.30 31.23 31.50 29.20 29.80 22.40 33.67 31.38 33.19 33.61 22.30 35.70 36.40 29.20 Ce56.80 46.40 55.00 64.20 59.10 62.00 55.30 45.00 60.42 52.93 59.55 58.76 41.90 63.60 66.80 62.00 Pr7.56 5.83 7.00 8.83 7.26 7.57 6.90 6.62 7.34 6.33 6.94 7.27 5.12 7.21 7.77 7.57 Nd33.00 22.80 27.90 35.01 27.70 28.60 26.90 27.40 28.58 22.03 25.42 25.58 19.80 29.40 31.10 28.60 Sm6.35 4.39 5.37 7.06 5.38 5.00 5.03 5.21 4.99 3.88 4.27 4.38 3.88 5.02 5.26 5.00 Eu2.07 1.46 1.85 2.25 1.72 1.74 1.69 1.80 1.88 1.42 1.64 1.62 1.28 1.65 1.71 1.74 Gd6.02 3.99 4.70 5.69 4.05 3.91 3.99 4.72 4.39 3.40 3.74 3.77 3.38 4.26 4.41 3.91 Tb0.77 0.54 0.64 0.88 0.58 0.59 0.61 0.69 0.62 0.48 0.51 0.52 0.46 0.56 0.60 0.59 Dy4.32 2.89 3.46 4.73 3.14 3.00 3.01 3.62 3.03 2.51 2.55 2.72 2.50 3.07 3.05 3.00 Ho0.86 0.57 0.68 0.89 0.61 0.60 0.59 0.70 0.56 0.47 0.48 0.52 0.51 0.62 0.60 0.60 Er2.27 1.56 1.82 2.54 1.55 1.65 1.54 1.93 1.63 1.46 1.40 1.58 1.38 1.61 1.58 1.65 Tm0.34 0.23 0.28 0.45 0.24 0.26 0.26 0.31 0.27 0.26 0.25 0.29 0.22 0.24 0.25 0.26 Yb2.23 1.55 1.83 2.48 1.62 1.57 1.63 1.97 1.68 1.55 1.63 1.70 1.47 1.63 1.62 1.57 Lu0.31 0.23 0.28 0.40 0.24 0.25 0.25 0.30 0.25 0.26 0.24 0.27 0.22 0.23 0.24 0.25 L/H7.78 9.00 9.09 8.23 11.03 11.34 10.57 7.61 11.01 11.35 12.13 11.54 9.30 11.67 12.07 11.34 ∑REE150.3 115.6 138.1 166.6 144.7 145.9 137.5 122.7 149.3 128.4 141.8 142.6 104.4 154.8 161.4 145.9

圖6 固鎮(zhèn)侵入雜巖體U-Pb年齡協(xié)和圖Fig.6 U-Pb age concordia diagram of Guzhen intrusive complex

圖7 固鎮(zhèn)侵入雜巖體SiO2-K2O圖解(a)和TAS圖解(b)Fig.7 SiO2 vs. K2O diagram (a) and TAS diagram (b) of Guzhen intrusive complex

5 地球化學(xué)特征

5.1 全巖主量元素

固鎮(zhèn)侵入雜巖體的主量元素測(cè)試結(jié)果見表3。

閃長(zhǎng)巖SiO2含量為52.9%～54.0%，Al2O3含量為14.3%～15.9%，K2O+Na2O含量為6.3%～6.4%，CaO含量為6.2%～7.0%，MgO含量為6.0%～8.4%。在TAS圖解中(圖7b)數(shù)據(jù)點(diǎn)均落入二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖區(qū)。在SiO2-K2O圖解中(圖7a)，樣品點(diǎn)均落入高鉀鈣堿性區(qū)域。

表4固鎮(zhèn)侵入雜巖體全巖Sr-Nd分析數(shù)據(jù)

Table 4 Whole-rock Sr and Nd isotopic data of Guzhen intrusive complex

樣品號(hào)巖性Age (Ma)87Rb/86Sr87Sr/86Sr147Sm/144Nd143Nd/144NdIsrεNd(t)tDM(Ga)B6368-1閃長(zhǎng)巖126.70.30240.7063430.11640.5117390.70580-16.32.20ZZ0726-1二長(zhǎng)巖127.40.15090.7062950.11270.5116930.70602-17.02.19B6749b石英二長(zhǎng)巖127.40.16280.7059920.11280.5118570.70570-13.91.95B6461正長(zhǎng)巖1350.85660.7072850.09980.5115480.70575-19.72.14B6252正長(zhǎng)巖1350.32380.7066800.10210.5116600.70610-17.62.03

表5固鎮(zhèn)侵入雜巖體鋯石Lu-Hf同位素測(cè)試結(jié)果

Table 5 Zircon Lu and Hf isotopic data of Guzhen intrusive complex

測(cè)點(diǎn)號(hào)Age(Ma)176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177HfεHf(t)tDM1(Ma)tDM2(Ma)fLu/Hf閃長(zhǎng)巖B7909-2131.6 0.2015930.0084940.2829769.37488.5 627.1 0.74B7909-7134.4 0.1397730.0054610.2827993.42728.2 1067.3 0.84B7909-8132.6 0.1255360.0048320.2827993.43715.3 1070.2 0.85B7909-13134.3 0.1715180.0068370.2828645.6651.0 903.2 0.79B7909-18132.9 0.1315950.0051870.2827832.84748.3 1109.9 0.84B7909-21134.0 0.2143320.008690.28301310.7425.3 535.0 0.74二長(zhǎng)巖B7907-12428.9 0.0146690.0005850.2813021.522690.8 2917.3 0.98B7907-22524.0 0.0073420.0002890.2812733.162709.0 2872.3 0.99B7907-32461.8 0.0522410.002150.28169613.652249.0 2084.9 0.94B7907-5139.9 0.1574630.005550.282561-4.91111.7 1661.5 0.83B7907-61893.0 0.0392290.0015150.2817584.472123.9 2310.6 0.95B7907-7147.0 0.1779960.006120.282609-3.121052.6 1533.7 0.82B7907-8130.4 0.1842160.0064260.282679-0.98948.2 1367.6 0.81B7907-92450.8 0.0069120.0002710.2812711.452710.3 2939.5 0.99B7907-102490.7 0.0350530.0013320.2813292.642705.6 2881.8 0.96石英二長(zhǎng)巖HY16-1122.9 0.12270.0047060.282429-9.811289.3 2008.4 0.86HY16-2125.3 0.108320.0041060.282402-10.691309.0 2081.0 0.88HY16-3122.7 0.1620130.0062320.282602-3.831068.2 1564.2 0.81HY16-4122.4 0.225190.0085290.282844.41729.6 964.1 0.74HY16-5123.4 0.1931820.007040.282681-1.09963.3 1363.1 0.79HY16-6129.4 0.0774020.0031260.282317-13.521398.3 2301.3 0.91HY1-3-6127.7 0.1126410.0040760.282429-9.671266.1 2011.1 0.88HY1-3-9128.2 0.0720490.0027910.282243-16.131493.7 2493.0 0.92HY1-3-13134.0 0.0811090.0030960.282236-16.291516.7 2503.3 0.91HY1-3-19128.1 0.0712960.0027510.28225-15.891481.8 2475.8 0.92HY1-3-20128.4 0.0642060.0025020.282173-18.581583.3 2673.4 0.92HY1-3-21129.5 0.0917530.003480.282314-13.661416.8 2305.5 0.9

圖8 固鎮(zhèn)侵入雜巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a-d,標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)McDonough and Sun, 1995)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(e-h,標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns (a-d, normalization values after Mcdonough and Sun, 1995) and primitive mantle-normalized trace element patterns (e-h, normalization values after Sun and McDonough, 1989) of Guzhen intrusive complex

二長(zhǎng)巖SiO2含量為56.7%～59.8%，Al2O3含量較高為14.9%～16.9%。K2O+Na2O含量為6.8%～7.9%。CaO含量為4.7%～5.6%。MgO含量為2.7%～5.5%。A/CNK值平均為1.0～1.1，表明研究區(qū)二長(zhǎng)巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。在TAS圖解(圖7b)中落入二長(zhǎng)巖區(qū)域。在SiO2-K2O圖解中(圖7a)，樣品主要分布在高鉀鈣堿性系列，1個(gè)樣品落入中鉀鈣堿性系列。

石英二長(zhǎng)巖SiO2含量為62.7%～67.7%，Al2O3含量較高為15.9%～17.2%。K2O+Na2O含量為7.5%～9.5%。CaO含量為2.4%～4.2%。MgO含量為0.8%～1.6%。A/CNK值介于1.0～1.2，表明研究區(qū)石英二長(zhǎng)巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。在TAS圖解(圖7b)中落入石英二長(zhǎng)巖區(qū)域。在SiO2-K2O圖解中(圖7a)，樣品分布在高鉀鈣堿性系列。

正長(zhǎng)巖SiO2含量介于59.9%～61.2%之間，Al2O3含量為16.6%～17.4%，K2O+Na2O含量為8.9%～9.9%，CaO含量為2.2%～3.4%，MgO含量為1.7%～2.9%。A/CNK值為0.9～1.1，表明研究區(qū)正長(zhǎng)巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。在TAS圖解中(圖7b)數(shù)據(jù)點(diǎn)均落入正長(zhǎng)巖區(qū)域。在SiO2-K2O圖解中(圖7a)， 樣品主要分布于高鉀鈣堿性系列，1個(gè)樣品位于中鉀鈣堿性系列。

5.2 全巖微量元素和稀土元素

微量元素與稀土元素分析測(cè)試結(jié)果見表3。

固鎮(zhèn)雜巖體各巖性球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線皆呈現(xiàn)“右傾”，且樣品均無明顯Eu異?；蚓哂形⑷鮁u正異常(圖8a-d)。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖8e-h)顯示，固鎮(zhèn)雜巖體各巖性均富集Rb、Ba、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，有較深的Nb-Ta槽。各巖性中，閃長(zhǎng)巖的Cr、Ni含量遠(yuǎn)高于其他巖性。

5.3 全巖Sr-Nd同位素

Sr-Nd同位素測(cè)試結(jié)果見表4。

對(duì)研究區(qū)固鎮(zhèn)雜巖體的閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖進(jìn)行了Sr-Nd同位素測(cè)試，結(jié)果如下：閃長(zhǎng)巖ISr=0.70580，εNd(t)=-16.3，tDM=2.20Ga；二長(zhǎng)巖ISr=0.70602，εNd(t)=-17.0，tDM=2.19Ga；石英二長(zhǎng)巖ISr=0.70570，εNd(t)=-13.9，tDM=1.95Ga；正長(zhǎng)巖ISr=0.70575～0.70610，εNd(t)=-19.7～-17.6，tDM=2.03～2.14Ga。

5.4 鋯石Lu-Hf同位素

在對(duì)固鎮(zhèn)侵入雜巖體閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖鋯石進(jìn)行Lu-Hf同位素的分析。固鎮(zhèn)侵入雜巖體鋯石Lu-Hf同位素組成測(cè)試結(jié)果詳見表5。

固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖(B7909)176Hf/177Hf值為0.282783～0.283013，εHf(t)值為2.84～10.70，tDM1值為425.3～748.3Ma，tDM2值為535～1109.9Ma。閃長(zhǎng)巖中未發(fā)現(xiàn)老的繼承鋯石。

固鎮(zhèn)二長(zhǎng)巖(B7907)根據(jù)鋯石年齡可分為兩組：第一組年齡為130.4～147.0Ma，176Hf/177Hf值介于0.282561～0.282679之間。εHf(t)值介于-4.90～-0.98之間。tDM1值為948.2～1111.7Ma，tDM2值為1367.6～1661.5Ma。第二組年齡為1893.0～2524.0Ma，176Hf/177Hf值介于0.281271～0.281758之間。εHf(t)值介于1.45～13.65之間，tDM1值為2123.9～2710.3Ma，tDM2值為2084.9～2939.5Ma。

固鎮(zhèn)石英二長(zhǎng)巖(HY16和HY1-3):176Hf/177Hf值介于0.282173～0.28284之間，εHf(t)值介于-18.58～4.41之間，tDM1值為729.6～1583.3Ma，tDM2值為964.1～2673.4Ma。

有研究者對(duì)本區(qū)正長(zhǎng)巖進(jìn)行了Lu-Hf同位素組成測(cè)試，176Hf/177Hf值介于0.28217～0.28245，εHf(t)值介于-18.4～-14.0，tDM1值為1318.1～1580.4Ma，tDM2值為1930.2～2671.8Ma(蔣俊毅，未刊數(shù)據(jù))。

5.5 礦物化學(xué)特征

角閃石和斜長(zhǎng)石電子探針分析結(jié)果見表6和表7。

本文根據(jù)Ridolfietal. (2010)提出的鈣質(zhì)角閃石溫壓計(jì)計(jì)算公式，對(duì)研究區(qū)閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖中的角閃石進(jìn)行了一系列計(jì)算(表6)，所得結(jié)果如下：中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖中角閃石結(jié)晶壓力為129.3～180.4MPa，對(duì)應(yīng)的結(jié)晶深度為5～6km；角閃石結(jié)晶時(shí)的熔體含水量為3.94%～4.87%。似斑狀石英二長(zhǎng)巖中角閃石斑晶核部結(jié)晶壓力為323.0～324.8MPa，對(duì)應(yīng)的結(jié)晶深度為12.20～12.27km，熔體含水量為5.05%～5.77%；角閃石斑晶邊部和基質(zhì)角閃石的結(jié)晶壓力為54.58～81.13MPa，對(duì)應(yīng)的結(jié)晶深度為2.06～3.06km，熔體含水量為3.68%～3.83%。似斑狀閃長(zhǎng)巖中角閃石斑晶核部結(jié)晶壓力為419.4～449.6MPa，對(duì)應(yīng)的結(jié)晶深度為15.84～17.01km，熔體含水量為6.12%～56.27%；角閃石斑晶邊部和基質(zhì)角閃石的結(jié)晶壓力為65.4～81.9MPa，對(duì)應(yīng)的結(jié)晶深度為2.47～3.10km，熔體含水量為4.52%～4.92%。

研究區(qū)二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖中均發(fā)育斜長(zhǎng)石的異常環(huán)帶(表7)。二長(zhǎng)巖中發(fā)育反環(huán)帶的斜長(zhǎng)石：核部An牌號(hào)介于35～37之間，邊部突然增長(zhǎng)至47～60>45。石英二長(zhǎng)巖中部分斜長(zhǎng)石環(huán)帶為正環(huán)帶，但是從核部到邊部An牌號(hào)呈陡然降低的趨勢(shì)，核部An牌號(hào)介于50～53之間，邊部陡然降低至33～36；另有部分斜長(zhǎng)石為反環(huán)帶，核部An=23～24，邊部An牌號(hào)升至47～52。

6 討論

6.1 巖體的形成時(shí)代

固鎮(zhèn)雜巖體中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖和似斑狀閃長(zhǎng)巖的206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為131.7±1.2Ma(圖6)和126.7±1.1Ma (圖6)；中細(xì)粒二長(zhǎng)巖的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為133.7±3.2Ma；中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖和似斑狀石英二長(zhǎng)巖的206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為129.5±1.1Ma(圖6)和126.6±1.3Ma(圖6)；前人對(duì)區(qū)內(nèi)的中細(xì)粒正長(zhǎng)巖進(jìn)行測(cè)年，測(cè)得其形成時(shí)代為135.6±1.1Ma(王玉，2018)。

根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，本文認(rèn)為研究區(qū)巖體形成時(shí)代和巖石結(jié)構(gòu)有一定關(guān)聯(lián)性，總體看，等粒結(jié)構(gòu)巖體的形成時(shí)代早于似斑狀結(jié)構(gòu)巖體，巖漿活動(dòng)可分為兩個(gè)期次：第一期次巖漿活動(dòng)形成等粒結(jié)構(gòu)的深成巖體，包括中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖、中細(xì)粒二長(zhǎng)巖、中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖和中細(xì)粒正長(zhǎng)巖，形成時(shí)代約為130～135Ma； 第二期次巖漿活動(dòng)形成淺成的似斑狀巖體，包括似斑狀閃長(zhǎng)巖、似斑狀石英二長(zhǎng)巖，形成時(shí)代約為127Ma。

6.2 巖石成因及源區(qū)

Sr-Nd同位素通常被認(rèn)為可以指示巖石的源區(qū)。本文中所有樣品在ISr-εNd(t)圖解中(圖9)，均落在殼幔混合區(qū)域，且εNd(t)值相差不大。Leisher(1990)通過實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)有不同物質(zhì)組分的端元加入巖漿時(shí)，同位素的交換明顯的快于元素的交換和混合；不相容元素的交換快于主量元素。Sr-Nd同位素的交換是在瞬間完成的。是以本文認(rèn)為，研究區(qū)所有樣品εNd(t)特征所能明確的僅僅是固鎮(zhèn)雜巖體各巖性的Sr、Nd同位素已然達(dá)到了混染后十分均一的狀態(tài)，表明固鎮(zhèn)雜巖體經(jīng)歷了殼幔相互作用，對(duì)于原始源區(qū)的性質(zhì)，已經(jīng)不具備指示意義。而Hf同位素則不同，鋯石的Hf同位素體系封閉溫度很高，即使在高級(jí)變質(zhì)條件下仍可保持最初的Hf同位素組成，使Hf同位素示蹤具有一定的優(yōu)越性，能更好的顯示原始的源區(qū)性質(zhì)(吳福元等，2007)。故而本文采用Hf同位素來進(jìn)行有關(guān)巖石源區(qū)的討論。

表7固鎮(zhèn)侵入雜巖體斜長(zhǎng)石探針數(shù)據(jù)分析結(jié)果(wt%)

Table 7 Major elements compositions (wt%) of feldspars for Guzhen intrusive complex

測(cè)點(diǎn)號(hào)SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotalAnAb二長(zhǎng)巖B6443-158.28 0.00 25.42 0.30 0.05 0.04 7.21 6.62 0.43 98.55 37 61 B6443-258.68 0.06 25.09 0.31 0.01 0.02 7.03 6.75 0.4898.44 35 62 B6443-356.56 0.06 26.82 0.31 0.00 0.00 9.05 5.76 0.33 99.00 46 52 B6443-455.43 0.03 27.11 0.34 0.01 0.02 9.45 5.65 0.26 98.41 47 51 石英二長(zhǎng)巖HY1-4-154.83 0.00 28.28 0.25 0.01 0.02 10.44 5.45 0.22 99.52 51 48 HY1-4-254.82 0.01 28.70 0.34 0.00 0.00 10.89 5.41 0.21 100.41 52 47 HY1-4-356.03 0.05 28.23 0.27 0.00 0.01 9.67 5.66 0.24 100.15 48 51 HY1-4-455.71 0.00 27.93 0.22 0.00 0.00 9.72 5.86 0.23 99.71 47 52 HY1-4-562.38 0.00 23.95 0.22 0.03 0.00 4.99 8.57 0.53 100.66 24 73 HY1-4-661.72 0.00 23.91 0.25 0.05 0.00 4.69 8.35 0.46 99.48 23 74 HY1-5-154.21 0.00 28.51 0.27 0.00 0.00 10.57 5.56 0.20 99.34 51 48 HY1-5-254.66 0.00 28.51 0.22 0.01 0.00 10.81 5.23 0.24 99.67 53 46 HY1-5-354.80 0.00 27.82 0.22 0.00 0.02 10.43 5.54 0.23 99.08 50 48 HY1-5-458.74 0.03 25.39 0.22 0.03 0.01 6.97 7.36 0.38 99.12 34 64 HY1-5-558.79 0.00 25.78 0.16 0.00 0.01 7.33 7.10 0.27 99.45 36 63 HY1-5-660.19 0.01 25.42 0.22 0.01 0.01 6.74 7.49 0.28 100.37 33 66

圖9 固鎮(zhèn)侵入雜巖體εNd(t)-Isr圖解(底圖據(jù)張旗等，2008)Fig.9 εNd(t) vs. Isr diagram for Guzhen intrusive complex (base map after Zhang et al., 2008)

圖10 固鎮(zhèn)侵入雜巖體La-La/Sm圖解Fig.10 La vs. La/Sm diagram for Guzhen intrusive complex

圖11 固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖微量元素構(gòu)造判別圖解(據(jù)Pearce et al., 1996)Fig.11 Tectonic setting discrimination diagram with trace elemental plots of Guzhen diorites(after Pearce et al., 1996)

La-La/Sm圖解(圖10)可以指示巖漿過程中是否存在分離結(jié)晶作用，因?yàn)長(zhǎng)a為超巖漿元素，固-液相分配系數(shù)很低(與0.2～0.5比較可以忽略不計(jì))，在分離結(jié)晶過程中濃度變化緩慢，在部分熔融過程中濃度變化大；而Sm為親巖漿元素，固-液相分配系數(shù)大于超巖漿元素，但與1比較可仍忽略不計(jì)，所以在分離結(jié)晶過程中同樣濃度變化緩慢，而在部分熔融過程中濃度的變化小于La (韓吟文等, 2003)。如果本文巖漿經(jīng)歷了分離結(jié)晶過程，La-La/Sm圖解中的軌跡應(yīng)為圖示水平虛線。在La-La/Sm圖解中(圖10)，研究區(qū)不同巖性的樣品La與La/Sm為正相關(guān)關(guān)系，說明它們之間不具結(jié)晶分異關(guān)系。

通過Sr-Nd同位素特征明確了固鎮(zhèn)雜巖體各巖性都經(jīng)歷了殼幔相互作用，通過La-La/Sm圖解明確了研究區(qū)不同巖性之間不具結(jié)晶分異關(guān)系，下面本文將分別討論固鎮(zhèn)雜巖體不同巖性的源區(qū)和成因。

6.2.1 閃長(zhǎng)巖

高鎂安山巖(High-Mg andesites)是指比典型的島弧安山巖具有更高的MgO(>5%)和Mg#(>45)，更低的Al2O3(<16%)和CaO(<10%)的安山巖，高鎂閃長(zhǎng)巖是與之對(duì)應(yīng)的侵入巖(Tatsumi, 2001)。從地球化學(xué)特征來看，固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖富鎂(6.0%～8.4%)，高M(jìn)g#值(56～67)，Al2O3含量為14.3%～15.9%，CaO含量為6.2%～7.0%。從形成的構(gòu)造環(huán)境來看，太行山造山帶被認(rèn)為是中生代環(huán)太平洋巖漿弧的組成部分(羅照華等，1997)，138Ma左右古太平洋板塊俯沖的弧巖漿前鋒移至太行山(陳斌等，2005a)，在微量元素構(gòu)造判別圖解(圖11)中所有閃長(zhǎng)巖樣品均落入火山弧花崗巖區(qū)域。以上特征說明固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖屬于高鎂閃長(zhǎng)巖(Tatsumi, 2001)。高鎂閃長(zhǎng)巖有可能是非高鎂閃長(zhǎng)巖質(zhì)巖漿形成的堆晶巖，經(jīng)觀察，固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖中并不存在堆晶結(jié)構(gòu)，判斷其不是堆晶巖，而是巖漿直接結(jié)晶產(chǎn)生的，可以用全巖化學(xué)成分對(duì)本區(qū)的高鎂閃長(zhǎng)巖成因展開進(jìn)一步的討論。

關(guān)于高鎂閃長(zhǎng)巖的成因的觀點(diǎn)，目前并不統(tǒng)一，有觀點(diǎn)認(rèn)為它的形成是俯沖板片洋殼部分熔融的熔體和/或脫水產(chǎn)生的流體與地幔楔交代的結(jié)果(Tatsumietal., 1982; Kelemenetal., 1995 2003; Tatsumi, 1995)；也有研究認(rèn)為，富硅熔體與地幔橄欖巖相互作用也可以形成高鎂閃長(zhǎng)巖，富硅質(zhì)熔體可能來自于地殼，也可能來自于俯沖板片的部分熔融(Xuetal., 2002, 2008; Gaoetal., 2004)。相同的是，兩種假說的主要源區(qū)都是交代地幔(Yinetal., 2010)。

固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖Mg#值較高(56～67)，而地殼部分熔融形成的巖石Mg#值不會(huì)大于42(Wolfetal., 1992; Rappetal., 1995)。εHf(t)值大于0(圖12)，176Hf/177Hf介于0.28310～0.28297之間，與Schmidbergeretal. (2002)所測(cè)得的加拿大Somerset島橄欖巖176Hf/177Hf值相近也表明其幔源特征。同時(shí)固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)又表現(xiàn)出富Na以及富含Cr、Ni、Co等過渡族元素的特征，Zr/Nb的值介于17～31之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于OIB的Zr/Nb值(5.83)，以上特征均表明初始巖漿并非來自于軟流圈地幔，而是源自巖石圈地幔。那么交代巖石圈地幔的物質(zhì)是俯沖板片脫水流體？來自洋殼部分熔融產(chǎn)生的熔體？還是地殼部分熔融產(chǎn)生的富硅質(zhì)熔體？須進(jìn)行進(jìn)一步討論解決。

圖12 固鎮(zhèn)侵入雜巖體U-Pb年齡與εHf(t)圖解符山輝長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖樣品引自Chen et al., 2008；正長(zhǎng)巖樣品引自蔣俊毅，未刊數(shù)據(jù)Fig.12 U-Pb ages vs. εHf(t) diagram for Guzhen intrusive complex

華北克拉通已發(fā)現(xiàn)較多源自SCLM (Subcontinental Lithospheric mantle)的巖石，可以作為了解其化學(xué)成分的窗口。部分巖石起源于低金云母/單斜輝石比率的SCLM最上部(Schimidtetal., 1999; Guoetal., 2003)，具有低的87Sr/86Sr(0.7039～0.7058)和低的143Nd/144Nd(0.5114～0.5123)(Guoetal., 2001)，巖性主要為輝長(zhǎng)巖和玄武巖，分布于太行地區(qū)、NCC北緣以及山東西部等地；部分巖石起源于受揚(yáng)子克拉通俯沖改造的地幔橄欖巖(Zhangetal., 2002; Yingetal., 2004)，具有較高的87Sr/86Sr(0.7061～0.7118)和低的143Nd/144Nd(0.5114～0.5121)(Zhangetal., 2002; Yingetal., 2004; Yangetal., 2004)，巖性主要為玄武巖、安山巖碳酸巖等，分布在山東東部、山東西部等地。而本文中以及部分NCC其他地區(qū)(如魯西等地)的高鎂閃長(zhǎng)巖與以上兩種均有不同，具有中等的87Sr/86Sr(0.7053～0.7074)和較高的143Nd/144Nd(0.5117～0.51247)(Xuetal., 2004)，表明源區(qū)地幔經(jīng)歷了不同的改造過程。

固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖中有大量的黑云母和角閃石，暗示巖漿源區(qū)存在較高的水逸度。本文利用Ridolfietal. (2010)總結(jié)出的鈣質(zhì)角閃石溫壓計(jì)對(duì)固鎮(zhèn)似斑狀高鎂閃長(zhǎng)巖中的角閃石進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，結(jié)果顯示角閃石斑晶在16～17km深度結(jié)晶時(shí)，巖漿含水量高達(dá)6%左右，即使在淺部定位后，含水量也大于4%。而研究區(qū)西側(cè)地幔源區(qū)受拆沉地殼影響的高鎂閃長(zhǎng)巖(許文良等，2009)，用同樣方法測(cè)得的巖漿含水量?jī)H為2%左右，部分小于1%(孫熠，2016)。微量元素的比值(La/Yb、Th/Yb、Ba/La、La/Nb等)被廣泛應(yīng)用于識(shí)別含水流體和俯沖帶沉積物(Hawkesworthetal., 1991; Pearce and Peate, 1995)。Ba比LREE更易溶于流體，另一方面Th和Yb在含水流體中不易遷移，因此當(dāng)俯沖板片的流體加入到地幔楔源區(qū)中時(shí)，Ba/La值應(yīng)升高，Th/Yb不變。本文中高鎂閃長(zhǎng)巖樣品具有較低且集中的Th/Yb值和升高的Ba/La值，樣品分布呈現(xiàn)出俯沖板片流體加入的趨勢(shì)。以上特征均表明固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖的形成過程中可能有俯沖板片脫水產(chǎn)生的流體加入。且實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)已證明，地幔橄欖巖的局部熔融只能產(chǎn)生玄武巖，然而在含水條件下，頑火輝石發(fā)生不一致熔融可以產(chǎn)生鎂橄欖石和SiO2，從而形成富Si富Mg的高鎂閃長(zhǎng)巖(鄧晉福等，2004)，與本文討論結(jié)果相一致。

研究區(qū)西側(cè)的符山高鎂閃長(zhǎng)巖的地幔源區(qū)經(jīng)歷了拆沉下地殼的強(qiáng)烈改造(許文良等，2009)，致使其εHf(t)值小于0，在Hf同位素圖解中主要分布在-10～-20區(qū)間(圖12)，與之相比，固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖的εHf(t)值則大于0。另外，固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖具有更高的Mg#值(56～67)和過渡族元素(Cr、Ni、Co等)含量。同時(shí)值得注意的是，符山高鎂閃長(zhǎng)巖中存在大量的下地殼繼承鋯石，而研究區(qū)閃長(zhǎng)巖中并未發(fā)現(xiàn)。以上特征說明固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖的地幔源區(qū)并沒有經(jīng)歷地殼物質(zhì)的強(qiáng)烈改造，其受地殼物質(zhì)改造的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于符山高鎂閃長(zhǎng)巖。那么造成其明顯富集LILE虧損HFSE的應(yīng)當(dāng)另有其他原因。

地幔橄欖巖中，各殘留相的KdYbmin/liq遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，使Yb表現(xiàn)為極不相容元素，典型的島弧英安巖中Yb含量平均為4.4×10-6，而源區(qū)為地幔橄欖巖的固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖Yb含量較低(1.6×10-6～2.2×10-6)，推測(cè)其虧損HREE是由于源區(qū)殘留相中存在KdYbmin/liq>1的礦物，而石榴子石是地幔中能使巖漿富集LILE虧損HREE的礦物。已有研究表明，被俯沖板片熔體交代的地幔橄欖巖能大規(guī)模的轉(zhuǎn)化為輝石+石榴子石+角閃石+金云母組合(Prouteauetal., 2001)，此礦物組合在后續(xù)的熔融過程中，以3:1的比例產(chǎn)生石榴子石和單斜輝石(Francis and Ludden, 1995)，這個(gè)過程使石榴子石得以在更大的熔融程度下保持穩(wěn)定，進(jìn)而產(chǎn)生像固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖一樣的富集LILE虧損HREE的巖漿。同時(shí)，由于源區(qū)石榴子石在較大區(qū)間保持穩(wěn)定，大量的Lu存留在石榴石中，而Hf則進(jìn)入熔體相，導(dǎo)致熔體相具相對(duì)較高的176Hf/177Hf和較低的176Lu/177Hf，也可以解釋研究區(qū)εHf(t)值較高的現(xiàn)象(Patchettetal., 1981; Bizimisetal., 2003; Schmitzetal., 2004)。另外，即使固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖顯示出明顯的Nb、Ta虧損，但其Nb的濃度(4.41×10-6～6.2×10-6)大于地幔Nb含量(通常<1×10-6)，Nb在流體中不易遷移(Tatsumietal., 1986)，卻能夠跟隨熔體轉(zhuǎn)移，推測(cè)一定量的Nb元素跟隨俯沖板片熔體進(jìn)入了地幔橄欖巖。綜上所述，固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖源區(qū)地幔橄欖巖可能經(jīng)歷了俯沖板片富硅熔體的交代。

根據(jù)上述討論得出，固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖是被俯沖板片熔體和流體交代后的地幔橄欖巖部分熔融的產(chǎn)物，且高鎂閃長(zhǎng)質(zhì)巖漿在上升途中與地殼發(fā)生了較弱的同化混染。

6.2.2 正長(zhǎng)巖

邯邢地區(qū)正長(zhǎng)巖出露將對(duì)較少，主要出露在研究區(qū)東側(cè)的永安縣洪山地區(qū)，武安地區(qū)也有少量出露，目前研究最多的為洪山正長(zhǎng)巖體，認(rèn)為其源區(qū)為EMI型富集地幔(陳斌等，2005b)。而對(duì)武安雜地殼的正長(zhǎng)巖則缺少研究。那么武安的固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖具有怎樣的成因呢？

研究區(qū)正長(zhǎng)巖εHf(t)值介于-18.4～-14.0之間，顯示殼源特征，不同于源區(qū)為EM1型富集地幔的洪山正長(zhǎng)巖(εHf(t)值介于-7.0～-10.0之間, 陳斌等，2005b)。對(duì)固鎮(zhèn)雜巖體樣品進(jìn)行SHRIMP定年，發(fā)現(xiàn)正長(zhǎng)巖樣品所測(cè)定的大部分鋯石均為介于2300～2700Ma的繼承鋯石(表1)，也說明了固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖的源區(qū)可能為華北地臺(tái)古老下地殼，幔源的洪山巖體則從未發(fā)現(xiàn)過大規(guī)模的繼承鋯石。實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)已證明，地殼中玄武質(zhì)巖石部分熔融形成花崗巖類Mg#值不大于42(Wolfetal., 1992; Rappetal., 1995)，而研究區(qū)部分正長(zhǎng)巖樣品Mg#較高(35.5～49.6)，證明了幔源物質(zhì)的貢獻(xiàn)。推測(cè)是由于幔源巖漿的底侵作用(以固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)巖為代表)導(dǎo)致了幔源物質(zhì)的混入。

固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖8c)可見Eu幾乎無異?；虺蔈u正異常，表明源區(qū)無斜長(zhǎng)石殘留，重稀土元素的虧損，表明源區(qū)有石榴子石殘留，根據(jù)殘留相推斷研究區(qū)高Sr低Yb型正長(zhǎng)巖形成深度可能大于40km(張旗等, 2006)。即使有幔源組分的加入，本文中正長(zhǎng)巖樣品的Nb/La比值仍很低(平均0.2)，等同于華北下地殼巖石Nb/La的下限，推測(cè)下地殼部分熔融可能發(fā)生于金紅石穩(wěn)定的條件，指示研究區(qū)正長(zhǎng)巖起源于增厚地殼。另，Condie (1973)提出了安山質(zhì)巖石SiO2為60%時(shí)K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)K60與地殼厚度的關(guān)系，而后周珣若和吳克隆(1994)將其擴(kuò)大到成分近似安山質(zhì)的侵入巖中，證明具有較好的可移植性。基于K60與地殼厚度的依賴關(guān)系(鄧晉福等，2004)，可以從巖石系列得到地殼厚度的總體框架：低鉀鈣堿性系列地殼厚度<17km，中鉀鈣堿性系列地殼厚度為17～40km，高鉀鈣堿性系列地殼厚度為40～67km。在SiO2-K2O圖解中(圖7a)，固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖樣品點(diǎn)主要落入高鉀鈣堿性系列，推測(cè)地殼厚度在40～67km之間。僅一個(gè)樣品落入中鉀鈣堿性系列，此樣品在野外和鏡下均顯示經(jīng)歷了強(qiáng)烈的鈉化作用，鈉化作用導(dǎo)致了K2O含量的降低。綜上所述，固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖形成于加厚陸殼的部分熔融，地殼厚度約為40～67km。

6.2.3 二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖

二長(zhǎng)巖以及石英二長(zhǎng)巖在本文固鎮(zhèn)研究區(qū)廣泛出露。在野外地質(zhì)勘查過程中，就發(fā)現(xiàn)了固鎮(zhèn)二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖具有極其顯著的巖漿混合成因的野外宏觀特征，具體描述如下：

暗色微粒包體(Mafic microgranular enclave)是指分布于花崗質(zhì)巖石之中，暗色、細(xì)粒的，且比寄主巖石更富鐵鎂礦物的巖石包體，是巖漿混合最重要的特征(王德滋等，2008)。研究區(qū)二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖中普遍發(fā)育閃長(zhǎng)質(zhì)暗色微粒包體(MME)，呈水滴狀、橢圓狀、不規(guī)則狀等形態(tài)(圖3b, d, e；圖4a, f)，與寄主巖體接觸邊界多不截然，表明包體進(jìn)入寄主巖漿中時(shí)，二者均為塑性的或處于流動(dòng)狀態(tài)。部分包體發(fā)育反向脈，這是由于淬冷導(dǎo)致MME突然冷凝收縮形成了不規(guī)則裂縫，使寄主巖漿得以注入到包體之中(圖3d)。二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖體中混合導(dǎo)致的成分不均勻現(xiàn)象也十分常見(Barharin, 1999; 王濤, 2000)，如：正長(zhǎng)巖呈團(tuán)塊狀包卷在石英二長(zhǎng)巖體中；正長(zhǎng)巖呈陰影狀、不規(guī)則狀賦存與二長(zhǎng)巖中(圖3f)；石英二長(zhǎng)巖巖體中有米級(jí)正長(zhǎng)巖條帶等，體現(xiàn)出不同端元巖漿共存時(shí)的塑性狀態(tài)，甚至是紊流狀態(tài)。區(qū)內(nèi)二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖內(nèi)亦可見石英斑晶外圈被細(xì)小的暗色礦物鑲邊(圖3c)，這種現(xiàn)象通常稱為石英眼斑，也是一種典型的巖漿混合現(xiàn)象，當(dāng)偏基性巖漿中已經(jīng)結(jié)晶的石英由于巖漿混合而進(jìn)入偏基性端元時(shí)，作為捕擄晶的石英會(huì)發(fā)生融解變得渾圓，并吸收巖漿中的結(jié)晶潛熱，使其晶體周圍形成一個(gè)局部過冷的環(huán)境，致使暗色礦物圍繞其結(jié)晶。以上現(xiàn)象的普遍存在，使我們不得不考慮，研究區(qū)的二長(zhǎng)巖以及石英二長(zhǎng)巖是巖漿混合的產(chǎn)物。

圖13 固鎮(zhèn)侵入雜巖Harker圖解Fig.13 Harker diagrams of Guzhen intrusive complex

研究區(qū)的二長(zhǎng)巖以及石英二長(zhǎng)巖的巖漿混合成因也得到了地球化學(xué)和同位素的支持。在Harker圖解中(圖13)，固鎮(zhèn)二長(zhǎng)巖與區(qū)內(nèi)高鎂閃長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖呈現(xiàn)出良好的成分過渡關(guān)系，在Hf同位素圖解中(圖12)，二長(zhǎng)巖樣品分布在閃長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖之間，結(jié)合野外特征可以推測(cè)二長(zhǎng)巖是由區(qū)內(nèi)正長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖混合形成的，二者分別為酸性端元和基性端元。與固鎮(zhèn)二長(zhǎng)巖不同，研究區(qū)石英二長(zhǎng)巖的SiO2含量大于正長(zhǎng)巖，很顯然不可能是正長(zhǎng)巖與閃長(zhǎng)巖混合的產(chǎn)物。同時(shí)對(duì)石英二長(zhǎng)巖中的基性包體做了地球化學(xué)測(cè)試，結(jié)果顯示其與區(qū)內(nèi)高鎂閃長(zhǎng)巖具有相似的地球化學(xué)性質(zhì)(圖8a, e)，故而推測(cè)石英二長(zhǎng)巖的基性端元與二長(zhǎng)巖相同，均為區(qū)內(nèi)閃長(zhǎng)巖，其酸性端元可能是一種比區(qū)內(nèi)正長(zhǎng)巖更富Si的巖漿，在混合過程中已經(jīng)耗盡或者未出露地表。在Hf同位素圖解中(圖12)，石英二長(zhǎng)巖的樣品分布在較大的區(qū)間，也可以用巖漿混合作用來解釋(吳福元等，2007)。

除野外宏觀特征和地球化學(xué)特征以外，礦物的顯微構(gòu)造和化學(xué)成分的變化能更好的為巖漿混合作用的發(fā)生提供有力證據(jù)。鏡下觀察二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖中普遍發(fā)育具有巖漿混合特征的顯微構(gòu)造，如：暗色微粒包體以及其中共存的短柱狀磷灰石和針狀磷灰石(圖4a, b)(Wyllieetal., 1962)；輝石、石英和云母共生的不平衡礦物共生現(xiàn)象(圖4e)；斜長(zhǎng)石核部發(fā)育針狀磷灰石后被無磷灰石的邊部包裹(圖4g)(Wyllieetal., 1962)；暗色礦物聚集生長(zhǎng)(圖4h)等。另外，斜長(zhǎng)石的異常環(huán)帶也普遍存在于二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖之中，斜長(zhǎng)石存在兩種異常環(huán)帶：第一種就是我們通常說得“反環(huán)帶”——斜長(zhǎng)石核部An牌號(hào)低為，二長(zhǎng)巖集中在35～37，石英二長(zhǎng)巖集中在23～33，外圈被富Ca的長(zhǎng)石包裹，An牌號(hào)增至>45；第二種異常環(huán)帶從核部到邊部整體看來是An牌號(hào)降低的正環(huán)帶，但是這種牌號(hào)的變化并不是漸變的，而是突變的，通常是核部的牌號(hào)為50左右，到邊部陡然降低到<40，最低可達(dá)<30。一般認(rèn)為，當(dāng)結(jié)晶環(huán)境較為穩(wěn)定和封閉時(shí)，會(huì)形成斜長(zhǎng)石的正環(huán)帶，或者巖漿房?jī)?nèi)的對(duì)流將斜長(zhǎng)石帶到巖漿房的不同部位導(dǎo)致結(jié)晶條件的微弱變化會(huì)導(dǎo)致斜長(zhǎng)石具有震蕩環(huán)帶(Viccaroetal., 2010)，但總體來說，斜長(zhǎng)石An牌號(hào)的變化幅度較小，不會(huì)超過10。本文中二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖的斜長(zhǎng)石呈現(xiàn)的An牌號(hào)異常，暗示晶體形成于開放的巖漿系統(tǒng)，有基性巖漿的注入(Tepleyetal., 2000)。

6.3 對(duì)華北克拉通中部中生代巖石圈減薄的指示意義

部分研究認(rèn)為，古太平洋板塊俯沖的影響沒有涉及到華北克拉通中部，因?yàn)槿A北克拉通中部距海岸線距離過遠(yuǎn)，超過了1000km。并且有研究表明，NCC中部的下部為貧水地幔(夏群科等，2017)，另外，在山東鐵銅溝發(fā)育有直接源自俯沖板片熔融的花崗巖(Martinetal., 2005)，而研究區(qū)則未見出露。然而有地球物理數(shù)據(jù)顯示，克拉通下滯留在地幔過渡帶的古太平洋板塊屬于水平俯沖(陳斌等，2005a)，板塊水平俯沖的影響可以遠(yuǎn)至2000km的距離，如果將中生代以來中國(guó)東部巨大的伸展量以及新生代形成的日本海的距離去除，太行山當(dāng)時(shí)距離古太平洋俯沖帶的距離應(yīng)該小于2000km(陳斌等，2005b)。本文研究的固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖是被俯沖板片熔體和流體交代后的地幔橄欖巖部分熔融的產(chǎn)物，是古太平洋板塊俯沖影響涉及到了NCC中部的印證，本文未發(fā)育類似山東鐵銅溝直接由俯沖板片熔融形成的花崗巖(Martinetal., 2005)，可能是由于體量較少，在交代巖石圈地幔時(shí)已經(jīng)耗盡。綜上所述，本文認(rèn)為古太平洋板塊俯沖作用的影響也涉及到了NCC中部，但受影響的程度小于NCC東部。

Kayetal.(1993)提出，當(dāng)?shù)貧ず穸?50km時(shí)，下地殼可向榴輝巖相轉(zhuǎn)變，使下地殼密度大于地幔，進(jìn)而導(dǎo)致下地殼的拆沉作用。經(jīng)上文討論，固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖形成于加厚陸殼的部分熔融，形成深度約為40～67km，顯然研究區(qū)的地殼已具備拆沉作用發(fā)生的厚度。同時(shí)，下地殼熔出正長(zhǎng)質(zhì)巖漿后，留下比重較大的榴輝巖相，會(huì)導(dǎo)致重力失穩(wěn)而促進(jìn)下地殼的拆沉。不僅本文研究區(qū)，華北克拉通中部的其他地區(qū)也存在加厚陸殼部分熔融所形成的巖體，例如，武安地區(qū)西石門正長(zhǎng)巖(135Ma)(王玉, 2018)、山西省運(yùn)城的蠶坊巖體和孤峰巖體(130Ma)(齊玥等, 2016)等。以上區(qū)域加厚地殼熔出富含易熔組分的巖漿后，都會(huì)導(dǎo)致下地殼向榴輝巖相的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而很可能產(chǎn)生拆沉作用的發(fā)生。并且在華北克拉通中部也確實(shí)有多處成因與拆沉作用相關(guān)的巖體，且形成時(shí)代集中在126～130Ma之間，正是既加厚陸殼熔融成因的巖體形成時(shí)代之后，例如位于華北克拉通南部臨汾市萬榮巖體、萬峰山巖體、狐偃山巖體和黃龍垴巖體等，均形成于127～130Ma之間(霍騰飛等, 2016)；太行山南段的符山高鎂閃長(zhǎng)巖(126Ma)中包含有被地殼物質(zhì)改造的幔源包體，被認(rèn)為是地殼拆沉導(dǎo)致的結(jié)果(許文良等, 2009)。

那么是否可以對(duì)NCC中部拆沉作用發(fā)生的時(shí)間做出制約呢？研究區(qū)固鎮(zhèn)雜巖體存在中細(xì)粒結(jié)構(gòu)巖體與似斑狀結(jié)構(gòu)巖體密切共生的現(xiàn)象，對(duì)固鎮(zhèn)雜巖體似斑狀閃長(zhǎng)巖、似斑狀石英二長(zhǎng)巖和中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖中的角閃石進(jìn)行全鋁溫壓計(jì)計(jì)算(Ridolfietal., 2010)，從計(jì)算結(jié)果(表6)可知：中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖中角閃石結(jié)晶深度，即等粒結(jié)構(gòu)巖體的就位深度為5～6km。似斑狀閃長(zhǎng)巖中角閃石核部的結(jié)晶深度為16～17km，角閃石斑晶邊部和基質(zhì)角閃石的結(jié)晶深度為3km(似斑狀閃長(zhǎng)巖定位深度)；似斑狀石英二長(zhǎng)巖角閃石斑晶核部的結(jié)晶深度為12km，角閃石斑晶邊部和基質(zhì)角閃石的結(jié)晶深度為2～3km(似斑狀石英二長(zhǎng)巖定位深度)。綜合研究區(qū)鋯石U-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)結(jié)果(表1、表2)：等粒結(jié)構(gòu)巖體的形成時(shí)代集中在130～135Ma，形成最晚的等粒結(jié)構(gòu)的巖體(中細(xì)粒石英二長(zhǎng)巖)年齡約為130Ma；隨后，似斑狀結(jié)構(gòu)的巖體集中形成于127Ma。也就是說，在大約3Myr之間，地殼的隆升剝蝕達(dá)2～4km。這說明研究區(qū)的此次的地殼隆升剝蝕是快速的、劇烈的、突發(fā)的，這很有可能與拆沉作用有關(guān)。拆沉作用具有“災(zāi)變性”(鄧晉福等, 2006)，引起地殼減薄和隆升的過程是突然的，而不是緩慢的，與本文研究區(qū)所體現(xiàn)的隆升過程一致。研究區(qū)似斑狀巖體的快速上升侵位均發(fā)生在127Ma，暗示發(fā)生拆沉作用的時(shí)間節(jié)點(diǎn)在127Ma左右?？偨Y(jié)前人的研究資料發(fā)現(xiàn)： NCC中部中生代巖漿活動(dòng)主要集中在138～124Ma，源自加厚地殼部分熔融或富集地幔的巖體形成時(shí)代區(qū)間為138～130Ma，源自加厚陸殼拆沉或經(jīng)歷了快速上升侵位的巖體形成時(shí)代集中在127Ma左右，個(gè)別為130Ma(蔡劍輝等，2003；許文良等，2004；陳斌等，2005a, b；蘇尚國(guó)等，2006；劉玲等，2009；霍騰飛等，2016；齊玥等，2016；)，與本文所得的127Ma時(shí)間節(jié)點(diǎn)相一致。推測(cè)NCC中部在127Ma爆發(fā)了大規(guī)模的拆沉作用，130Ma可能為此次大規(guī)模拆沉的前奏。

綜上所述，古太平洋板塊俯沖作用的影響也涉及到了NCC中部，但受影響的程度小于NCC東部；拆沉作用在NCC中部巖石圈減薄過程中發(fā)揮重要作用，大規(guī)模拆沉作用發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為127Ma。

7 結(jié)論

(1)研究區(qū)巖體形成時(shí)代和巖石結(jié)構(gòu)有一定關(guān)聯(lián)性，總體來看，等粒結(jié)構(gòu)的巖體形成時(shí)代早于似斑狀結(jié)構(gòu)巖體，研究區(qū)巖漿活動(dòng)可分為兩個(gè)期次：第一期次巖漿活動(dòng)形成等粒結(jié)構(gòu)的深成巖體，包括中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖，形成時(shí)代約為130～135Ma；第二期次巖漿活動(dòng)形成淺部的似斑狀巖體，包括似斑狀閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖，形成時(shí)代約為127Ma。

(2)結(jié)合野外觀察、巖相學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)等特征，討論分析了固鎮(zhèn)雜巖體的成因：固鎮(zhèn)閃長(zhǎng)為高鎂閃長(zhǎng)巖，是被俯沖板片熔體和流體交代后的地幔橄欖巖部分熔融的產(chǎn)物，巖漿在上升途中與地殼發(fā)生了較弱的同化混染。固鎮(zhèn)正長(zhǎng)巖形成于加厚陸殼的部分熔融，地殼厚度約為40～67km。固鎮(zhèn)二長(zhǎng)巖是由區(qū)內(nèi)正長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖混合形成。研究區(qū)石英二長(zhǎng)巖是區(qū)內(nèi)閃長(zhǎng)巖與另一種更富硅的巖漿混合形成。

(3)俯沖板片物質(zhì)(流體+熔體)對(duì)固鎮(zhèn)高鎂閃長(zhǎng)巖的形成有重要貢獻(xiàn)，顯示出古太平洋板塊俯沖作用的影響也涉及到了NCC中部，但受影響的程度小于NCC東部；正長(zhǎng)巖形成于加厚陸殼部分熔融，顯示出拆沉作用在NCC中部巖石圈減薄過程中發(fā)揮重要作用。結(jié)合角閃石溫壓計(jì)計(jì)算結(jié)果和前人研究成果可以推測(cè)， NCC中部大規(guī)模拆沉作用發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為127Ma。

致謝感謝鄧晉福老師、羅照華老師在成文過程中以及野外工作時(shí)的教導(dǎo)與幫助；同時(shí)感謝師門的同學(xué)們?cè)谝巴夤ぷ鬟^程中的幫助！