周曉萍，呂軍陽，胡秉謙，康愷，姜帆，胡亮，張娜

1) 山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊，山東威海，264209；2) 山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，山東煙臺，264000

內(nèi)容提要:膠北地體古元古代花崗巖位于膠—遼—吉帶南部，是華北克拉通東部陸塊東緣的重要古元古代造山帶。西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖作為膠北地體出露的少數(shù)古元古代花崗巖之一，也是西澇口、遼上、郭城等大型金礦床的賦礦圍巖，有重要研究價值。筆者通過巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)及Lu-Hf同位素分析，討論了其形成時代及成因機制。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該巖體富硅(SiO2=75.79%～76.10%)，富堿(Na2O+K2O=6.88%～7.18%)，為準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性巖系列(A/CNK值為0.86～0.95)；Rb、U、Ta、Pb相對富集，Ba、Nb相對虧損，Sr強烈虧損，巖石10000Ga/Al值為2.88～3.50，屬A型板內(nèi)花崗巖；巖體中巖漿鋯石具明顯振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，相對虧損LREE并逐步富集HREE，具明顯正Ce異常和負(fù)Eu異常，加權(quán)平均年齡為2113±22 Ma，代表其侵位時間為古元古代；變質(zhì)增生鋯石的HREE富集程度明顯高于核部巖漿鋯石，且具更加強烈的正Ce異常和稍弱負(fù)Eu異常，加權(quán)平均年齡為1850±24 Ma，代表區(qū)內(nèi)變質(zhì)事件年齡；εHf(t)值為-3.75～+5.17，TDM2值為2450～2712 Ma，該巖體與膠北地體2.5 Ga TTG巖石具相同的地殼演化趨勢，暗示其源自太古宙陸殼的重熔。

膠—遼—吉構(gòu)造帶是華北克拉通東部陸塊東緣的一條重要古元古代造山帶，造山帶內(nèi)物質(zhì)豐富，以大面積分布的古元古代沉積巖系為主要特征(Zhao Guochun et al.,2005，趙國春，2009；田瑞聰?shù)龋?017)。國內(nèi)外學(xué)者對膠—遼—吉構(gòu)造帶北段(遼—吉帶)開展了大量研究工作(翟明國和卞愛國，2000；Zhao Guochun et al.,2001a，b；李三忠等，2003；劉福來等，2015)，而對其南段(膠北地區(qū))只有零星報道(董春艷等，2011；Liu Jianhui et al.,2014；王惠初等，2015；Xiao Zhibin et al.,2017)。膠北地區(qū)的古元古代花崗巖規(guī)模較小，分布零星，雖近年來陸續(xù)有報道(高玉娟等，2006；馮波等，2013；孫興麗，2013；陳昌昕，2015；徐鶴等，2015；紀(jì)攀，2016；Cheng Shaobo et al.,2017；稅棚，2019)，但研究程度相對較低，其侵位時間、成因類型、巖漿源區(qū)及演化過程等問題仍具較大爭議。牧牛山二長花崗巖作為西澇口、遼上、郭城等大型金礦床的賦礦圍巖，但也是區(qū)內(nèi)少數(shù)古元古代花崗巖之一，有重要研究價值。本次采用巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素年代學(xué)等研究手段，旨在揭示其形成時代、成因類型、巖漿源區(qū)及演化過程，并為華北克拉通東部陸塊古元古代巖漿作用及演化提供有利證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西澇口地區(qū)西鄰郯廬斷裂(郯城—廬江斷裂)，東鄰五蓮—煙臺斷裂，大地構(gòu)造位置屬于華北克拉通東部緣，膠—遼—吉構(gòu)造帶南段(圖1a)。區(qū)內(nèi)出露地層主要有古元古代荊山群，中生代萊陽群、青山群、王氏群。荊山群主要巖性為大理巖、變粒巖。萊陽群巖性為礫巖、砂礫巖；青山群巖性為中酸性和中基性火山巖夾砂頁巖；王氏群巖性為泥巖、粉砂巖、砂巖、礫巖地層。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為NE—SW走向，自西向東有桃村斷裂、郭城斷裂、崖子斷裂及其次級斷裂(圖1b)。

圖1 膠遼地區(qū)構(gòu)造背景圖(a)及膠北西澇口地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖(b)Fig.1 Tectonic background of Jiaoliao(eastern Shandong—Liaoning) area (a) and simplified geological map of Xilaokou area in Jiaobei (north part of eastern Shandong) terrane (b)

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為牧牛山二長花崗巖，中生代玲瓏序列花崗巖，中生代偉德山序列零星出露，另有中生代脈巖出露。牧牛山二長花崗巖分布于郭城(郭城—即墨)斷裂帶和崖子(朱吳—店集)斷裂帶之間，呈“舌狀”侵入古元古代荊山群地層中，局部含變粒巖、大理巖等地層包體。

2 樣品采集及分析方法

西澇口金礦是近年來發(fā)現(xiàn)的大型金礦床，也是區(qū)內(nèi)目前勘查深度最大的礦床。礦體由蝕變破碎帶控制，由淺至深呈“階梯式”分布。蝕變破碎帶厚度較大，品位較低，礦體品位與圍巖蝕變程度成正比。其中，黃鐵絹英巖化、硅化圍巖蝕變與金礦化關(guān)系最密切。

本次研究的樣品采集自西澇口金礦床鉆孔樣品(AZK2403)中的牧牛山二長花崗巖，巖性為弱片麻狀中細(xì)粒二長花崗巖，呈淺肉紅色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)或碎裂狀結(jié)構(gòu)，弱片麻狀構(gòu)造。主要礦物為鉀長石(30%～35%)、石英(20%～25%)、斜長石(25%～30%)，次要礦物為角閃石(3%～4%)，副礦物黑色金屬礦物(5%)、黝簾石、綠簾石微量(圖2)。其中，角閃石已全部暗化，同時被黑色金屬礦物置換。另外，黝簾石等礦物一般為區(qū)域變質(zhì)或熱液蝕變產(chǎn)物，暗示巖石形成過程中經(jīng)歷了區(qū)域變質(zhì)或熱液活動。

圖2 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖顯微特征Fig.2 Photomicrographs of Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terraneQ—石英；Pl—斜長石；Kfs—鉀長石；Ser—絹云母；Ms—白云母；Am—角閃石；Zo—黝簾石；Ep—綠簾石Q—quartz；Pl—plagioclase；Kfs—K-feldspar；Ser—sericite；Ms—muscovite；Am—amphibole；Zo—zoisite；Ep—epidote

對采集了6件樣品(20XLK-21～20XLK-31)進(jìn)行了巖石地球化學(xué)分析，對其中1件樣品(20XLK-21、22)進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年，測試結(jié)束后又進(jìn)行Lu-Hf同位素原位分析。

2.1 巖石地球化學(xué)

樣品20XLK-21～20XLK-31的主量元素及微量元素測試在中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心實驗室完成。主量元素采用ARL 9900XP型X射線熒光光譜儀，采用等離子光譜和化學(xué)法測定；微量元素和稀土元素采用X Series2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定。

2.2 鋯石U-Pb同位素測試

樣品20XLK-21、22的單礦物鋯石分離和挑選在廊坊巖拓地質(zhì)服務(wù)有限公司完成。制靶、陰極發(fā)光(CL)圖像及LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測試分析均在中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心完成，使用美國Conherent公司生產(chǎn)的GeoLasPro 193nmArF準(zhǔn)分子系統(tǒng)，ICP-MS型號為ThermoFisher公司生產(chǎn)的iCAPQ。本次測試采用的激光剝蝕束斑直徑為20～30 μm，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm。標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500和NIST SRM610作為外標(biāo)對同位素比值進(jìn)行校正。樣品的同位素比值及元素含量計算采用ICPMSDataCal數(shù)據(jù)處理程序，U-Pb諧和圖、年齡分布頻率圖繪制和年齡權(quán)重平均計算采用Isoplot 3.0(Ludwig,2003)程序完成。

2.3 鋯石Lu-Hf同位素測試

根據(jù)樣品地質(zhì)和鋯石U-Pb年代學(xué)特征，對20XLK-21、22樣品進(jìn)行了鋯石原位Lu-Hf同位素測試，分析測試工作在南京聚譜檢測科技有限公司實驗室完成，實驗儀器為Australian Scientific Instruments 制造的RESOlution LR型質(zhì)譜儀。激光剝蝕斑束直徑和頻率分布為50 μm，頻率8 Hz，共剝蝕40 s，剝蝕氣溶膠由氦氣送入MC-ICP-MS完成測試。測試過程中每隔5顆樣品鋯石，依次測試1顆標(biāo)準(zhǔn)鋯石(包括GJ-1、91500、Ple?ovice、Mud Tank、Penglai)，以檢驗鋯石Hf同位素比值數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3 分析結(jié)果

3.1 巖石地球化學(xué)

巖石地球化學(xué)成分顯示(表1)，牧牛山二長花崗巖中SiO2的含量為75.79%～76.10%，在TAS圖解中數(shù)據(jù)點均落入花崗巖區(qū)域(圖3a)。鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.86～0.95，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石(圖3b)；全堿含量(Na2O+K2O)為6.88%～7.18%，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性系列(圖3c)；K2O/Na2O值在0.66～0.69之間，具富鈉、貧鉀特點；Al2O3含量為10.56%～11.51%；CaO含量為1.05%～1.41%；MgO含量為0.50%～0.74%；TFe2O3介于1.24%～1.31%；Mg#為43～54；TiO2和P2O5含量分別為0.19%～0.21%和0.04%～0.05%，含量較低。

圖3 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖TAS圖解(a)、A/CNK—A/NK圖解(b)和SiO2—K2O圖解(c)Fig.3 TAS(a)、A/CNK —A/NK(b) and SiO2— K2O(c) diagram of Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane

表1 膠北地體西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖主量元素(%)和微量元素(×10-6)分析結(jié)果表Table 1 Major(%) and trace elements(×10-6) analysis result ofMuniushan monzogranite in Xilaokou area of Jiaobei terrane

巖石ΣREE為162.29×10-6～203.46×10-6，LREE/HREE值4.27～6.35，(La/Yb)N=2.72～5.52(平均3.74)，輕、重稀土元素分異中等，配分曲線相對平坦(圖4a)；δCe為1.01～1.10，δEu為0.30～0.35，具明顯負(fù)銪異常，暗示存在斜長石的分離結(jié)晶現(xiàn)象或源區(qū)存在斜長石。微量元素蛛網(wǎng)圖顯示(圖4b)，Rb、U、Ta、Pb相對富集，Ba、Nb相對虧損，Sr強烈虧損。

圖4 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖稀土元素配分圖(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element (b) spider diagams of Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane

3.2 鋯石U-Pb年代學(xué)

鋯石CL圖像顯示(圖5)，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，主要存在兩種成因的鋯石顆粒。第一種為核邊雙層結(jié)構(gòu)的鋯石，此類型邊部具完整或殘缺的巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，核部無分帶或具有流動性分帶特點，為變質(zhì)增生邊(例：圖5-⑤)；第二種是整體無分帶現(xiàn)象、不規(guī)則狀鋯石，晶棱圓滑，部分外形呈卵圓形或邊部溶蝕呈港灣狀(例：圖5-)，此類鋯石為變質(zhì)增生鋯石。

圖5 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.5 CL images of the zircons from Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane圖中實心圓圈為鋯石U-Pb定年位置；虛線圓圈為Hf同位素分析位置。圖中標(biāo)注年齡為n(207Pb)/n(206Pb)年齡Filled circle in the figure showrepresents the zircon U-Pb dating position;dotted circle is the location of Hf isotope analysis.The age is n(207Pb)/n(206Pb)ages

針對上述觀察，對20粒不同類型的鋯石顆粒進(jìn)行了23個點位的定年分析(表2)。結(jié)果表明，其n(207Pb)/n(206Pb)年齡范圍在1821～2189 Ma，年齡值相對分散(圖6a、b)。Th和U的含量分別為43.60×10-6～538.31×10-6和75.50×10-6～1081.96×10-6，Th/U值介于0.08～0.62，Th、U的含量及Th/U值變化較大。除不諧和的測試點外，對發(fā)育較好或殘余振蕩環(huán)帶的13個點進(jìn)行分析，其n(207Pb)/n(206Pb)年齡最大(2057～2167 Ma)，Th/U 值范圍為0.22～0.62(平均0.46)，獲得加權(quán)平均年齡為2113±22 Ma(1σ，MSWD=1.4，n=13)(圖6c)，顯示巖漿鋯石特點。對具有變質(zhì)增生邊的5個點進(jìn)行分析，其n(207Pb)/n(206Pb)年齡分布在1821～1876 Ma之間，獲得加權(quán)平均年齡為1850±24 Ma(1σ，MSWD=0.88，n=5)(圖6d)，Th/U值范圍為0.08～0.36(平均0.20)，與巖漿鋯石相比Th/U值明顯降低，顯示變質(zhì)鋯石特點。

圖6 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖鋯石U-Pb年齡諧和圖(a、c、d)和頻率分布圖(b)Fig.6 U-Pb age concordia diagram (a,c,d) and frequency distribution diagram (b) of the zircons from Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane

3.3 鋯石微量元素

鋯石微量元素分析結(jié)果表明(表3)，發(fā)育較好或具殘余振蕩環(huán)帶的巖漿鋯石核∑REE在428×10-6～1887×10-6(平均891×10-6)之間，而鋯石的變質(zhì)增生邊∑REE明顯減少(373×10-6～724×10-6，平均569×10-6)，二者均相對虧損LREE并逐步富集HREE(圖7a、b)。但變質(zhì)增生鋯石的HREE富集程度[(Lu/Gd)N=47.23～192.74]明顯高于核部鋯石[(Lu/Gd)N=14.49～61.39]。核部鋯石具有明顯的正Ce異常(δCe=3.25～148.04)和負(fù)Eu異常(δEu=0.02～0.21)，與巖漿鋯石相似(Corfu et al.,2003)。與核部巖漿鋯石相比，邊部變質(zhì)增生鋯石負(fù)Eu異常稍弱(δEu=0.07～0.20)，但顯示出更加強烈的正Ce異常(δCe=132.46～467.90)。另外，變質(zhì)增生鋯石的Y含量與巖漿鋯石相比也明顯降低，前者為371.2×10-6～738.9×10-6，后者為538.3×10-6～2868×10-6。獲得的微量元素Ti表明，核部巖漿振蕩環(huán)帶與變質(zhì)增生鋯石兩者Ti含量沒有太大差異，對應(yīng)的鋯石鈦溫度值(Tzrc；Ferry and Watson，2007)范圍在563～777℃之間，平均682℃，二者溫度無較大差別。

另外，有兩粒鋯石曲線與Boggy Plain熱液鋯石稀土元素配分曲線(圖7c)吻合，其LREE平緩且富集，REE配分曲線輕微傾斜，無明顯Ce異常，具明顯負(fù)Eu異常，Th/U值較高(0.45～0.50)，具較低的(Sm/La)N值(圖7d)，較高的Y含量(2086×10-6～3385×10-6)、Hf含量(14477×10-6～14700×10-6)和普通Pb含量(1.33×10-6～1.38×10-6)。結(jié)合陰極發(fā)光圖像，其中一粒鋯石(圖5)表面發(fā)育孔洞，綜合判斷為受熱液作用影響強烈的鋯石。

圖7 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖鋯石稀土元素配分模式圖Fig.7 REE patterns diagram of zircons from Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane陰影部分熱液鋯石和巖漿鋯石分布范圍據(jù)Hoskin，2005The distribution of Hydrothermal and Magmatic zircons in the shadow area is after Hoskin，2005

3.4 鋯石Lu-Hf同位素

對牧牛山二長花崗巖巖體的19粒鋯石的n(176Yb)/n(177Hf)和n(176Lu)/n(177Hf)值范圍分別為0.014～0.0585和0.0004～0.0016，誤差均為1σ(表4)。樣品數(shù)據(jù)點n(176Lu)/n(177Hf)值均小于0.002，表明鋯石形成后放射性成因176Lu衰變成177Hf極少，因此可以用初始n(176Hf)/n(177Hf)值代表鋯石形成時Hf同位素組成和巖石成因信息(吳福元等，2007)。計算時，樣品年齡t值取鋯石微區(qū)分析n(207Pb)/n(206Pb)年齡(Black et al.,2003),得到的εHf(t)值為-3.75～+5.17，TDM1集中于2250～2438 Ma，上地殼的TDM2集中于2450～2712 Ma。fLu/Hf值為-0.99～-0.95(平均-0.98)，小于大陸地殼fLu/Hf平均值(-0.55，Griffin et al.,2000)，因此二階段模式年齡(TDM2)可以更真實反映其源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔被抽取的時間或其源區(qū)物質(zhì)的平均地殼存留年齡(黃道袤等，2016)。

表4 膠北地體西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖鋯石Lu-Hf同位素分析結(jié)果表Table 4 Lu-Hf isotopic data of zircons for Muniushan monzogranite in Xilaokou area of Jiaobei terrane

4 討論

4.1 巖石類型及成因

膠—遼—吉帶作為華北克拉通內(nèi)部重要的造山帶之一，由于其形成經(jīng)歷了包括三疊紀(jì)揚子板塊碰撞、白堊紀(jì)太平洋板片俯沖在內(nèi)的構(gòu)造熱事件影響，其構(gòu)造演化模型一直頗具爭議(李三忠等，2004；Yang Jianhui et al.,2007)，目前主要存在3種構(gòu)造演化模式：①陸內(nèi)裂谷打開與閉合模式(張秋生等，1984；張秋生和楊振升，1988；Luo Yan et al.,2004，2008；Li Sanzhong et al.,2005；Li Sanzhong and Zhao Guochun，2007)；②弧—陸—弧碰撞模式(Faure et al.,2010；Li Zhuang and Chen Bin，2014；Meng En et al.,2014；Yuan Lingling et al.,2015)；③裂谷打開—洋盆開啟—板片俯沖—碰撞造山模式(Zhao Guochun et al.,2012，2013；Peng Chong et al.,2016)。

牧牛山二長花崗巖富硅、富堿、富鋁、Eu負(fù)異常明顯，屬鈣堿性巖系列花崗巖。微量元素Rb、U、Ta、Pb相對富集，Ba、Nb相對虧損，Sr強烈虧損，具殼源花崗巖組成特征。巖石10000Ga/Al值為2.88～3.50，高于A型花崗巖石下限2.60(Watson and Harrison，1983)，在花崗巖成因類型判別圖解中(圖8a、b)，數(shù)據(jù)點全部落入A型花崗巖范圍，且屬于A2型造山后花崗巖。在Rb/30—Hf—3Ta圖解(圖8c)上，所有數(shù)據(jù)點落入板內(nèi)花崗巖區(qū)域內(nèi)，該構(gòu)造環(huán)境圖解結(jié)果支持陸內(nèi)裂谷打開與閉合模式，然而單從花崗質(zhì)巖漿的化學(xué)成分推測其構(gòu)造環(huán)境是不準(zhǔn)確的，還需結(jié)合鋯石微量元素特征及野外巖相學(xué)特征綜合判斷。

圖8 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖成因類型及構(gòu)造環(huán)境圖:(a) Zr—10000Ga/Al(Whalen et al.,1987)；(b) A1和A2亞類分類圖(Eby,1992)；(c) Rb/30—Hf—3Ta圖解(Harris et al.,1986)Fig.8 Genetic type and tectonic environment diagram of Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane:(a) Zr—10000Ga/Al (Whalen et al.,1987)；(b) A1 and A2 classification diagram (Eby,1992)；(c) Rb/30—Hf—3Ta diaram (Harris et al.,1986)

巖漿鋯石微量組成可以反映出鋯石的巖漿組成演化。牧牛山二長花崗巖中鋯石虧損輕稀土、逐步富集重稀土、強烈正Ce異常及負(fù)Eu異常是典型的殼源鋯石特征，部分輕稀土富集指示鋯石受到后期熱液作用影響(Whitehouse and Kamber，2002；Hoskin，2005；Grimes et al.,2009)。另外，鋯石微量U/Yb—Hf、U/Yb—Y圖解(圖9)也顯示，所有數(shù)據(jù)點均投至陸殼鋯石區(qū)域，具殼源鋯石特征。

圖9 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖鋯石U/Yb—Hf和U/Yb—Y圖解(Grimes et al.,2007)Fig.9 U/Yb vs Hf and U/Yb vs Ydiagram(b) of zircons from Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane (Grimes et al.,2007)

鋯石及巖體微量元素特征所反映的大地構(gòu)造環(huán)境較為一致，均為陸殼環(huán)境。牧牛山二長花崗巖屬鋁質(zhì)A2型造山后花崗巖，已有研究表明鋁質(zhì)A2型花崗巖主要來自高溫條件下大陸地殼物質(zhì)的部分熔融(Eby，1992；King et al.,1997)。

4.2 巖體結(jié)晶年齡的限定

牧牛山二長花崗巖鋯石結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部分鋯石也具多重成因，本次研究將特征明顯的鋯石劃分為兩類，分別為巖漿鋯石和變質(zhì)增生鋯石。

本文發(fā)育較好或具殘余振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)的鋯石，Th/U 值范圍為0.22～0.62(平均0.46)，相對虧損LREE并逐步富集HREE，具有明顯的正Ce異常(3.25～148.04)和負(fù)Eu異常(0.02～0.21)，顯示巖漿鋯石特征，其n(207Pb)/n(206Pb)年齡范圍在2057～2167 Ma之間，獲得加權(quán)平均年齡為2113±22 Ma，雖大部分?jǐn)?shù)據(jù)點沿不一致線分布，表明其可能受到后期變質(zhì)事件的干擾，造成放射性Pb丟失，但由于其仍保留巖漿鋯石特點，表明其受后期變質(zhì)熱事件改造較弱，其年齡比較接近鋯石形成的真實年齡，因此2113±22 Ma可以代表牧牛山二長花崗巖的侵位年齡，為古元古代形成。

對具變質(zhì)增生邊的鋯石分析表明，其具更低的Th/U值0.08～0.36(平均0.20)，相對虧損LREE并逐步富集HREE，且HREE富集程度明顯高于核部巖漿鋯石，Eu異常稍弱(0.07～0.20)，但顯示更加強烈的正Ce異常(132.46～467.90)，n(207Pb)/n(206Pb)年齡范圍在1821～1876 Ma之間，獲得加權(quán)平均年齡為1850±24 Ma，應(yīng)代表區(qū)內(nèi)變質(zhì)事件年齡，可能與膠北地體1.95～1.85 Ga期間古元古代碰撞構(gòu)造事件有關(guān)(Tam et al.,2011；Liu Pinghua et al.,2013)。巖體的變質(zhì)年齡，與區(qū)內(nèi)荊山群變質(zhì)事件發(fā)生時間(1900～1850 Ma)吻合。

另外，有2粒鋯石特征與前人總結(jié)的熱液鋯石稀土元素配分曲線吻合，LREE平緩且富集，REE配分曲線輕微傾斜，無明顯Ce異常，具明顯負(fù)Eu異常，Th/U值較高，Y、Hf及普通鉛含量較高，個別鋯石表面發(fā)育孔洞，綜合判斷其僅為受熱液作用影響強烈的鋯石。

根據(jù)以往區(qū)域地質(zhì)資料，牧牛山巖體被劃為中生代玲瓏序列九曲單元，巖性為弱片麻狀中細(xì)粒含石榴二長花崗巖，其侵位時間在145～160 Ma左右，為地殼原地重熔產(chǎn)物，屬于S型花崗巖，其中殘留有大量重熔時原巖鋯石(孫豐月等，1995；丁正江，2014)，且?guī)r體內(nèi)含有荊山群變質(zhì)包體，顯示巖漿侵位時間應(yīng)晚于荊山群變質(zhì)地層，巖體內(nèi)測得的古元古代年齡并不代表巖體的侵位年齡，而是巖體內(nèi)殘留的古老巖漿鋯石，此觀點與本次研究結(jié)果矛盾。本次研究結(jié)果顯示，牧牛山二長花崗巖為A型花崗巖，亞類屬鋁質(zhì)A2型造山后花崗巖，構(gòu)造環(huán)境圖解顯示板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境，這與S型造山期花崗巖有明顯出入。另外，全巖稀土元素配分圖顯示該巖體分異程度較低，配分曲線平坦，這與玲瓏序列花崗巖輕重稀土分異程度較高且配分曲線右傾配分的模式顯著不同。根據(jù)野外勘查結(jié)果，牧牛山巖體成“舌狀”侵入于古元古代荊山群地層中，且?guī)r體內(nèi)部含有荊山群地層包體，所以可將區(qū)內(nèi)荊山群最晚沉積時間限定在2.1 Ga左右。

4.3 巖漿源區(qū)與演化

鋯石Lu-Hf同位素能是夠示蹤巖漿源區(qū)、分析巖石成因及地殼形成演化的重要方法。鋯石εHf(t)值反映巖漿源區(qū)的成分特征，正εHf(t)值通常代表源區(qū)為虧損地?；驈奶潛p地幔中新增生的年輕地殼，而負(fù)εHf(t)則表明來自老地殼物質(zhì)的重熔(吳福元等，2007；隋振民等，2009；田瑞聰?shù)龋?017)。

牧牛山二長花崗巖鋯石測試點εHf(t)值為-3.75～+5.17，變化范圍達(dá)8個ε單位，說明巖漿源區(qū)成分特征不同。其中，僅4個測試點[n(207Pb)/n(206Pb)年齡集中在1.8 Ga]的εHf(t)值為負(fù)值(-3.75～-0.27)，TDM2年齡為2506～2712 Ma，表明其可能來自新太古代地殼部分熔融。其余15個測試點[n(207Pb)/n(206Pb)年齡集中在2.0～2.1 Ga]的εHf(t)值為正值(+0.94～+5.17)，TDM2年齡為2450～2605 Ma，峰值為2.5 Ga，代表本區(qū)一次重要的殼幔分異事件。結(jié)合εHf(t)—t(Ma)圖解(圖10a)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點落于球粒隕石演化線上下附近，證明其源區(qū)既有古元古代新生的地殼成分，又有新太古代地殼成分。另外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點與膠北地體2.5 Ga的TTG巖石(即Trondhjemite—Tonalite—Granodiorite；奧長花崗巖—英云閃長巖—花崗閃長巖)(數(shù)據(jù)引自Liu Jianhui et al.,2014)具相同的演化趨勢，暗示其源自太古宙陸殼的重熔。

圖10 膠北西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖鋯石εHf(t)—t (Ma)圖(a)及二階段Hf模式年齡(TDM2)頻率分布圖(b)Fig.10 εHf(t) —t (Ma) diagram (a) and distribution diagram (b) of the second-stage Hf model ages (TDM2) of the zircons from Muniushan monzogranite in Xilaokou area,Jiaobei terrane

筆者等認(rèn)為，西澇口地區(qū)的牧牛山二長花崗巖與膠北昌邑地區(qū)的片麻狀二長花崗巖(2.00～2.20 Ga)及未變形的A型花崗巖(1.8 Ga)類似，均位于華北克拉通東部陸塊東緣的一條重要古元古代造山帶上，屬于膠—遼—吉構(gòu)造帶的組成部分。在約2.00～2.20 Ga沿膠—遼—吉構(gòu)造帶發(fā)生了強烈的巖漿活動(路孝平等，2004，2005；Wan Yusheng et al.,2006；Luo Yan et al.,2008；Zhou Xiwen et al.,2008)，在1.95～1.85 Ga又出現(xiàn)了造山后的陸殼重熔花崗巖類(Liu Jianhui et al.,2015)，這與本次獲得的侵位年齡2113±22 Ma和變質(zhì)年齡1850±24 Ma相吻合。

5 結(jié)論

通過對西澇口地區(qū)牧牛山二長花崗巖進(jìn)行巖石學(xué)、地球化學(xué)及同位素年代學(xué)研究，得出以下結(jié)論：

(1)牧牛山二長花崗巖富硅、富堿、富鋁、Eu負(fù)異常明顯，屬鈣堿性巖系列花崗巖。全巖微量元素Rb、U、Ta、Pb相對富集，Ba、Nb相對虧損，Sr強烈虧損，具殼源花崗巖組成特征。

(2)牧牛山二長花崗巖中主要存在兩種成因類型的鋯石：巖漿鋯石和變質(zhì)增生鋯石，二者具典型的殼源鋯石特征。巖漿鋯石發(fā)育振蕩環(huán)帶，相對虧損LREE并逐步富集HREE，具明顯正Ce異常和負(fù)Eu異常；變質(zhì)增生鋯石的HREE富集程度明顯高于核部巖漿鋯石，且具更加強烈的正Ce異常和稍弱負(fù)Eu異常。

(3)牧牛山二長花崗屬A型花崗巖，亞類屬鋁質(zhì)A2型造山后花崗巖特，屬于板內(nèi)花崗巖，形成于陸殼環(huán)境。

(4)牧牛山二長花崗中巖漿鋯石的加權(quán)平均年齡為2113±22 Ma，代表巖體的侵位時間為古元古代形成；變質(zhì)增生鋯石的加權(quán)平均年齡為1850±24 Ma，代表區(qū)內(nèi)變質(zhì)事件年齡。

(5)結(jié)合Lu-Hf同位素研究成果，牧牛山巖體源區(qū)既有古元古代新生的地殼成分，又有新太古代地殼成分，且與2.5 Ga的TTG(奧長花崗巖—英云閃長巖—花崗閃長巖)巖石具相同的演化趨勢，暗示其源自太古宙陸殼的重熔。

致謝：感謝審稿專家們的寶貴修改意見！感謝地礦六院領(lǐng)導(dǎo)和同事們的啟發(fā)與幫助！鋯石測年工作得到了冶金地質(zhì)總局山東局測試中心王繼林老師的指導(dǎo)，在此一并致以誠摯的謝意。