楊濟(jì)遠(yuǎn),胡新茁,周敬,齊朋超,李澤陽(yáng),孟家葆,許凡,張會(huì)彬,齊慧云

(1.河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院(河北省地學(xué)旅游研究中心),河北 廊坊 065000;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 廊坊自然資源綜合調(diào)查中心,河北 廊坊 065000;3.河北省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì),河北 石家莊 050000)

0 引言

冀西北宣化盆地位于華北克拉通北緣中段,自顯生宙以來(lái)該區(qū)構(gòu)造活動(dòng)頻繁,分為早奧陶世到晚志留世古亞洲洋的俯沖削減和弧—陸碰撞階段、早石炭世—早二疊世活動(dòng)大陸邊緣演化階段、二疊紀(jì)末期至三疊紀(jì)微陸塊碰撞合并階段及侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的克拉通破壞4個(gè)階段[1-4]。中生代時(shí)期,由于古亞洲洋的閉合和太平洋的俯沖,中國(guó)東部近EW向的構(gòu)造域向NNE向轉(zhuǎn)換,并在燕山期達(dá)到頂峰[5]。為此,中國(guó)地質(zhì)學(xué)的先驅(qū)者之一翁文灝學(xué)者最早提出了燕山運(yùn)動(dòng),指發(fā)生在華北燕山地區(qū)中晚侏羅世的重大構(gòu)造事件,并將其劃分為“緒動(dòng)/A幕”、中間幕和侏羅紀(jì)末期的B幕3個(gè)階段[6-7]。關(guān)于燕山運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為燕山運(yùn)動(dòng)是中國(guó)東部近EW向的特提斯構(gòu)造域向NNE向的濱太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換,是從大陸碰撞構(gòu)造體制轉(zhuǎn)為以西太平洋陸緣俯沖構(gòu)造體制為主導(dǎo)的陸內(nèi)變形和陸內(nèi)造山[8-14]?；诟玫亟忉尅⒀芯咳A北燕山運(yùn)動(dòng),近年來(lái),眾多地質(zhì)學(xué)者對(duì)冀北一帶出露的中生代火山巖進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究[15-23],以期根據(jù)巖漿作用更好地解釋中國(guó)東部中生代構(gòu)造格架的轉(zhuǎn)換。

在冀北地區(qū),共發(fā)育4個(gè)重要的中生代火山巖地層,分別為南大嶺組、髫髻山組(藍(lán)旗)、張家口組和義縣組。其中,髫髻山組火山巖研究表明,其總體為一套以粗安質(zhì)、安山質(zhì)熔巖、角礫凝灰?guī)r等火山噴出巖為主,夾有凝灰質(zhì)砂巖等的火山—沉積地層。通過(guò)1∶5萬(wàn)沙嶺子幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,筆者在冀西北宣化盆地內(nèi)髫髻山組上部新填繪出一套粗面巖及粗面質(zhì)火山碎屑巖,為了進(jìn)一步探討華北燕山地區(qū)中生代火山巖的成因和構(gòu)造背景,本文結(jié)合前人的研究成果對(duì)該套粗面巖進(jìn)行巖石學(xué)、地球化學(xué)及年代學(xué)的系統(tǒng)研究,以期為該區(qū)域的巖漿起源及構(gòu)造演化提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北克拉通北緣中段(圖1a),燕山山脈與大興安嶺—太行山脈交匯部位,北部與興蒙造山帶相鄰。晚古生代—中生代期間,研究區(qū)處于不同板塊間的構(gòu)造復(fù)合部位[24-27],經(jīng)歷了多期次復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),構(gòu)造—巖漿活動(dòng)劇烈,褶皺、斷裂和逆沖推覆構(gòu)造十分發(fā)育,構(gòu)造線以EW向和NE向?yàn)橹?近SN向次之[28-30]。

1—第四系;2—張家口組;3—土城子組;4—髫髻山組二段;5—髫髻山組一段;6—九龍山組;7—霧迷山組;8—高于莊組;9—花崗斑巖;10—角度不整合接觸界線;11—正斷層及傾角;12—性質(zhì)不明斷層;13—飛來(lái)峰構(gòu)造;14—地層產(chǎn)狀;15—火山口;16—取樣位置

宣化盆地內(nèi)出露中生界地層自下而上分別為下花園組、九龍山組、髫髻山組、土城子組和張家口組(見(jiàn)圖1b)。其中髫髻山組總體為一套中性、中堿性火山巖夾凝灰質(zhì)砂巖、巖屑砂巖,整合于九龍山組之上,與上覆土城子組為整合接觸關(guān)系。筆者在1∶5萬(wàn)沙嶺子幅地質(zhì)填圖時(shí),根據(jù)其火山噴發(fā)規(guī)律和巖石組合將其劃分為兩個(gè)巖性段:一段分布較廣泛,為一套粗安巖及粗安質(zhì)火山碎屑巖組合,主要巖性為灰綠色粗安質(zhì)沉集塊角礫巖、淺灰綠色粗安質(zhì)沉角礫凝灰?guī)r、灰綠色粗安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、灰綠色粗安質(zhì)集塊巖、灰綠色粗安質(zhì)角礫巖、灰褐色—紫紅色—灰紅色粗安巖,灰綠色蝕變粗安巖、褐灰色玄武粗安巖、淺灰色安山巖、淺灰色安山質(zhì)角礫巖,局部發(fā)育黃灰色、灰褐色凝灰質(zhì)砂巖、巖屑砂巖夾層,厚度大于391.3 m;二段分布于宣化盆地滴水崖村及雷公山一帶,為一套粗面巖及粗面質(zhì)角礫巖組合,主要巖性為灰黃色—灰褐色—紫紅色粗面巖、紫紅色粗面質(zhì)集塊角礫巖、黃灰色—紫紅色粗面質(zhì)角礫巖、紫灰色—灰白色—灰紅色粗面質(zhì)凝灰?guī)r,局部發(fā)育灰褐色氣孔狀輝石粗面巖、灰紅色凝灰質(zhì)砂巖夾層,厚608.2 m。

2 巖石學(xué)特征

本次研究分別對(duì)滴水崖村、黨家溝村及雷公山一帶發(fā)育的髫髻山組上部粗面巖進(jìn)行了系統(tǒng)采樣分析。野外采樣時(shí),選擇原位、新鮮、無(wú)風(fēng)化、無(wú)蝕變的巖石樣品,采樣地點(diǎn)詳細(xì)記錄坐標(biāo)及高程,并對(duì)巖石宏觀特征進(jìn)行拍照記錄(圖2a～d),最后用無(wú)污染的白布袋將采集好的樣品裝好,并用規(guī)范的編號(hào)標(biāo)明樣品。

圖2 宣化盆地髫髻山組粗面巖野外露頭(a～d)和顯微照片(e～f)(Kfs:鉀長(zhǎng)石)Fig.2 Field outcrops(a～d) and photomicrographs(e～f) of trachytes in the Tiaojishan Formation, Xuanhua Basin (Kfs: potassium feldspar)

由顯微照片可知,圖2e所示粗面巖為斑狀結(jié)構(gòu)—基質(zhì)粗面結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,由斑晶、基質(zhì)組成。其中斑晶由鉀長(zhǎng)石、暗色礦物組成,粒度一般為0.2～3.1 mm,雜亂分布,鉀長(zhǎng)石呈半自形板狀,普遍具黑云母—綠泥石化、碳酸鹽化,部分暗色礦物具皂石化、少硅化,裂紋被鐵質(zhì)填充推測(cè)呈輝石假象,部分暗色礦物為黃褐色半自形柱狀角閃石;基質(zhì)由鉀長(zhǎng)石、暗色礦物假象、不透明礦物組成,粒度一般<0.15 mm,雜亂分布,鉀長(zhǎng)石多呈半自形短板狀,具黑云母—綠泥石化,暗色礦物具綠泥石化假象,不透明礦物多呈黑色微粒狀,杏仁體多呈圓形,大小0.6～2.6 mm,零散分布,由少量綠鱗石、黏土等填充。

圖2f所示粗面巖為斑狀結(jié)構(gòu)—基質(zhì)粗面結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,由斑晶、基質(zhì)組成。其中斑晶由鉀長(zhǎng)石、暗色礦物組成,粒度一般為0.2～3.65 mm,雜亂分布,鉀長(zhǎng)石呈半自形板狀,普遍具黏土化、輕微碳酸鹽化,暗色礦物具碳酸鹽化等,裂紋被鐵質(zhì)填充呈假象;基質(zhì)由鉀長(zhǎng)石、暗色礦物假象、不透明礦物組成,粒度一般<0.2 mm,雜亂分布,鉀長(zhǎng)石多呈自形—半自形短板狀,部分具土化,暗色礦物具黑云母—綠泥石化、碳酸鹽化假象,不透明礦物多呈黑色微粒狀。巖內(nèi)見(jiàn)少量碳酸鹽、鐵質(zhì)、硅質(zhì)等填充裂隙。

3 樣品及分析方法

3.1 樣品采集

本文研究工作針對(duì)滴水崖村一帶出露的粗面巖(D2022、D3511),進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1和表2。并與黨家溝村附近(D4021、D4022)和雷公山一帶(PM17)出露的粗面巖一起進(jìn)行了主量、微量元素測(cè)試分析,分析結(jié)果見(jiàn)表3。具體采樣位置見(jiàn)圖1,采樣坐標(biāo)分別為:N40°30′39″、E114°52′56″(D2022);N40°32′13″、E114°54′39″(D3511);N40°20′46″、E114°52′55″(D4021);N40°29′35″、E114°52′58″(D4022)和N40°27′25″、E115°00′16″(PM17)。

表2 粗面巖(D3511)鋯石LA-ICP-MS年代學(xué)分析結(jié)果Table 2 Chronological analysis results of trachyte (D3511) zircon by LA-ICP-MS

表3 髫髻山組粗面巖主量元素(%)、微量元素和稀土元素(10-6)分析結(jié)果Table 3 Analysis results of major elements (%), trace elements and rare earth elements (10-6) of trachytes in the Tiaojishan Formation

3.2 分析方法

標(biāo)準(zhǔn)的重礦物分離方法挑出U-Pb同位素測(cè)年鋯石,由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室加工完成。按照常規(guī)粉碎淘洗,經(jīng)磁選和重液分離,然后在雙目鏡下人工挑選出純度在99%以上的鋯石。鋯石制靶、反射光、陰極發(fā)光圖像分析及LA-ICP-MS測(cè)年由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。儀器詳細(xì)參數(shù)及操作方法參考文獻(xiàn)[33];數(shù)據(jù)處理應(yīng)用Iolite程序[34],鋯石91500作為校正標(biāo)樣,GJ-1作為監(jiān)測(cè)標(biāo)樣,每隔10～12個(gè)樣品點(diǎn)分析2個(gè)91500標(biāo)樣及一個(gè)GJ-1標(biāo)樣。通常采集20 s的氣體空白,35～40 s的信號(hào)區(qū)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,按指數(shù)方程進(jìn)行深度分餾校正[34],年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用Isoplot3.0程序[35]。

巖石地球化學(xué)分析均由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成,樣品的加工過(guò)程均在無(wú)污染設(shè)備中進(jìn)行。主量元素采用堿溶法制備樣品,并使用AxiosmaxX射線熒光光譜儀完成分析測(cè)試,燒失量、H2O+和H2O-采用P1245電子分析天平完成測(cè)試,分析誤差優(yōu)于5%。微量元素和稀土元素采用酸溶法制備樣品,使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)(XSerise2)完成測(cè)試,相對(duì)誤差不大于5%,測(cè)試方法見(jiàn)高劍峰等[36]。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb定年

本次粗面巖挑選出的鋯石形態(tài)多呈透明—半透明短柱狀或長(zhǎng)柱狀,自形程度較好,粒徑較小,多為10～100 μm,長(zhǎng)寬比主要介于1.2∶1～2∶1,陰極發(fā)光圖像上具清晰的振蕩環(huán)帶(圖3)。鋯石的Th、U含量變化較大(表1、2),Th含量為(30.1～2 168.0)×10-6,U含量為(52.8～1 695.0)×10-6。w(Th)/w(U)比值介于0.54～1.28,均值為0.89,均大于0.4,結(jié)合鋯石CL圖像特征來(lái)看,髫髻山組粗面巖樣品中的鋯石為巖漿成因鋯石[37]。

圖3 宣化盆地髫髻山組粗面巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 Zircon cathodoluminescence images of trachytes in the Tiaojishan Formation, Xuanhua Basin

a—D2022;b—D3511

D2022粗面巖測(cè)定鋯石20顆,19顆鋯石具諧和年齡,w(206Pb)/w(238U)年齡變化范圍為159～166 Ma,加權(quán)平均值為161.1±1.2 Ma(n=19,MSWD=0.51);D3511粗面巖中有較多的捕獲鋯石,測(cè)定鋯石18顆,其中5顆鋯石具諧和年齡,w(206Pb)/w(238U)加權(quán)平均值為162.5±1.3 Ma(n=5,MSWD=0.22)。以上兩個(gè)年齡均表明巖石形成于中侏羅世晚期—晚侏羅世早期(圖3、4)。

4.2 全巖地球化學(xué)

粗面巖的主量元素分析結(jié)果見(jiàn)表3。粗面巖樣品的SiO2含量為61.19%～68.96%,平均64.20%;Al2O3含量介于13.76%～15.46%,平均14.75%;w(K2O)/w(Na2O)比值為1.26～1.79,平均1.42;K2O+Na2O含量較高,為7.80%～10.28%,CaO含量介于0.90%～2.35%,平均1.50%;TiO2含量介于0.34%～1.04%;MgO含量介于0.39%～1.34%,平均0.62%。據(jù)鄧晉福等[38]關(guān)于TAS圖解的相關(guān)建議投圖,除D2022點(diǎn)落入粗面巖與英安巖交界附近外,其余均落入粗面巖區(qū)域內(nèi)(圖5a)。在w(K2O)—w(SiO2)圖解中,除D2022點(diǎn)落入高鉀鈣堿性系列外,其余均落入鉀玄巖區(qū)域(圖5b)。

1—苦橄玄武巖;2—玄武巖;3—玄武安山巖;4—安山巖;5—英安巖;6—流紋巖;7—粗面玄武巖;8—玄武質(zhì)粗面安山巖;9—粗面安山巖;10—粗面巖、粗面英安巖;11—響巖;12—堿玄質(zhì)響巖;13—響巖質(zhì)堿玄巖;14—堿玄巖、碧玄巖;15—副長(zhǎng)石巖

粗面巖的稀土與微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表3。其中,稀土元素總量∑REE集中在(168.47～273.96)×10-6,平均247.52×10-6,在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖中呈右傾配分模式(圖6a),w(LREE)/w(HREE)=7.89～15.67,平均9.44;[w(La)/w(Yb)]N=9.08～19.34,平均11.52?？傮w顯示巖石具輕稀土富集、重稀土虧損的分餾特征,未出現(xiàn)明顯Eu異?；蚓哂休p微Eu的正異常(δEu=0.92～1.19,平均1.03),這可能與巖漿中斜長(zhǎng)石結(jié)晶分異較弱有關(guān)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中,粗面巖表現(xiàn)出相對(duì)富集Rb、K、Th、Ce、Zr、Hf等元素,相對(duì)虧損Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素(圖6b);w(Sr)/w(Y)比值除D2022外,均較低(0.85～2.34,平均1.25),w(Zr)/w(Hf)比值介于36.35～40.97,平均40.32。

圖6 宣化盆地髫髻山組粗面巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton[42],原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough[43])Fig.6 Chondrite-normalized rare earth element distribution map (a) and spider diagram of primitive mantle normalized trace elements (b) of trachytes in the Tiaojishan Formation, Xuanhua Basin(standardized values for chondrites according to Bounton[42],primitive mantle normalized values according to Sun and McDonough[43])

5 討論

5.1 成巖時(shí)代

在冀北地區(qū),不同學(xué)者對(duì)髫髻山組火山巖開展了多次測(cè)年工作。如Davis等[15]在承德及北京十三陵地區(qū)通過(guò)Ar-Ar定年,獲得髫髻山組下部年齡為160.7±0.8 Ma、161.1±1.9 Ma;Cope[44]在承德地區(qū)通過(guò)Ar-Ar定年,獲得髫髻山組下部及頂部年齡為159.7±1.3 Ma、152.6±0.3 Ma;趙越等[14]在北京西山地區(qū)獲得髫髻山組底部鋯石U-Pb SHRIMP年齡為156.6±3.1 Ma;張宏等[17]在灤平地區(qū)髫髻山組頂部獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為162.8±3.2 Ma;于海飛等[23]在北京十三陵地區(qū)獲得髫髻山組底部LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為157.2±1.2 Ma。

本文通過(guò)LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年方法,獲得冀西北宣化盆地髫髻山組中上部的粗面巖成巖年齡為161.1±1.2 Ma和162.5±1.3 Ma。國(guó)際地層表(Gradstein等[45])將早中侏羅世時(shí)代界定為174.1±1.0 Ma,中晚侏羅世時(shí)代為163.5±1.0 Ma,這與眾多學(xué)者獲得的髫髻山組年齡基本一致,髫髻山組時(shí)代歸屬中侏羅世晚期到晚侏羅世早期較為合適。

5.2 巖漿源區(qū)性質(zhì)及成因

許多學(xué)者[19,46-48]認(rèn)為燕山造山帶髫髻山組巖漿起源于加厚地殼條件下基性下地殼的部分熔融;而王蕊等[22]則認(rèn)為京西盆地髫髻山組為殼幔巖漿混合模式形成。李伍平等[49]又指出燕山造山帶中—晚侏羅世髫髻山期(藍(lán)旗期)火山巖具有埃達(dá)克巖或太古宙TTG的地球化學(xué)特征,屬于埃達(dá)克質(zhì)火山巖,并認(rèn)為這些火山巖的形成與幔源巖漿底侵作用引起下地殼的玄武質(zhì)巖石的部分熔融有關(guān)。

本次工作所采集的樣品中,燒失量均集中在0.89%～2%,顯示蝕變程度較低(燒失量<3%),同時(shí)在鏡下觀察發(fā)現(xiàn)巖石樣品也較新鮮,在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中,Rb、Ba和K含量波動(dòng)較小,同樣反映出后期蝕變對(duì)巖石影響較弱,因此本文認(rèn)為可以用該套火山巖的地球化學(xué)信息表征原始巖漿特征。

宣化盆地髫髻山組粗面巖樣品具高硅、高堿,貧Ca、Mg,相對(duì)富鋁特征;巖石中Th含量(7.45～9.05)×10-6,平均8.18×10-6,高于中地殼(6.5×10-6)及下地殼(0.42×10-6)[50],且富集LREE,顯示出明顯的地殼重熔特征;在Harker圖解中(圖7),主要氧化物Al2O3、Fe2O3、K2O、MnO、Na2O和TiO2與SiO2呈負(fù)相關(guān)性,指示長(zhǎng)石類礦物、鐵鎂礦物(如角閃石和黑云母)和含鈦(如鈦鐵礦、鈦礦和金紅石)礦物的分離結(jié)晶,表明該火山巖是連續(xù)演化的產(chǎn)物;據(jù)路鳳香等[51],由陸殼沉積物熔融形成的花崗巖w(K2O)/w(Na2O)>1,而由幔源巖漿分異形成的花崗巖w(K2O)/w(Na2O)<1,研究區(qū)w(K2O)/w(Na2O)為1.26～1.79,平均1.42,為殼源熔融形成特征;據(jù)Taylor等[52]研究,幔源巖漿w(Rb)/w(Sr)比通常小于0.05,幔殼混合源介于0.05～0.5,殼源巖漿大于0.5,本區(qū)粗面巖樣品w(Rb)/w(Sr)平均值為2.18,也顯示出明顯的殼源特征;在A/FM—C/FM圖中,區(qū)內(nèi)粗面巖樣品成分落入變質(zhì)雜砂巖部分熔融區(qū)和變質(zhì)泥巖部分熔融區(qū)附近(圖8a),進(jìn)一步表明其為地殼部分熔融而成。此外,研究區(qū)粗面巖具低Sr(平均值為93.41×10-6)、高Yb(平均值為3.40×10-6)的特征,與俯沖洋殼部分熔融形成的高Sr(>400×10-6)、低Yb(<1.9×10-6)的埃達(dá)克巖特征明顯不同,在Sr/Y—Y圖解中(圖8b),樣品大部分落在正常島弧區(qū)域內(nèi)。上述巖石地球化學(xué)特征說(shuō)明形成宣化盆地粗面質(zhì)火山巖的巖漿源區(qū)為大陸地殼物質(zhì)熔融的產(chǎn)物。

圖7 宣化盆地髫髻山組粗面巖主量元素Harker圖解Fig.7 Harker diagram of major elements of trachytes in the Tiaojishan Formation, Xuanhua Basin

圖8 宣化盆地髫髻山組粗面巖的A/FM—C/FM圖解(a)[53]和Sr/Y—Y圖解(b)[54]Fig.8 A/FM—C/FM diagram (a)[53] and Sr/Y—Y diagram (b)[54] of trachytes in the Tiaojishan Formation,Xuanhua Basin

5.3 構(gòu)造環(huán)境

據(jù)董樹文等[12],華北克拉通自古生代后一直處于多板塊匯聚的大地構(gòu)造環(huán)境,多次期的板塊俯沖、弧—陸碰撞、陸—陸碰撞等造山作用在其周緣廣泛發(fā)育[1-4]。冀西北宣化盆地位于華北克拉通北緣燕山構(gòu)造帶,其在中生代—早新生代期間構(gòu)造和巖漿活動(dòng)頻繁而劇烈,形成現(xiàn)今復(fù)雜的構(gòu)造樣式。目前眾多學(xué)者皆認(rèn)為冀北燕山構(gòu)造帶在早白堊世(約135 Ma)之后整體處于伸展構(gòu)造環(huán)境[30,43,55-56],但對(duì)于早侏羅晚期—早白堊世(175～135 Ma)期間該區(qū)構(gòu)造環(huán)境還有很多分歧,大部分地質(zhì)工作者認(rèn)為燕山構(gòu)造帶在該時(shí)期處于擠壓構(gòu)造環(huán)境,冀北地區(qū)的沉積盆地的發(fā)育和演化都受到區(qū)域擠壓構(gòu)造控制[4,25,28,43,57-60];而另一部學(xué)者則認(rèn)為燕山構(gòu)造帶西段土城子時(shí)期發(fā)育的赤城盆地和宣化盆地形成于伸展構(gòu)造環(huán)境[61-62],渠洪杰等[63]通過(guò)對(duì)燕山構(gòu)造帶中段承德盆地中上侏羅—下白堊統(tǒng)土城子組沉積地層進(jìn)行沉積相分析、古流和物源分析,同樣認(rèn)為該盆地屬于伸展構(gòu)造環(huán)境下。

前已述及,冀西北宣化盆地粗面質(zhì)火山巖的巖漿源區(qū)主要是大陸地殼物質(zhì)。在Pearce等[64]提出的構(gòu)造環(huán)境判別圖解中,粗面巖樣品均落在火山弧花崗巖(VAG)區(qū)域內(nèi)(圖9a、b),在R1—R2判別圖解上落入晚造山期花崗巖與非造山區(qū)A型花崗巖區(qū)界線附近(圖9c);在Rb/30—Hf—3Ta圖解中落入火山弧花崗巖區(qū)域內(nèi)(圖9d)。上述圖解進(jìn)一步說(shuō)明髫髻山組火山巖形成于擠壓構(gòu)造背景下的活動(dòng)大陸邊緣火山弧環(huán)境。

WPG—板內(nèi)花崗巖;VAG—火山弧花崗巖;syn-COLG—同碰撞花崗巖;ORG—大洋中脊斜長(zhǎng)花崗巖。1—地幔斜長(zhǎng)花崗巖;2—破壞性活動(dòng)板塊邊緣(板塊碰撞前)花崗巖;3—板塊碰撞后隆起期花崗巖;4—晚造山期花崗巖;5—非造山區(qū)A型花崗巖;6—同碰撞S型花崗巖;7—造山期后A型花崗巖

另外,發(fā)育于燕山構(gòu)造帶中段的逆沖斷層(豐寧—隆化斷裂、冷口斷裂、大廟—娘娘廟斷裂以及六道河斷裂等)在九龍山組沉積期間均表現(xiàn)出向南逆沖的特征[29,57]。趙麗君[67]將燕山構(gòu)造帶東段薊縣—寬城—凌源一帶NE向逆沖斷層的變形時(shí)間約束為160 Ma左右。同樣,Davis等[15]在燕山構(gòu)造帶東段的遼西地區(qū)報(bào)道了喀左逆沖斷層在173 Ma時(shí)期的逆沖活動(dòng)。

綜上,冀西北宣化盆地髫髻山組粗面巖形成于擠壓構(gòu)造環(huán)境,因此在中侏羅晚期至晚侏羅世早期燕山造山帶應(yīng)處于擠壓構(gòu)造背景較為合理。

6 結(jié)論

1)獲得冀西北宣化盆地髫髻山組中上部粗面巖成巖年齡為161.1±1.2 Ma和162.5±1.3 Ma,與眾多學(xué)者獲得的髫髻山組年齡基本一致,髫髻山組時(shí)代屬中侏羅世晚期—晚侏羅世早期較為合適。

2)冀西北宣化盆地髫髻山組中上部發(fā)育的粗面巖具典型的大陸地殼物質(zhì)熔融成因的地球化學(xué)特征,而非前人認(rèn)為的殼幔巖漿混合模式形成。

3)髫髻山組粗面巖具有擠壓性質(zhì)大陸邊緣弧火山巖特征,認(rèn)為在中侏羅晚期至晚侏羅世早期燕山造山帶應(yīng)處于擠壓構(gòu)造背景。

致謝：本文是以“河北省沙嶺子、宣化縣、深井鎮(zhèn)、涿鹿縣1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目為依托,文中所用的原始數(shù)據(jù)是項(xiàng)目組成員在極為惡劣的工作生活條件下取得的,在此對(duì)項(xiàng)目組人員表示感謝,并衷心地感謝審稿人對(duì)本文提出的寶貴意見(jiàn)和建議。