吉林東部延邊地區(qū)二長花崗巖年代學、巖石成因?qū)W及其構(gòu)造意義研究*

張超 郭巍 徐仲元 劉正宏 劉永江 雷聰聰

吉林大學地球科學學院，長春 130061

1 引言

東北地區(qū)顯生宙以來受到古亞洲洋構(gòu)造域、蒙古-鄂霍次克構(gòu)造體系和環(huán)太平洋構(gòu)造體系的疊加影響(張興洲等，2012；張允平，2011；張連昌等，2010)，地質(zhì)演化歷史較為復雜，古生代以來先后經(jīng)歷了額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、佳木斯地塊和那丹哈達地塊等微板塊的拼貼，是解決東北乃至東亞大陸構(gòu)造演化的關鍵地區(qū)(劉永江等，2010)。近年來的研究資料表明東北地區(qū)分布有大量的中生代花崗巖(吳福元等，1999, 2007；Wuetal.，2011)，Zhangetal.(2004)和Caoetal.(2013)分別對研究區(qū)附近的百里坪巖體和吉林中部地區(qū)巖漿巖進行了形成時代和地球化學特征的報道，對認識古亞洲洋構(gòu)造域和環(huán)太平洋構(gòu)造域的演化具有重要的意義。許文良等(2013)對吉黑東部的中生代火山巖進行了討論，認為中生代晚期(170Ma和～145Ma)有兩次重要的陸殼加厚過程，并影響到了華北板塊北緣。同時黑龍江群中存在160～220Ma的變質(zhì)年齡(趙英利等，2010；Lietal.， 2010；Wuetal.，2007)，表明在早中生代吉黑東部可能受到環(huán)太平洋構(gòu)造體系作用的影響。但由于對古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換的時限認識不清(崔盛芹等，1983；彭玉鯨等，2012；趙越等，1994；張連昌等，2010；許文良等，2013；Yuetal.，2012；張允平，2011；李超文等，2007)，東北地區(qū)中生代花崗巖的成因及其構(gòu)造背景仍存在較大的爭議(董樹文等，2008；吳福元等，1999；Wuetal.，2011；孟慶麗等，1996；邵濟安等，2001；肖慶輝等，2010；耿樹芳等，2012； Yuetal.，2012；徐美君等，2013)。

高嶺巖體位于吉林省延邊地區(qū)，華北板塊北緣東段；1:20萬大拉子幅地質(zhì)報告(吉林省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量大隊，1964*吉林省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量大隊.1964.大拉子幅(1:20萬)區(qū)域地質(zhì)測量報告.長春：吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所)中將該巖體侵位時代定為晚二疊世，1:25萬延吉幅地質(zhì)報告(吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2007*吉林省地質(zhì)調(diào)查院. 2007.延吉市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.北京：全國地質(zhì)資料館)中將該巖體解體為晚二疊世和早侏羅世兩個巖體，Wuetal.(2011)通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年認為該巖體侵位時代為中侏羅世，但對其地球化學特征及形成的構(gòu)造背景未作詳細的報道。因此高嶺巖體的侵位時代仍存在爭議，且對其地球化學特征和構(gòu)造背景探討也較少。鑒于此，本文對高嶺巖體進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年和系統(tǒng)的巖石地球化學分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，進一步確定了高嶺巖體的形成時代并討論了其成因及構(gòu)造背景，對認識華北板塊北緣東段及東北地區(qū)中生代構(gòu)造演化具有重要意義。

圖1 東北構(gòu)造簡圖(a,據(jù)Wu et al., 2011)和高嶺巖體地質(zhì)簡圖(b)Fig.1 Tectonic sketch map of NE China (a, modified after Wu et al., 2011) and geological map of the Gaoling pluton that includes the sampling locations (b)

2 地質(zhì)背景與樣品描述

圖2 中侏羅世二長花崗巖野外照片和鏡下照片特征Qz-石英; Pl-斜長石; Mic-微斜長石; Amp-角閃石; Bt-黑云母Fig.2 Photographs and microphotographs features for the Middle Jurassic monzograniteQz-quartz; Pl-plagioclase; Mic-microcline; Amp-amphibole; Bt-biotite

研究區(qū)位于吉林省延邊地區(qū)和龍市東側(cè)，大地構(gòu)造位置位于華北板塊北緣東段，濱太平洋構(gòu)造域西側(cè)，傳統(tǒng)意義的“槽-臺”邊界古洞河斷裂從該區(qū)通過(圖1)。顯生宙以來研究區(qū)經(jīng)歷了古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的疊加影響，巖漿活動強烈，其特殊的地理位置對研究古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換具有重要意義。區(qū)內(nèi)出露華北地臺古老基底，主要為一套綠片巖相的片麻巖和角閃巖組合(徐公愉，1993)，缺失古生代地層，中生代以來主要為一套白堊系的陸相火山-碎屑巖沉積組合、類磨拉石碎屑(含煤)沉積組合(張允平，2011)。古洞河斷裂在該區(qū)呈北西向展布，控制著研究區(qū)內(nèi)顯生宙以來的巖漿活動。

高嶺巖體位于古洞河斷裂西南側(cè)，沿斷裂呈北西向展布，面積約350km2，侵入到新太古界變質(zhì)巖基底以及早侏羅世花崗閃長巖和輝長巖中，與晚二疊世花崗巖呈斷層接觸，并被早白堊世二長花崗巖侵入，在和龍盆地邊界與中生代地層呈斷層接觸關系，在白金一帶見上新統(tǒng)船底山組玄武巖覆蓋在高嶺巖體之上(圖1b)。

高嶺巖體主要為一套灰白色似斑狀二長花崗巖，巖石中見有堿性長石斑晶(圖2a)，斑晶分布不均勻，基質(zhì)為中粒-中細粒結(jié)構(gòu)。灰白色似斑狀二長花崗巖：似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)中粒-中細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要組成礦物：石英(30%)，粒度1～5mm，他形粒狀，發(fā)生碎裂，裂紋發(fā)育；斜長石(35%)，粒度1～3.5mm，呈半自形-自形板柱狀，聚片雙晶發(fā)育，顆粒中心發(fā)生絹云母化和高嶺土化，部分顆粒具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)；條紋長石(10%)，粒度3～5mm，他形粒狀，形狀極不規(guī)則，具有不連續(xù)的條紋；微斜長石(20%)，粒度1～5mm，他形粒狀，格子狀雙晶發(fā)育。此外含有少量的的黑云母和角閃石，黑云母多發(fā)生綠泥石化。副礦物有磁鐵礦、榍石和磷灰石(圖2b-d)。在顯微鏡下還觀測到細小的蠕蟲狀或指狀石英分布在斜長石中形成蠕蟲結(jié)構(gòu)(圖2e, f)，該結(jié)構(gòu)常見于中深成花崗巖內(nèi)。

圖3 中侏羅世二長花崗巖鋯石CL圖像(YH04)Fig.3 Cathodoluminescence (CL) images of selected zircons from the Middle Jurassic monzogranite (YH04)

3 分析方法

本文所研究的高嶺巖體樣品采自高嶺村附近及圖們江沿岸。

在野外基巖露頭處采集鋯石測年樣品(YH04: E129°25′17″N42°26′6″，N-5: E129°20′00″N42°25′39″)，較新鮮，鋯石挑選在河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所進行。將樣品水洗并晾干，后粉碎至80～100目，通過淘洗和電磁方法對鋯石進行挑選。在雙目鏡下選擇裂隙和包體少、表面潔凈的鋯石100～150粒進行制靶。再對樣靶打磨和拋光后采集反射光、透射光和陰極發(fā)光圖像。其中樣品YH04的制靶、反射光、透射光和陰極發(fā)光的采集在北京離子探針中心完成，鋯石U-Pb同位素分析在天津地質(zhì)礦產(chǎn)所同位素實驗室完成，所用儀器為THermo FisHer公司制造的Neptune型LA-MC-ICPMS和ESI公司生產(chǎn)的UP193-FX ArF 準分子激光器聯(lián)機。用193nm激光器對鋯石進行剝蝕的深度為20～40μm，激光剝蝕斑束直徑35μm。應用TEMORA和GJ-1作為外部鋯石年齡標準進行分餾校正，元素含量則采用玻璃標樣NIST SRM610作為外標(李懷坤等，2010)。樣品N-5的制靶、反射光、透射光和陰極發(fā)光的采集以及鋯石U-Pb同位素分析在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成。鋯石樣品測年在Agilent7500型ICP-MS和ComPexl02 ArF準分子激光器以及GeoLas200M光學系統(tǒng)聯(lián)機下進行，對鋯石樣品分析的激光束剝蝕深度為20～40μm，直徑為30μm。將國際標準鋯石91500作為鋯石年齡外標標準物質(zhì)，元素含量則采用NIST SRM610作為外標，29Si作為內(nèi)標(王興安等，2012；Yuanetal.，2004)。通過Anderson(2002)的方法對兩個年齡樣實驗測得數(shù)據(jù)進行同位素比值校正以去除普通鉛的影響，鋯石年齡協(xié)和圖通過Isoplot 3.0(Ludwig，2001)繪制而成，所得同位素比值年齡的誤差均在1σ。

表1延邊地區(qū)高嶺巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年數(shù)據(jù)

Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating data for Gaoling pluton in Yanbian area

測點號232Th(×10-6)238U(×10-6)Th/U同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σN?5．1109222530．480．052180．001040．19090．002920．026740．0002317721701N?5．2109625830．420．052070．00070．193380．002590．026890．0001718021711N?5．3196331190．630．053180．001290．19780．004630．026980．0001618341721N?5．4115424230．480．049870．00070．183640．00250．026660．000131712169．60．8N?5．588420180．440．05120．000760．189610．002860．026790．0001717621701N?5．6108521970．490．052630．001190．193350．004230．026640．000151794169．50．9N?5．792125250．360．052590．001160．196480．004150．02710．0001818241721N?5．8124619160．650．053580．00130．200680．004290．02720．0001918641731N?5．9120221200．570．051570．000870．192960．003370．027040．0002117931721N?5．1069317490．400．053930．00110．201730．004010．027120．0002218731721N?5．1172218110．400．051590．000830．192580．002680．027170．0001617921731N?5．1237913330．280．051060．000850．190340．003370．0270．0001617731721N?5．13120526390．460．052090．001860．1880．006510．026180．0002217561671N?5．1479116250．490．049610．001310．185070．004760．027060．0001717241721N?5．1586019080．450．053410．00110．198460．00360．027050．000161843172．11N?5．1684820470．410．050750．000820．189680．003250．027060．0001917631721N?5．17114219670．580．051050．001490．187560．005320．026650．0001817551701N?5．1856117080．330．052290．001720．191110．006120．02650．0001917851691N?5．19112622450．500．050530．000760．187820．00310．026860．0002317531711N?5．20184731960．580．052750．00220．196340．00920．026790．0001718281701N?5．21130324190．540．050410．000930．187130．003270．026830．000161743170．71YH04．1196570．470．05130．00110．18930．00430．02680．000317641702YH04．2217310．440．05040．00080．18540．00280．02660．000217331701YH04．3217140．570．04650．00070．17060．00270．02660．000316031692YH04．4238270．400．05000．00070．18540．00270．02690．000217331712YH04．5155220．490．04950．00110．18610．00400．02730．000317341732YH04．6103490．380．04870．00190．18290．00730．02720．000317171732YH04．793280．390．04770．00150．18000．00600．02730．000416861743YH04．8227560．460．04800．00080．18260．00300．02760．000317031752YH04．9186510．290．05210．00090．19480．00350．02710．000318131722YH04．10269110．410．05230．00060．19560．00230．02710．000318121732YH04．11207160．450．05010．00090．18700．00320．02710．000217431722YH04．12227560．380．04830．00100．18290．00410．02740．000317141752YH04．13145110．400．04850．00120．18170．00440．02720．000317041732YH04．14134630．400．04910．00160．17850．00620．02640．000316761682YH04．15237450．600．04920．00070．18410．00270．02710．000417231732YH04．16206490．540．04670．00080．17830．00320．02770．000316731762YH04．17144730．460．05090．00130．18890．00510．02690．000317651712YH04．1892990．160．05350．00210．23470．01040．03180．000321492022YH04．19144780．490．04920．00120．18140．00470．02670．000316941702YH04．20165490．520．05340．00100．19550．00370．02650．000418131692YH04．2193260．300．04850．00150．18240．00600．02730．000317061742YH04．2293010．460．04780．00180．18030．00760．02730．000216871741YH04．23113870．470．04790．00110．18110．00460．02740．000316941752YH04．24134300．500．04800．00120．18230．00460．02760．000317041752

圖4 中侏羅世二長花崗巖鋯石CL圖像(N-5)Fig.4 Cathodoluminescence (CL) images of selected zircons from the Middle Jurassic monzogranite (N-5)

圖5 高嶺巖體中侏羅世二長花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb協(xié)和圖和加權平均年齡圖Fig.5 U-Pb concordia diagrams and the average age diagrams summarizing the LA-ICP-MS zircon data for the Middle Jurassic monzogranite from Gaoling pluton

在國家地質(zhì)測試中心采用X射線熒光光譜儀對樣品進行主量元素分析，通過等離子質(zhì)譜儀(X-series)進行痕量元素的分析。

本文Sm-Nd同位素測試工作在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實驗室的TRITON熱電離質(zhì)譜儀(08-100016sb)儀器上完成。在樣品測試的整個過程中，所測定的JNDI Nd標樣和NBS-987Sr標樣的Nd-Sr同位素比值分別為143Nd/144Nd=0.512104±0.000003(±2σ)和87Sr/86Sr=0.710264±0.000004(±2σ)(賈麗瓊等，2013)。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb年代學

本次野外對高嶺巖體取YH04和N-5兩個樣品進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年分析，分析結(jié)果見表1。

YH04樣品中的鋯石為自形晶，直徑約50～200μm，具有明顯的巖漿震蕩環(huán)帶(圖3)，Th/U比值為0.16～0.60，暗示其為巖漿成因(Pupin，1980；吳元保和鄭永飛，2004)。23個測點的206Pb/238U表面年齡值介于168±2Ma～176±2Ma之間，1個測點的206Pb/238U表面年齡值為202±2Ma，應為捕獲的早期鋯石，23個測點的加權平均年齡為172.25±0.97Ma。

N-5樣品中的鋯石也為自形晶-半自形晶，大小約80～200μm，具有巖漿震蕩環(huán)帶(圖4)，其Th/U比值為0.28～0.65，暗示其巖漿成因(Pupin，1980；吳元保和鄭永飛，2004)。對樣品中的21粒鋯石進行鋯石U-Pb測年，所得的206Pb/238U年齡值介于167±1Ma～173±1Ma之間，21個測點的加權平均年齡為170.9±0.68Ma。

表2延邊地區(qū)高嶺巖體樣品主量元素(wt%)、痕量元素(×10-6)和Sr-Nd同位素數(shù)據(jù)分析結(jié)果

Table 2 Major element (wt%), trace element (×10-6) and Sr-Nd isotopic data of Gaoling pluton in Yanbian area

樣品號2055?14020?1N?5YH02Dh012YH041016?1YH01平均值中國東部adakiteSiO26960722071007430708070007140707071256628TiO2049021046018017064032031035055Al2O31510140914801390158014601520156014991589Fe2O3101082101068083127086084092FeO146100109051077157107119108139MnO0050036004800210018005004800440039011MgO071057053022036082043041051173CaO230232214098220279173197205334Na2O415414442398403408432458421416K2O383305364450446337384358378363P2O5014010011006006018010011011026H2O+045019034021007013033021024CO2030009010018012012010010014燒失量080039044045021025044031041Total100391000210013100179990998710019999510008A/CNK099104098105102095105104101Mg#35373226303529273142Na2O/K2O1081361208809121112128113133Sc281214282128146379213175227V3592012581071894391471612326Cr79487836328810475944398620Co403272309113166453212212268Ni366655357256333284176193328Rb10361513417776610014911411439Cs227111364488125247487359301Sr3597233352215144814465494535751Ba442102041251825704646188248585Zr1728811191111541351191681333Hf43522329314353354363509360U276033273153033166137117149Th2432922658464721281261211305Nb5637490647836871474739610Ta0480085091055022065061057051Y8584491665258311815592745123La205925275146204286172232002448Ce357188559292345223274823834Pr404189599318321654345435408Nd14567921211997244123151440Sm263122376195132429217229245Eu066064079052087098059072072Gd18910125513811728181188181Tb02601403402014034026024024Dy1307515310507619128107121Ho025014028019015034023017022Er067036074052044095063048060Tm01005601200840070140100780094Yb064035074053045091069052060113Lu0100560120084007201401100920097LREE7803385911516045697711701682192868001HREE521286642404325752511453487∑REE832441451216644973021245733297398488LREE/HREE1513181521151320163

續(xù)表2

Continued Table 2

樣品號2055?14020?1N?5YH02Dh012YH041016?1YH01平均值中國東部adakite(La/Yb)N21617822505185730562119166128912254307δEu091176078097214086091106117Sr/Y4216436348844559369587Rb/86Sr1150714572208590588187Sr/86Sr07069160707816070952307067462σ(×10-6)171052147Sm/144Nd01094010750110101082143Nd/144Nd05125210512505051252505125482σ(×10-6)9282ISr(171Ma)07039070440704607051εNd(t)-04-06-03-05tDM1922928922924tDM298910119841001fSm/Nd-044-045-044-045

圖6 研究區(qū)中侏羅世二長花崗巖TAS圖解(a)和SiO2-K2O圖解(b)(界線分別根據(jù)Irvine and Baragar, 1971; Rickwood, 1989)Fig.6 Plots of SiO2 vs. total alkali (K2O+Na2O) (TAS) (a) and SiO2 vs. K2O (b) for the Middle Jurassic monzogranite in the study area (the boundary lines after Irvine and Baragar (1971) and Rickwood (1989), respectively)

圖7 中侏羅世二長花崗巖球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖(a, 標準化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(b,標準化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns (a, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized trace element spiderdiagrams (b, normalization values after Sun and McDonough, 1989) for the Middle Jurassic monzogranite

圖8 中侏羅世二長花崗巖YbN-(La/Yb)N (a) and Y-Sr/Y (b)埃達克巖判別圖(據(jù)Defant and Drummond, 1990)Fig.8 Plots of YbN vs. (La/Yb)N (a) and Y vs. Sr/Y (b) for the Middle Jurassic monzogranite (the ranges in the plots after Defant and Drummond, 1990)

上述LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年結(jié)果可以代表高嶺巖體的侵位年齡(圖5)。

4.2 地球化學

高嶺巖體花崗巖的主、痕量元素分析結(jié)果見表2。

4.2.1 主量元素

8個樣品均具有較高的SiO2(69.60%～74.30%)、Al2O3(13.90%～15.80%)和K2O(3.05%～4.50%)含量及低的MgO(0.22%～0.82%)含量和Mg#(26～37)。在 TAS圖解(圖6a)中，8個樣品均落入亞堿性系列和花崗巖的分類中，其A/CNK介于0.95～1.05，從準鋁質(zhì)向過鋁質(zhì)過渡。Na2O/K2O為0.88～1.36，在SiO2-K2O的圖解(圖6b)中，除了樣品4020-1落入鈣堿性系列外，其余樣品均落入了高鉀鈣堿性系列中。

4.2.2 痕量元素

高嶺巖體稀土元素總量含量中等(∑REE=41.45×10-6～124.5×10-6)，所有樣品具有相似的稀土分配模式(圖7a)。(La/Yb)N比值為16.61～30.56，LREE/HREE比值為13～21，具有輕稀土元素相對富集，重稀土元素強烈虧損的特點。重稀土元素的虧損可能暗示源區(qū)存在石榴石或角閃石。δEu為0.78～2.14，具有微弱的負Eu異常到正Eu異常，結(jié)合其具有較高的Sr含量，暗示源區(qū)未發(fā)生斜長石的分離結(jié)晶作用。而且重稀土元素強烈虧損和源區(qū)沒有斜長石殘留指示巖漿的起源深度應大于55km，為強烈加厚的地殼(劉紅濤等，2002)。高Sr(221×10-6～723×10-6)、低Y(4.4×10-6～11×10-6)和Yb(0.35×10-6～0.91×10-6)及稀土元素分配模式圖等特點與埃達克巖相類似，同時在(YbN-(La/Yb)N)(圖8a)和(Y-Sr/Y)(圖8b)圖中，樣品均落入了埃達克巖的范圍內(nèi)。

在原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)(圖7b)中，高嶺巖體明顯富集Cs、Rb、Ba、K、Sr等大離子親石元素(LILE)以及Th、U、Zr高場強元素(HFSE)，虧損Nb、Ta、P高場強元素(HFSE)。高場強元素Nb、Ta的虧損反映了巖漿可能來源于地殼或者受到地殼物質(zhì)的混染。

4.2.3 Sr-Nd同位素

對高嶺巖體二長花崗巖進行了Rb-Sr和Sm-Nd同位素分析，分析數(shù)據(jù)見表2。

圖9 中侏羅世二長花崗巖SiO2-Mg# (a) 和 SiO2-MgO (b) 埃達克巖判別圖(分別據(jù)Sheppard et al., 2001; Wang et al., 2007)Fig.9 The plots of SiO2 vs. Mg# (a) and SiO2 vs. MgO (b) for the Middle Jurassic monzogranite (the ranges of two kinds of adakites in the plots after Sheppard et al. (2001) and Wang et al. (2007), respectively)

高嶺巖體的Rb和Sr含量分別為61.5×10-6～177×10-6和 221×10-6～723×10-6，其Rb/Sr比值為0.09～0.80；Sm和Nd的含量分別為1.22×10-6～4.29×10-6和6.79×10-6～24.4×10-6，其Sm/Nd比值為0.13～0.18。高嶺巖體現(xiàn)今的87Sr/86Sr 為0.707～0.710，根據(jù)巖體侵位年齡(t=171Ma)計算出高嶺巖體的ISr值為0.7039～0.7051，Nd同位素比值為0.512，其單階段模式年齡tDM1為922～928Ma，兩階段模式年齡tDM2為 984～1011Ma，其Sr-Nd同位素特點與中亞造山帶特點相似(Wuetal.，2000；洪大衛(wèi)等，2000)。

5 討論

5.1 成因機制

埃達克巖是一套具有特殊地球化學特征的中酸性火山巖和侵入巖組合，其地球化學標志是：SiO2≥56%、Al2O3≥15%、MgO<3%(很少>6%)、貧K、Y和Yb(Na2O/K2O>2、Y≤18×10-6、Yb≤1.9×10-6)、Sr≥400×10-6，LREE富集，無Eu異常或有輕微的負Eu異常，87Sr/86Sr<0.705(Defant and Drummond，1990；Castillo and Drummond，2012)。目前對埃達克巖的成因機制主要有四種：(1)與俯沖有關的大洋板塊的部分熔融作用(Defant and Drummond，1990；Kay and Kay，2002；Castillo， 2012);(2)同期玄武質(zhì)母巖漿的地殼混染和分離結(jié)晶作用(Castrilloetal.，1999；Rooneyetal.，2011);(3)加厚下地殼的部分熔融作用(Gaoetal.，2004；Kay and Kay，2002；Xiongetal.，2005；張超等，2012);(4)拆沉下地殼的部分熔融作用(Kay and Kay，2002；Xuetal.，2002；Xuetal.，2006)。與典型的埃達克巖相比，近年來報道的中國東部埃達克巖更富K2O(Na2O/K2O=0.88～1.36)，且87Sr/86Sr>0.704，張旗等(2001)根據(jù)其特點將其命名為大陸型(C型)埃達克巖，并推測是由于軟流圈地幔玄武巖底侵到加厚的陸殼(>50km)底部導致下地殼基性巖部分熔融形成的。

高嶺巖體具有高Si富Al、Sr和貧Y和Yb的特點，巖石地球化學特點類似于埃達克巖，其富集Sr和輕微的Eu異常表明斜長石在巖漿源區(qū)未發(fā)生分離結(jié)晶作用，Y和Yb及HREEs的虧損可能與角閃石的分離結(jié)晶作用有關，而且Nb和Ta異常表明巖漿可能起源于下地殼。在Y-Sr/Y和YbN-(La/Yb)N圖解中，樣品落入了埃達克巖的范圍內(nèi)。其巖體高鉀鈣堿性、K元素富集的特點不同于俯沖大洋板塊部分熔融作用形成的adakite。盡管該區(qū)新發(fā)現(xiàn)了早侏羅世晚期的基性巖體(待發(fā)表資料)，但其野外僅呈巖株狀出現(xiàn)，很難通過玄武質(zhì)母巖漿的地殼混染和分離結(jié)晶作用來解釋大面積的中侏羅世酸性花崗巖的成因。此外拆沉下地殼部分熔融作用生成的adakite通常具有較高的MgO含量和Mg#，但高嶺巖體的MgO含量和Mg#較低。在SiO2-Mg#(圖9a)和SiO2-MgO(圖9b)的判別圖解中，樣品落入了地殼部分熔融埃達克巖的范圍內(nèi)。結(jié)合其Nb、Ta元素的虧損，暗示其可能起源于地殼加厚過程中下地殼部分熔融環(huán)境中，類似于大陸型(C型)埃達克巖。且重稀土的強烈虧損和微弱負Eu到正Eu異常暗示了其起源深度>30km(吳福元等，2007)。張超等(2012)根據(jù)大陸下地殼成分、含水基性巖體系部分熔融的基本原理和實驗巖石學資料認為通過含水大陸下地殼的部分熔融可以得到類似大別山C型埃達克巖成分的熔體。綜上所述加厚下地殼的部分熔融作用是高嶺巖體最可能的成因機制。

高嶺巖體具有較低的ISr值和負的εNd(t)值，與興蒙造山帶中花崗巖的Sr-Nd同位素(Wuetal.，2000)特點一致，其單階段模式年齡tDM1為922～928Ma，兩階段模式年齡tDM2為 984～1011Ma，其負的εNd(t)值，較低的ISr值和較年輕的tDM2模式年齡表明在高嶺巖體形成過程中受到了新元古代增生物質(zhì)的影響。且εSr(t)值小于0而εNd(t)值位于-10和0之間的特點，表明高嶺巖體母源巖漿來源于地殼物質(zhì)部分熔融(韓吟文，2003)。εNd(t)-ISr圖解(圖10)顯示高嶺巖體巖漿包含了70%左右的新生組分和30%的下地殼物質(zhì)。

圖10 高嶺巖體中侏羅世二長花崗巖εNd(t)-ISr圖(興蒙造山帶花崗巖范圍根據(jù)Wu et al.(2000)B-代表虧損新生組分的幔源基性巖石；LCC-代表地殼組分的下地殼；UCC-代表地殼組分的上地殼Fig.10 εNd(t) vs. ISr diagram for the Middle Jurassic monzogranite from Gaoling pluton (the ranges of granitoids from XMOB after Wu et al., 2000)B-the mantle-derived basaltic rocks which represent the depleted juvenile component; LCC-lower continental crust which represents the crustal components; UCC-upper continental crust which represents the crustal components

巖石地球化學和Sr-Nd同位素特征表明高嶺巖體巖漿應來自于加厚下地殼基性巖石的部分熔融，并受到了新元古代增生物質(zhì)的影響。

5.2 構(gòu)造環(huán)境

研究區(qū)位于華北板塊北緣東段和濱太平洋構(gòu)造域西側(cè)，其特殊的地理位置對研究古亞洲洋和濱太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換具有重要意義。近年來高精度鋯石U-Pb測年結(jié)果表明東北地區(qū)分布有大量的中生代花崗巖(Wuetal.，2011)，但對其形成的構(gòu)造背景仍存在較大的爭議(吳福元等，1999；Wuetal.，2011；孟慶麗和周永昶，1996；吳利仁，1985；邵濟安等，2001；肖慶輝等，2010；Yuetal.，2012)。產(chǎn)生爭議的原因主要是對古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換的時限不清，目前對其轉(zhuǎn)換的時間主要有晚三疊世(崔盛芹等，1983；畢守業(yè)等，1995；趙院冬等，2009；張炯飛和祝洪臣，2000；劉興橋等，2010；彭玉鯨等，2012；裴福萍等，2004)、早-中侏羅世(趙越，1994；翟明國等，2003；張連昌等，2010；孫德有等，2005；孫衛(wèi)東等，2008；許文良等，2013；Yuetal.，2012；Wuetal.， 2011)和晚侏羅世-白堊紀(張允平，2011；李超文等，2007)三種認識。

許文良等(2013)通過對中國東北地區(qū)中生代火山巖的年代學、巖石組合及其時空分布規(guī)律的研究，認為環(huán)太平洋構(gòu)造體系對歐亞大陸下的俯沖作用始于早侏羅世，而蒙古-鄂霍次克構(gòu)造體系在中生代晚期(170Ma和～145Ma)有兩次重要的陸殼加厚過程且該構(gòu)造體系影響的空間范圍主要在松遼盆地以西(可能包括松遼盆地的西部斜坡區(qū))以及華北板塊北緣(張允平，2011)。同時新的研究資料顯示，黑龍江雜巖中存在160～220Ma的變質(zhì)年齡(趙英利等，2010；Lietal.，2010; Wuetal.，2007)，暗示佳木斯地體西緣在晚三疊世-中侏羅世經(jīng)歷了一次重要的構(gòu)造熱事件，同時吉黑東部還存在著173～190Ma鈣堿性火山巖(許文良等，2008)，166～220Ma的變質(zhì)年齡及吉黑東部同時代的鈣堿性火山巖的存在表明環(huán)太平洋構(gòu)造體系在中侏羅世已經(jīng)開始對吉黑東部地區(qū)進行俯沖。

盡管古亞洲洋在晚二疊世-早三疊世前已經(jīng)沿西拉木倫-長春-延吉一線閉合(彭玉鯨等，2012；Wuetal.，2011；孫德有等，2004;劉永江等,2010)，但近年來的研究資料表明古亞洲洋閉合之后，華北板塊與西伯利亞板塊仍在持續(xù)碰撞，且一直持續(xù)到晚侏羅世(任戰(zhàn)利等，2010；張允平，2011；張連昌等，2010；劉紅濤等，2002；葛肖虹，1997；劉先文和申寧華，1994；邵濟安等，1997；王五力和郭勝哲，2012)。在研究區(qū)西北側(cè)的獐項到長仁一帶發(fā)育了標志著造山帶地殼進一步擠壓和加厚的一系列相向傾斜的逆沖斷層和糜棱巖的剪切滑動面(唐克東等，2004)，其糜棱巖的年齡資料為183.4～143.3Ma(姚大全，1988)。東北西部地區(qū)在早-中侏羅世發(fā)育一系列近東西向展布的山間陸相沉積盆地，也暗示其在早-中侏羅世處于南北向擠壓的地殼增厚構(gòu)造背景(張興洲等，2012)。

中侏羅世期間是南北大陸陸-陸碰撞匯聚、地殼巖石圈加厚時期，同時環(huán)太平洋構(gòu)造體系在中侏羅世也已經(jīng)開始對歐亞大陸俯沖。因此中生代期間華北板塊北緣的吉林東部不僅受到環(huán)太平洋構(gòu)造體系俯沖的作用，也可能受到南北大陸陸陸碰撞擠壓的影響。吉黑地區(qū)的棉田、東清、朱敦店、大蒲柴河(165Ma)(劉燊等，2009)、大黑山、團結(jié)溝等地adakite巖的發(fā)現(xiàn)(張炯飛等，2004)，暗示吉黑地區(qū)侏羅紀期間可能存在地殼加厚的地質(zhì)現(xiàn)象。

位于吉林東部延邊地區(qū)的高嶺巖體，其侵位時代為中侏羅世，地球化學特點類似于加厚下地殼基性巖石部分熔融的形成的埃達克巖特點。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，高嶺巖體可能形成于地殼加厚的構(gòu)造環(huán)境中，其侵位時的構(gòu)造背景可能受到環(huán)太平洋構(gòu)造體系俯沖和南北大陸持續(xù)匯聚的疊加影響。

6 結(jié)論

(1)高精度LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年結(jié)果顯示，YH04和N-5的鋯石U-Pb加權平均年齡為172.25±0.97Ma和170.9±0.68Ma，其侵位時代為中侏羅世。

(2)高嶺巖體具有的高Si富Al、Sr和低Y、Yb及低MgO含量和Mg#的特點，與埃達克巖特征類似；同時具有較低的初始87Sr/86Sr值和較年輕的Nd模式年齡。巖石地球化學特征表明高嶺巖體巖漿可能起源于加厚下地殼基性巖石的部分熔融；且研究區(qū)新元古代時期存在地殼增生事件。

(3)中侏羅世高嶺巖體侵位構(gòu)造環(huán)境受到了環(huán)太平洋構(gòu)造域體系和南北大陸板塊持續(xù)碰撞的疊加影響。在中侏羅世期間華北板塊與西伯利亞板塊的持續(xù)碰撞仍在繼續(xù)，且環(huán)太平洋構(gòu)造體系在中侏羅世已經(jīng)對中國東部開始影響。

致謝感謝西北大學大陸動力學國家重點實驗室、北京離子探針中心和天津地質(zhì)礦產(chǎn)所同位素實驗室在鋯石制靶和CL圖像采集以及LA-ICP-MS 鋯石U-Pb測年中給予的支持；衷心感謝給予幫助的王建教授。

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