嵩山地區(qū)新太古宙歪咀山巖體成因及其地質(zhì)意義

李興隆，司榮軍， 毛廣鈺， 謝翔

(河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 河南 焦作　454000)

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嵩山地區(qū)新太古宙歪咀山巖體成因及其地質(zhì)意義

李興隆，司榮軍， 毛廣鈺， 謝翔

(河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 河南 焦作454000)

嵩山是新太古宙TTG巖石出露的典型地區(qū)，新太古宙歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖分布于嵩山地區(qū)歪咀山一帶，巖體呈灰白色，具中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，局部發(fā)育條帶狀構(gòu)造。富Na2O(4.08% ～ 5.30%)和SiO2(平均65%)，貧Fe、Mg，Na2O/K2O值較高(1.5～3.9)，Al2O3含量為14.14%～17.44%，平均為15.33%，>15%，顯示為過鋁質(zhì)特征。ΣREE為121×10-6～267×10-6，重稀土虧損，輕重稀土強(qiáng)烈分異，Eu出現(xiàn)微弱負(fù)異常，具高的Sr含量，Cr、Yb、Y含量較低，與新生代高硅埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征相似；巖石的Nb、Y、Rb、Th、La和Yb之間的關(guān)系特征和島弧火山巖相似。地球化學(xué)特征表明歪咀山巖體是在高壓下由俯沖的含水玄武質(zhì)洋殼部分熔融形成。

新太古宙；奧長花崗巖；地質(zhì)意義；歪咀山

JAHNET al. (1981) 最先將英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖稱為TTG巖套(JAHN, B.M.，1981)。TTG巖石以富SiO2(>64%)、高Na2O含量(4.08%～5.30%)、低K2O /Na2O(<0.5)值，低鐵鎂礦物(Fe2O3+MgO+MnO+TiO2<5 %)為特征(MOYEN, J.F，2001)。典型的TTG巖石是具有等粒結(jié)構(gòu)的含斜長石、黑云母和石英的深成巖；副礦物有褐簾石、綠簾石、磷灰石、鋯石、榍石和鈦磁鐵礦。

TTG占據(jù)了太古宙大陸殼物質(zhì)組成的50%～70%(面積)或更高。形成于2.5～4.0Ga的大多數(shù)初始大陸地殼(約90%)都屬于TTG巖套。因此，它們?cè)诘貧ば纬珊脱莼瘹v史(特別是早期歷史)中起著重要作用。

河南嵩山地區(qū)位于華北克拉通南緣，是我國記錄前寒武紀(jì)地質(zhì)的典型地區(qū)之一。該區(qū)域內(nèi)廣泛分布新太古宙TTG質(zhì)片麻巖套，總出露面積約53.5km2，占出露巖石面積的70%以上(伍家善等，1998)。各巖體自東向西分布，片麻理南北向延伸?？臻g上TTG片麻巖與登封群表殼巖密切共生，并侵入登封群的西邊。早期將該區(qū)以新太古宙登封巖群為代表的TTG巖套統(tǒng)稱為登封雜巖(勞子強(qiáng)，1989)；雖然前人已經(jīng)對(duì)該套巖石做了大量的研究工作(勞子強(qiáng)等，1996；周艷艷等，2009；CHUNRONG Diwu et al，2011)，但該TTG巖套成因模式與構(gòu)造背景等許多問題依然存在爭(zhēng)議。

2012年，依托中國地質(zhì)調(diào)查局“河南省1∶5萬大口集等4幅數(shù)字區(qū)調(diào)項(xiàng)目”，在嵩山地區(qū)新解體出歪咀山巖體-歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖。筆者選擇嵩山地區(qū)歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖，通過系統(tǒng)的巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)等方法探討歪咀山巖體的地球化學(xué)特征、巖石屬性及其形成的大地構(gòu)造環(huán)境，進(jìn)而為華北克拉通南緣在新太古宙處于何種構(gòu)造環(huán)境提供新的依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

嵩山位于華北地塊南緣、嵩箕地塊北中部。由于受歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，既有形態(tài)復(fù)雜的褶皺構(gòu)造，又有不同方向不同性質(zhì)的斷裂構(gòu)造?；子商庞钪猩钭冑|(zhì)巖系和古元古界變質(zhì)碎屑巖-碳酸鹽巖組合構(gòu)成。蓋層由中元古界碎屑巖、寒武系—奧陶系碳酸鹽巖、石炭系—三疊系碎屑巖-碳酸鹽巖和新生界等組成。

嵩山地區(qū)前寒武紀(jì)巖石地層序列發(fā)育較為完整，是研究華北陸塊南緣前寒武紀(jì)地殼組成及其演化的重要窗口。嵩山早前寒武紀(jì)巖石序列主要包括深成侵入巖和表殼巖，其中深成侵入巖包括TTG質(zhì)片麻巖、變閃長巖和后期花崗巖，普遍經(jīng)歷了角閃巖相變質(zhì)作用；表殼巖即登封群雜巖，登封群下部由角閃巖、斜長角閃片巖、變粒巖等組成，上部由云母片巖和斜長角閃巖組成。登封地區(qū)TTG質(zhì)片麻巖主要分布在海神廟、后河、會(huì)善寺、歪咀山和大塔寺一帶，屬于深成侵入巖。

歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖分布于嵩山地區(qū)江左東北部歪咀山一帶及大金店西北部李莊村附近。出露面積約17km2。北側(cè)被新太古宙花崗閃長巖及中元古代正長花崗巖侵入，西側(cè)侵入于新太古宙登封群郭家窯組斜長角閃片巖之中，東部與古元古界羅漢洞組角度不整合接觸，南部被第四系覆蓋(圖1)。

2　樣品及巖相學(xué)特征

筆者選取歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖，樣品采集地點(diǎn)見圖1。歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖具有中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，局部發(fā)育條帶狀構(gòu)造；巖體邊緣相有弱的片麻理發(fā)育，中央相則無構(gòu)造變形；主要礦物為斜長石、石英，少量黑云母；巖體內(nèi)部可見偉晶巖、變輝綠巖、輝綠巖脈及登封群郭家窯組斜長角閃片巖殘留體。

巖石受到較強(qiáng)的碎裂作用，產(chǎn)生大大小小的裂隙，沿裂隙有時(shí)有微粒長英質(zhì)、黑色礦物、云母等充填。礦物裂隙發(fā)育，方向不一，邊緣常碎?；?。碎粒大小0.022～0.082mm，含量約13%～10%，花崗巖成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造尚清。斜長石呈半自形板柱狀或不規(guī)則狀，一般大小為1.19mm×1.69mm～0.7mm×1.08mm，具鈉長聚片雙晶，雙晶紋常彎曲、斷裂、錯(cuò)開，切面上均有絹云母分布。石英呈他形粒狀，大小為0.38～0.75mm，切面干凈，裂紋發(fā)育，波狀消光，常呈數(shù)粒至十幾粒聚集不均勻定向分布于長石之間。黑云母、白云母呈小鱗片狀，一般大小為0.22mm×0.39mm～0.072mm×0.17mm，兩者常混雜聚集，不均勻分散分布。金屬礦物主要為白鈦石，綠簾石微量，零星分布。個(gè)別白鈦石大小為0.45mm×2.06mm。

1.歪咀山巖體；2.元古宇；3.正長花崗巖；4.奧長花崗巖；5.斜長角閃片巖；6.變粒巖；7.絹云石英片巖；8.閃長巖；9.不整合接觸；10.斷層；11.采樣位置圖1　嵩山地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)勞子強(qiáng)，1996)Fig. 1　Simplified geological map of Songshan area(After LAO,et al,1996)

3　分析方法

樣品采集制備完成之后送山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院經(jīng)行測(cè)試。巖石硅酸鹽分析采用X-射線熒光光譜法(XRF)測(cè)試，分析精度為2%。稀土及微量元素分析方法采用電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)，分析精度達(dá)5%，RSD<5%。

4　巖石地球化學(xué)特征

4.1主量元素地球化學(xué)特征

樣品主微量元素分析結(jié)果見表1。為更全面地分析嵩山地區(qū)新太古宙TTG巖地球化學(xué)特征，在分析過程中結(jié)合了周艷艷(2009)對(duì)本區(qū)TTG所做的6個(gè)樣品的主微量元素?cái)?shù)據(jù)。

表1　歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖主量(%)、微量及稀土元素(10-6)分析結(jié)果表

續(xù)表1

對(duì)巖樣實(shí)測(cè)主量元素?cái)?shù)據(jù)分析可知：歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖總體特征為富Na2O(4.08%～5.3%)，Na2O/K2O取值的范圍是1.5～3.9。SiO2(60.38%～68.88%)相當(dāng)于中酸性巖漿成分。MgO的含量較高(MgO為1.45%～3.10%)。Al2O3整體上質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.47%～17.44%，A/CNK[Al2O3/( CaO +Na2O+K2O)分子比]=0.84～1.18，平均為1.08。

據(jù)A/NK-A/CNK鋁飽和指數(shù)判定圖解(圖2)，所測(cè)巖樣數(shù)據(jù)處理都落在弱過鋁質(zhì)區(qū)域內(nèi)，指示了歪咀山巖體應(yīng)該屬于弱過鋁質(zhì)巖類。其中PM034-119、PM034-124和PM034-140貧鎂鐵質(zhì)氧化物(Fe2O3+MgO+TiO2<6%)。

里特曼指數(shù)取值大部分在1.66～3.26(<3.3)范圍內(nèi)，顯示出巖體類型屬于鈣堿性系列。

在標(biāo)準(zhǔn)化的An-Ab-Or圖解上(圖3a)樣品基本都落入O’ Connor(1965)定義的SangmelimaTTG區(qū)域或在其附近(圖3a)。在K-Na-Ca圖解上(圖3b)，向富Na的方向演化，樣品顯示了奧長花崗巖演化趨勢(shì)，部分樣品顯示鈣堿性演化趨勢(shì)，表現(xiàn)出TTG的典型特征。

圖2　歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖A/CNK-A/NK圖解(據(jù)PAPU D et al, 1989)Fig.2　A/CNK-A/NK diagram of gneissic trondhjemite in Waijushan area(from PAPU D.　Maniar, 1989)

○.本次工作所測(cè)的歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖樣品；△.嵩山地區(qū)TTG片麻巖樣品(引自周艷艷等，2009)圖3　(a)歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖An-Ab-Or分類圖解(據(jù)BARKER, 1979; O’CONNOR, 1965)(b)歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖K-Na-Ca圖解(據(jù)BARKER et al., 1976)Fig.3　(a)The classification diagram according to An-Ab-Or of gneissic trondhjemite in Waijushan area(After BARKER, 1979; O‘Connor, 1965) (b) The K-Na-Ca diagram of gneissic trondhjemite in Songshan area(After BARKER et al, 1976)

巖體主量元素的特征由Harker圖解表現(xiàn)出來(圖4)，圖5中使用的數(shù)據(jù)見表1。Harker圖解顯示出：TiO2、Al2O3、MgO、CaO 、P2O5、K2O與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)，顯示出一致的巖漿來源。

4.2稀土元素地球化學(xué)特征

用球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE配分模式圖對(duì)稀土元素進(jìn)行處理(圖5)，圖解中使用的數(shù)據(jù)見表1。

巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖表現(xiàn)為右傾的輕稀土富集型，重稀土相對(duì)虧損，輕重稀土分餾明顯。歪咀山巖體的Eu異常不明顯或略具負(fù)Eu異常，可能與斜長石分離結(jié)晶有關(guān)。REE總量偏低(∑REE為121×10-6～267×10-6)，LREE/HREE值為2.4～6.8，La含量為23.22×10-6～55.33×10-6，Yb含量為1.16×10-6～4×10-6。(La/Yb)N值為5～29，平均為19。(La/Sm)N值為4.6～6.1，平均為5.2。(Gd/Yb)N值為1.1～4.9，平均為3.2。體現(xiàn)LREE含量相對(duì)較高，HREE含量相對(duì)較低，輕重稀土元素分異顯著的特征。重稀土Y和Yb等元素含量較低可能是因?yàn)門TG質(zhì)片麻巖是由玄武質(zhì)物質(zhì)部分熔融產(chǎn)生含石榴子石的角閃質(zhì)或者榴輝質(zhì)殘留物所導(dǎo)致(R. L. CULLERS et al，1987)。

○.Our samples of gneissic trondhjemite; △：TTG gneiss samples in Songshan area(from ZHOU et al., 2009).○.本次工作所測(cè)的歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖樣品；△：嵩山地區(qū)TTG片麻巖樣品(引自周艷艷等，2009)圖4　歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖Harker圖解(據(jù)Bhatia, 1983)Fig.4　The Harker diagram of gneissic trondhjemite in Waijushan area(After BHATIA, 1983)

圖5　歪咀山巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE分布型式圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)SUN et al., 1989)Fig.5　Chondrite-normalized REE pattern of Waijushan rocks (chondrite value of SUN et al., 1989)

4.3微量元素地球化學(xué)特征

用原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖對(duì)實(shí)測(cè)巖樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(圖6)，圖解中使用的數(shù)據(jù)見表1。

圖6　歪咀山巖體原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(PM標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)SUN et al.，1989)Fig. 6　PM-normalized incompatible element spider pattern of Waijushan rocks (PM value of SUN et al., 1989)

圖中顯示歪咀山巖體較富集Rb、Sr、Ba、K等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素。Nb、Ta和Ti具有明顯的負(fù)異常，可能是由于巖漿殘留物含金紅石的原因，因?yàn)榻鸺t石是含Ti的主要礦物之一，并含部分Nb、Ta元素。Nb/Ta值較低(8～27)，說明，Nb和Ta分餾可能發(fā)生在早期板塊俯沖的環(huán)境(CHUNRONG Diwu et al，2011)。Ce具有負(fù)異常，Sr/Y值較高(20～76)，平均為50。低Rb/Sr值(0.08～0.14)。原因可能是巖漿源區(qū)受古俯沖帶流體的交代，反映了火山弧巖漿的特征。高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE) 豐度較低，大離子親石元素(LILE) 豐度較高，( Rb /Yb)N值為11.14～78.13，平均為57.27，遠(yuǎn)大于1，表現(xiàn)為強(qiáng)不相容元素富集型，顯示了弧后盆地火山巖的特點(diǎn)(李志強(qiáng)等，2013)。

5　歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖巖石成因及構(gòu)造環(huán)境

太古宙TTG巖石的成因是一個(gè)熱門話題，但目前尚沒有通用的模型來解釋所有TTG質(zhì)巖石的成因。一般認(rèn)為玄武質(zhì)巖石部分熔融形成TTG巖漿的構(gòu)造環(huán)境主要有2種：俯沖板塊的部分熔融和加厚下地殼的部分熔融。太古宙是否存在板塊構(gòu)造仍然存在爭(zhēng)議。盡管TTG質(zhì)巖石產(chǎn)生于含水變質(zhì)玄武巖的熔融已被廣泛接受，但是TTG成因的熔融深度和動(dòng)力學(xué)過程依然存在爭(zhēng)論。因此，TTG成因和生成環(huán)境研究是早前寒武紀(jì)地球動(dòng)力學(xué)研究的一個(gè)關(guān)鍵(圖7)。

A.非構(gòu)造帶(板塊內(nèi)部穩(wěn)定構(gòu)造區(qū))火山巖；B.造山帶(島弧及活動(dòng)大陸邊緣區(qū))火山巖；C.A和B區(qū)火山巖派生的堿性巖圖7　歪咀山地區(qū)TTG片麻狀?yuàn)W長花崗巖logτ-logδ圖解(據(jù)RITTMANN,1973)Fig.7　logτ-logδ diagrams of gneissic trondhjemite in Waijushan area(from RITTMANN,1973)

CONDIE (1981)是最先將現(xiàn)代板塊構(gòu)造理論應(yīng)用于TTG巖石來源的學(xué)者之一，他指出TTG巖套可能來源于俯沖玄武質(zhì)洋殼。歪咀山TTG巖石LREE和HREE分異明顯、HREE相對(duì)虧損以及Eu無異?；蜉p微負(fù)異常，在里特曼-戈蒂里圖解上(圖7)，樣品全部落入B區(qū)，說明本區(qū)巖石來源較深，系產(chǎn)于活動(dòng)大陸邊緣(火山弧)環(huán)境(李志強(qiáng)等，2013)。結(jié)合高壓板塊熔融成因的埃達(dá)克巖高Sr低Y含量，高Sr/Y值的典型特征，推測(cè)歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖的成因和高硅埃達(dá)克巖相似。

TTG的成分變化歸因于形成時(shí)熔融壓力的變化(RAPP, R.P et al，2003)，導(dǎo)致源區(qū)殘留不同礦物相(李孟江等，2012)。歪咀山巖體富集LILE中的Sr，虧損HFSE中的Yb，說明巖漿源區(qū)的殘留相應(yīng)以石榴子石礦物相為主；無或微弱的Eu負(fù)異常，表明巖漿源區(qū)沒有明顯的斜長石殘留。上述特征表明，巖漿應(yīng)形成于石榴子石而不是斜長石的穩(wěn)定區(qū)域, 反映源區(qū)應(yīng)為高壓環(huán)境(RAPP et al，2003；MARTIN et al，2005)。HALLA(2009)和MOYEN(2011a)指出TTG質(zhì)巖石的形成要求洋殼俯沖深度達(dá)到50～60 km，對(duì)應(yīng)的壓力至少要達(dá)到15 kbar以上。ZAMORA(2000)指出高壓環(huán)境下熔融可產(chǎn)生具有較少的鈣質(zhì)和較多的鈉質(zhì)產(chǎn)物，這是由于高壓殘留組合鈣鋁榴石和綠輝石中低Na2O和高CaO含量所致。綜上所述歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖應(yīng)形成于洋殼俯沖高壓環(huán)境。另根據(jù)MOYEN(2011a)的TTG分類，高壓類型以Al2O3、Na2O 、Sr含量高和Y、Yb、Ta、Nb含量低為特征，也表明源區(qū)應(yīng)為高壓環(huán)境。

因?yàn)門i等HFSE在角閃石中有很高的分配系數(shù)，所以TiO2含量隨著SiO2含量增高而呈下降趨勢(shì)說明巖石熔融過程中存在角閃石殘留，或者可能存在富含Ti的礦物相(鈦鐵礦和榍石)的分離結(jié)晶作用。實(shí)驗(yàn)也表明在足夠使石榴子石和角閃巖穩(wěn)定的壓力下，含水玄武巖中低程度部分熔融可以產(chǎn)生TTG質(zhì)巖石(MARTIN. H et al，1986；RAPP, R.P et al，1995；FOLEY, S.F et al，2002)。MOYEN(2011)和STEVENS (2006)也指出TTG巖石可能是含水變質(zhì)玄武巖部分熔融形成的，殘留相為角閃巖、含石榴子石的角閃巖或榴輝巖。而FOLEY et al，(2002)認(rèn)為太古宙巖石低Nb/Ta和高Zr/Sm的比值特征符合含石榴角閃巖殘留的成因模式，排除了榴輝巖殘留相成因模式。

根據(jù)歪咀山巖體巖樣地球化學(xué)元素構(gòu)造環(huán)境的圖解(圖8)，可以看出所測(cè)巖樣數(shù)據(jù)都是落在各個(gè)構(gòu)造環(huán)境判別圖解的VAG(火山弧花崗巖)區(qū)域內(nèi)，顯示出歪咀山巖體屬于火山弧花崗巖，類似現(xiàn)代大洋板片低角度俯沖熔融形成的Adakite巖石。

○.本次工作所測(cè)的歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖樣品；△.嵩山地區(qū)TTG片麻巖樣品(引自周艷艷等，2009)圖8　歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖地球化學(xué)組分環(huán)境判別圖解a-Nb-Y和b-Rb-Y+Nb(據(jù) Pearce等，1984)Fig.8　Geochemical composition of Waijushan gneissic trondhjemite plotted in the tectonic setting discrimination diagrams a-Nb-Y and b-Rb-Y+Nb (from Pearce et al., 1984)

在(Sr/Y)-Y圖解上(圖9a)大多數(shù)樣品投在太古宙TTG范圍內(nèi)，個(gè)別樣品投在島弧巖石區(qū)域，在(La/Yb)N-(Yb)N圖解上(圖9b)，可以看到所有樣品都投在太古宙TTG范圍內(nèi)，在La/Yb-Th/Yb圖解中(圖10)，樣品投在大陸邊緣弧，個(gè)別樣品投在島弧區(qū)域中，說明歪咀山巖體具有大陸邊緣弧巖漿巖特征。歪咀山巖體高的Ba/Th(69～215)和Ba/La(11～31)值，以及低的Nb/Ta(8～16)和Ce/Pb(4～13)值，再加上原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上Nb、Ti的負(fù)異常等地球化學(xué)特征，顯示出島弧巖漿巖或陸殼混染巖石特征，說明歪咀山巖體形成于類似現(xiàn)代島弧環(huán)境的構(gòu)造背景，伴隨有巖漿活動(dòng)，也可能是在陸殼的增生過程中形成。

○.本次工作所測(cè)的歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖樣品；△.嵩山地區(qū)TTG片麻巖樣品(引自周艷艷等，2009)圖9　歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖(a)Sr/Y-Y和(b)(La/Yb)N-YbN圖解[(據(jù)MARTIN,1993,1994;ATHERTON et al.，1993)Fig.9　(a)Sr/Y-Y和(b)(La/Yb)N-YbN,diagrams of gneissic trondhjemite in Wajjushan area(from MARTIN,1993,1994;ATHERTON et al.,1993)

由MORB部分熔融形成的熔體Mg#一般不超過45。因此Mg#的大小可以靈敏的反應(yīng)基性巖熔融產(chǎn)物在上升過程中是否受到地幔物質(zhì)的混染(SMITHIES, 2000)。歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖表現(xiàn)出高M(jìn)g#(43～55)的特征(圖11)，和俯沖環(huán)境下的埃達(dá)克巖相似，可能在上升過程中受到了地幔物質(zhì)的混染。歪咀山巖體Ni(21.07～99.65)、Cr(25.45～68.48)含量很高，也可作為俯沖板塊與地幔楔相互作用的證據(jù)(MARTIN. H et al，1999)。從圖11可知樣品落入俯沖洋殼板塊熔融和加厚下地殼熔融的重疊區(qū)域，但根據(jù)以上分析，結(jié)合巖體巖樣表現(xiàn)出的低Y和低HREE，高Sr和Sr/Y值，輕重稀土元素強(qiáng)烈分異，具有Eu的輕微負(fù)異常特征歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖更傾向于屬于俯沖洋殼熔融成因，可能是島弧環(huán)境下低角度俯沖的玄武質(zhì)洋殼板片部分熔融的產(chǎn)物(圖11)。

綜上所述，歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖很可能是俯沖環(huán)境下含水玄武質(zhì)洋殼部分熔融產(chǎn)生的，在洋殼侵位過程中受到地幔楔的混染。反應(yīng)了新太古宙歪咀山地區(qū)處于類似現(xiàn)代大陸邊緣弧的構(gòu)造環(huán)境，曾有一次重大地質(zhì)事件存在。

○.本次工作所測(cè)的歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖樣品；△.嵩山地區(qū)TTG片麻巖樣品(引自周艷艷等，2009)圖10　歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖地球化學(xué)組分環(huán)境　　判別La/Yb-Th/Yb圖解(據(jù) CONDIE，1989)Fig.10　Geochemical composition of Waijushan gneissic trondhjemite plotted in the La/Yb-Th/Yb tectonic setting discrimination diagrams (from CONDIE，1989)

6　結(jié)論

(1)歪咀山片麻狀?yuàn)W長花崗巖主微量元素顯示其富Na2O(3.1%～5.3%)和SiO2(56.36%～66.98%)，Na2O/K2O取值的范圍是1.5～2.3。MgO的含量較高(1.45%～4.96%)，Al2O3整體上質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.14%～17.32%，A/CNK[Al2O3/( CaO +Na2O+K2O)分子比]=0.84～1.18，平均為1.08，顯示該巖體高鋁特征。TiO2、Al2O3、MgO、CaO 、P2O5與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，說明這些片麻狀?yuàn)W長花崗巖來自同一巖漿源區(qū)。

圖11　歪咀山地區(qū)片麻狀?yuàn)W長花崗巖SIO2-MGO和SiO2-Mg#圖解(據(jù)Zhou,et al,2009)Fig.11　SiO2-MgO and SiO2-Mg# diagrams of gneissic trondhjemite in Waijushan area(from Zhou,et al,2009)

(2)巖石地球化學(xué)特征說明歪咀山巖體產(chǎn)于活動(dòng)大陸邊緣弧環(huán)境，具有類似于高硅埃達(dá)克巖石的地球化學(xué)特征。綜合分析得出歪咀山巖體是在俯沖環(huán)境下含水玄武質(zhì)洋殼部分熔融形成的，并存在地幔楔不同程度的混染。這一成因機(jī)制表明新太古代歪咀山地區(qū)可能處于類似現(xiàn)代大陸邊緣弧的構(gòu)造環(huán)境，曾有一次重大地質(zhì)事件存在。

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Genesis and Geological Significance of Waijushan Neo-archean Pluton in Songshan Area

LI Xinglong, SI Rongjun, MAO Guangyu, XIE Xiang

(School of Resources and Environment, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, Henan, China)

Songshan is the typical area in China, where the neo-archean granitic rocks were well exposed. The Waijushan gneissic trondhjemite is mainly distributed in Waijushan, which shows grayish-white colour, with medium-grained granitic texture, gneissic and banded structures. The Waijushan gneissic trondhjemite has high concentrations of Na2O (4.08%～5.30%) and SiO2(average 65%), and poor in Fe and Mg, with high ratio of Na2O/K2O (1.5～3.9) and the content of Al2O3of 14.14%～17.44% (average of 15.33%, larger than 15%), showing the feature of TTG gneiss with peraluminous. It has the similar geochemical characteristics with the high Si Cenozoic adakite, for example, the ΣREE is 121×10-6～267×10-6, the HREE is strongly depleted, and the LREE and HREE are strongly differentiation, with weak negative Eu anomalies, high content of Sr, high ratio of Sr/Y, and low contents of Cr, Yb and Y; It is also similar to island arc volcanics on the relational features among Nb, Y, Rb, Th, La and Yb in the rocks. The geochemical characteristics of the Waijushan pluton shows that it was formed by the partial melting of aqueous basaltic oceanic crust under the high pressure environment during subduction process.

Neo-archean; trondhjemite; geological significance; Waijushan

2014-12-03；

2015-08-13

河南1∶5萬大口集(I49E009019)、府店(I49E009020)、江左(I9E010019)、大金店(I49E010020)幅區(qū)調(diào)(編號(hào)：基[2010]礦評(píng)01-12-02，項(xiàng)目編號(hào)1212011120767)

李興隆(1991-)，男，碩士研究生，河南平頂山人，地質(zhì)資源與地質(zhì)工程專業(yè)。研究方向：巖石地球化學(xué)。E-mail:1145733627@qq.com

P595

A

1009-6248(2016)01-0050-11