遼寧阜新北部地區(qū)早侏羅世花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及銣礦化

彭游博，劉文彬，姚玉健，趙軍，謝忠，駱念崗

遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限責(zé)任公司，沈陽(yáng), 110031

內(nèi)容提要: 遼寧阜新北部地區(qū)的稀有金屬銣資源較為豐富，與銣成礦相關(guān)的巖體巖性主要為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，LA-ICP-MS鋯石206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為175.6±2.8 Ma，時(shí)代為早侏羅世。巖體富堿、過(guò)鋁質(zhì)、分異程度高，富集HREE、Th、U、Hf，虧損Sr、P、Ti。較低的K/Rb值(70.92～82.93)、負(fù)銪異常(δEu=0.20～0.40)、稀土總量(ΣREE=56.35～122.23)和輕重稀土比值(LREE/ HREE =3.10～4.73)，Nb/Ta值(7.90～10.18)低于上地殼Nb/Ta值(13.4)，Rb —(Y+Nb)圖解與Rb/10—Hf—3Ta圖解反映出巖體形成于板內(nèi)拉張的構(gòu)造環(huán)境。結(jié)合區(qū)域上對(duì)稀有金屬銣的研究，認(rèn)為該地區(qū)早侏羅世中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖為重要的稀有金屬銣礦的找礦標(biāo)志之一。

遼寧阜新北部地區(qū)位于華北克拉通北緣，中生代巖漿活動(dòng)頻繁，主要分布早侏羅世的細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、中晚侏羅世中細(xì)粒、粗粒二長(zhǎng)花崗巖。對(duì)于該時(shí)期的花崗巖形成構(gòu)造背景和成礦作用備受?chē)?guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注。雖然花崗質(zhì)巖漿與稀有金屬、稀土金屬成礦之間的關(guān)系是近些年礦床學(xué)研究的前沿課題之一，但是對(duì)該區(qū)域的研究相對(duì)較少，資料匱乏(王登紅等，2013)。隨著稀有金屬銣在高新技術(shù)及航空國(guó)防領(lǐng)域中應(yīng)用的越來(lái)越多，其獨(dú)特的光電效應(yīng)和清潔能源方面被人們所熟知(孫艷等，2013)。本次工作通過(guò)詳實(shí)的野外地質(zhì)調(diào)查，對(duì)早侏羅世巖體進(jìn)行了解體，重點(diǎn)研究了與銣礦化相關(guān)的中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖的巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征、形成時(shí)代，利用電子探針等手段，分析稀有金屬銣元素的含量及賦存狀態(tài)，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，探討中生代巖體與稀有金屬成礦的關(guān)系。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北克拉通北緣隆起，舊廟凸起帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)存在新太古代結(jié)晶基底(遼西古陸塊)，由斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖、石榴角閃片麻巖巖石組合構(gòu)成，歷經(jīng)麻粒巖相—角閃巖相變質(zhì)作用和綠片巖相變質(zhì)作用，多期次韌性變形作用，原巖為火山—沉積含鐵建造。其上有少量古元古界變質(zhì)沉積巖系(魏家溝巖組)，中生代白堊系義縣組火山巖、沙海組沉積巖(圖1)。

圖1 華北克拉通構(gòu)造簡(jiǎn)圖及研究區(qū)位置(a)、遼寧阜新北部地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)Fig. 1 Simplified tectonic map in the northern margin of the North China Craton and study area location(a), geological sketch map of Northern Fuxin area of Liaoning(b)

侵入巖主要以中生代巖體為主，早期形成的巖漿侵位形成較小規(guī)模的細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，晚期形成規(guī)模較大的細(xì)?！屑?xì)?！至６L(zhǎng)花崗巖。

2 巖石學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)巖石主要巖性為細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖和中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖。與銣成礦相關(guān)的巖性主要為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，巖石呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要由條紋長(zhǎng)石(40%)、斜長(zhǎng)石(30%)、石英(30%)，黑云母及不透明礦物(少量)組成。條紋長(zhǎng)石，半自形晶，板狀，黏土化，粒徑1～4 mm；斜長(zhǎng)石，半自形晶，板狀，具聚片雙晶，絹云母化，粒徑0.5～4 mm；石英，無(wú)色、淺灰色，他形，粒狀，粒徑1～6 mm；黑云母，黑色、鱗片狀，片徑1 mm±。不透明礦物主要為磁鐵礦及赤鐵礦(圖2)。

圖2 阜新北部地區(qū)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖野外照片及鏡下結(jié)構(gòu)特征: (a) 中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖巖貌；(b)黝簾石化中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖；(c)—(f)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖薄片顯微照片；(g)、(h)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖光片顯微照片F(xiàn)ig. 2 Field photos and microscopical structural features of fine-grained monzogranit in Nouthern Fuxin area: (a) petrography of medium—fine-grained monzogranite；(b) tetrahedral epidotization medium—fine-grained monzogranite；(c)—(f) medium—fine-grained monzogranite thin section micrograph；(g), (h)medium—fine-grained monzogranite optical micrographPl—斜長(zhǎng)石；Pth—條紋長(zhǎng)石；Qz—石英；Bt—黑云母；Mt—磁鐵礦；Hm—赤鐵礦Pl—plagioclase；Pth—perthite；Qz—quartz；Bt—biotite；Mt—magnetite；Hm—hematite

巖石普遍具碎裂化，斜長(zhǎng)石普遍具絹云母化及黝簾石化，條紋長(zhǎng)石具黏土化，黑云母部分蝕變?yōu)榘自颇福龀鲨F質(zhì)。副礦物有鋯石、磷灰石、黃鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、石榴子石、赤褐鐵礦、磁鐵礦等，這些副礦物的存在，也反映出巖石的高鈾、富含稀土元素的一些性質(zhì)(趙振華,2010)。

3 鋯石U-Pb與Lu—Hf測(cè)定

本次工作用于LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)定的原樣品為：中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖樣品采自122°42′47″E、42°25′51″N，編號(hào)TC1301-RZ1。

3.1 測(cè)試方法

鋯石挑選在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室完成，將待測(cè)年樣品經(jīng)過(guò)手工破碎、室內(nèi)淘洗、篩分、縮分、磁選，在雙目鏡下挑選，得到含包裹體少、無(wú)明顯裂隙且晶型完好的鋯石；然后將鋯石置于環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)研磨，再拋光清洗制成激光樣品靶。陰極發(fā)光圖像的拍攝及LA-ICP-MS鋯石U—Th—Pb同位素分析由北京燕都中實(shí)測(cè)試技術(shù)有限公司完成，鋯石的陰極發(fā)光( CL) 圖像主要是查明鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖3) ，以便準(zhǔn)確選點(diǎn)。

圖3 阜新北部地區(qū)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖鋯石CL圖像Fig. 3 CL images of the zircon from medium—fine-grained monzogranite in Nouthern Fuxin area

本次測(cè)試鋯石微量元素含量和U-Pb同位素定年利用LA-Q-ICP-MS同時(shí)分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave UP213，ICP-MS為布魯克M90。激光剝蝕過(guò)程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過(guò)一個(gè)Y型接頭混合。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30 s的空白信號(hào)和50 s的樣品信號(hào)。

U—Th—Pb同位素測(cè)定中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ-1為外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5～10個(gè)樣品點(diǎn)，分析2次GJ-1。鋯石微量元素含量利用SRM610作為多外標(biāo)、Si作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計(jì)算。剝蝕光斑直徑根據(jù)實(shí)際情況選擇25 μm。

對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U—Th—Pb同位素比值漂移，利用GJ-1的變化采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插的方式進(jìn)行了校正。標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1的U—Th—Pb 同位素比值推薦值據(jù)Wiedenbeck等(1995)。鋯石U-Pb諧和圖繪制和權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot/Ex_ver3 (Ludwig, 2003)完成。

鋯石原位Lu—Hf同位素測(cè)定由北京燕都中實(shí)測(cè)試技術(shù)有限公司美國(guó)熱電Neptune-plus MC-ICP-MS與NWR193激光燒蝕進(jìn)樣系統(tǒng)完成測(cè)試。測(cè)試步驟與校準(zhǔn)方法參照(Wu Fuyuan et al., 2006)。鋯石剝蝕使用頻率為8 Hz，能量為16 J/cm2的激光剝蝕31 s，剝蝕出直徑約35 μm的剝蝕坑。測(cè)試時(shí)，由于鋯石中的n(176Lu)/n(177Hf)值極其低(小于0.002)，176Lu對(duì)176Hf的同位素干擾可以忽略不計(jì)。每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的173Yb/172Yb平均值用于計(jì)算Yb的分餾系數(shù)，然后再扣除176Yb對(duì)176Hf的同質(zhì)異位素干擾。n(176Lu)/n(177Hf)的同位素比值為1.35274 (Chu Nanchin et al., 2002)。

3.2 分析結(jié)果

TC1301-RZ1樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年同位素分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。樣品PM10-RZ1中所分析的鋯石顆粒度為10～100 μm，長(zhǎng)寬比多為1.1～1.8，半自形—自形長(zhǎng)柱狀、短柱狀，表面干凈，振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征明顯。在陰極發(fā)光圖像(圖3)中可以看出，鋯石均具較清晰的巖漿環(huán)帶，鋯石普遍存在高U現(xiàn)象(明添學(xué)等，2002；張佳明等，2021)，由于該巖石經(jīng)歷了高分異作用，放射成因的Pb進(jìn)入了SiO2，而U進(jìn)入了ZrO2,導(dǎo)致了一些測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)不諧和的情況。10個(gè)鋯石數(shù)據(jù)點(diǎn)U、Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為344×10-6～ 2962×10-6、348×10-6～ 2043×10-6，Th/U值為0.55～1.28，顯示巖漿鋯石特點(diǎn)(表1)。10個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)分布相對(duì)集中(圖4)。206Pb/238U年齡為171.4～181.1 Ma，加權(quán)平均值為(175.6±2.8) Ma，MSWD為2.0。結(jié)果表明，中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖形成于早侏羅世。

圖4 阜新北部地區(qū)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb諧和圖Fig. 4 U-Pb concordia diagram of the zircons from medium—fine-grained monzogranite in northeern Fuxin

中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖樣品鋯石的n(176Yb)/n(177Hf)范圍為0.032 158～0.283 131，n(176Yb)/n(177Hf)值全部大于0.002，表明鋯石在形成后，有較多的放射性成因Hf的積累，因而不能用初始n(176Yb)/n(177Hf)值代表鋯石形成時(shí)的n(176Yb)/n(177Hf)值。樣品fLu/Hf值在-0.96～-0.61之間，明顯小于鎂鐵質(zhì)地殼的fLu/Hf值(-0.34)，在硅鋁質(zhì)地殼fLu/Hf值(-0.72)附近，因此二階段模式年齡更能反映其源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔被抽取的時(shí)間(或其源區(qū)物質(zhì)在地殼的平均存留年齡)(吳福元等，2007)。樣品共10顆鋯石εHf(t)值顯示較大的變化范圍，為3.5～8.8，表明應(yīng)由新生地殼形成，兩階段模式年齡tDM1集中在510～700 Ma。tDM2值集中在659～992 Ma之間。與區(qū)域上魏家溝巖組的沉積年齡(1036±60)Ma較為相符。

4 地球化學(xué)特征

本次工作共采集5件地球化學(xué)分析樣品。巖石樣品化學(xué)分析測(cè)試由國(guó)土資源部沈陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成，常量元素采用原子吸收分光光度計(jì)等分析，稀土、微量元素分析采用等離子體質(zhì)譜儀完成，分析結(jié)果見(jiàn)表3。

4.1 常量元素

研究區(qū)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖主量元素化學(xué)成分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)列入表1之中。在TAS圖解(圖5a)中，3個(gè)樣品落于堿性花崗巖區(qū)，2個(gè)樣品落于亞堿性巖區(qū)；在鋁飽和指數(shù)A/NK—A/CNK圖解(圖5b)中，樣品均落于過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域(鄧晉福等，2015)。

中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖的常量元素SiO2含量較高70.93%～73.65%，Al2O3含量14.47%～15.92%，K2O+Na2O含量為8.81%～10.22%，K2O/Na2O為0.93～1.14，均值1.03，說(shuō)明其為富堿花崗巖。A/CNK為1.05～1.15，弱過(guò)鋁質(zhì)—強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖石，分異指數(shù)(DI)91.07～92.72，為高分異，巖體燒失值為0.86～1.08，說(shuō)明該花崗巖巖體受到后期蝕變的影響(郭春麗等，2017)。

4.2 微量元素和稀土元素特征

微量元素標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解(圖6a)可以看出，中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖富集HREE、Th、U、Hf、虧損Sr、P、Ti，Sm/Nd值為0.19～0.21，接近于地殼標(biāo)準(zhǔn)值。稀土元素地球化學(xué)特征，巖體呈“海鷗型”分布，(La/ Yb)N=1.39～2.74，輕重稀土分異不明顯，但具有較高的負(fù)Eu異常(δEu=0.2～0.4)，巖體Rb/Sr值13.57～17.91，比值非常高，Nb/Ta值為7.9～10.18，Zr/Hf值為17.02～23.43，比值相對(duì)較低，說(shuō)明其具備高分異花崗巖的一些特征。Nb/Ta為7.9～10.18，略低于球粒隕石(遲清華等，2007)；K/Rb為70.92～82.93，明顯低于正常的基性巖漿分異、地殼重熔型花崗巖。K/Rb亦為稀有金屬元素礦化指示劑，在其比值顯著降低時(shí)，往往形成稀有金屬元素的礦化或礦床(趙建華,2007)。

表2 中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖鋯石Lu—Hf同位素分析結(jié)果Table 2 Zircon Lu—Hf isotope analytical data of the medium fine-grained monzogranite

5 電子探針?lè)治?/h2>

5.1 測(cè)試方法

電子探針樣品在南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司完成，將待測(cè)樣品經(jīng)過(guò)制片，圈點(diǎn)后采用日本電子JXA-8530F Plus型號(hào)的電子探針完成。黑云母、長(zhǎng)石電子探針測(cè)試過(guò)程中采用的加速電壓為15 kV，電流為10 nA，束斑直徑為10 μm。Si、Ti、Al、Cr、Fe、Mn、Ni、Mg、Ca、Na、K、Rb、F和Cl峰位的測(cè)試時(shí)間為10s，上下背景的測(cè)試時(shí)間為峰位的一半。采用ZAF法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基體校正(趙海軍等，2018)。

5.2 分析結(jié)果

黑云母12個(gè)點(diǎn)中，Rb2O最低含量0.15%，最高含量0.4%，平均品位0.33%。鉀長(zhǎng)石23個(gè)點(diǎn)中，僅有一個(gè)樣品Rb2O含量為0，其他22個(gè)點(diǎn)最低含量0.05%，最高含量0.16%，平均含量0.1%。斜長(zhǎng)石25個(gè)點(diǎn)中，只有4個(gè)點(diǎn)測(cè)試出Rb2O品位，其他21個(gè)點(diǎn)均未見(jiàn)Rb2O，出現(xiàn)Rb2O的樣品最低含量0.01%，最高含量0.04%。由此推斷斜長(zhǎng)石可能與巖漿中氣水化合物在高溫的作用下發(fā)生了蝕變，導(dǎo)致測(cè)試中出現(xiàn)了少量銣元素。石英12個(gè)點(diǎn)中，也只有兩個(gè)點(diǎn)測(cè)試出Rb2O含量，分別為0.02%，0.03%(表4～表7)。

表3 阜新北部二長(zhǎng)花崗巖常量元素、微量元素、稀土元素分析結(jié)果Table 3 The analysis results of major, trace and rare earth elements of monzogranite in Nouthern Fuxin area

表4 遼寧阜新北部地區(qū)早侏羅世中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖中黑云母電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 4 The electron probe analysis results of biotite in the Early Jurassic medium—fine-grained monzogranit in northern Fuxin, Liaoning

圖5 阜新北部二長(zhǎng)花崗巖TAS圖解(a) (據(jù)Irvine and Baragar,1971)和鋁飽和指數(shù)圖解(b) (據(jù) Maniar and Piccoli,1989)Fig. 5 TAS(a) (after Irvine and Baragar,1971) and aluminum saturation index diagram(b) (after Maniar and Piccoli,1989)of monzogranite in Nouthern Fuxin area

表5 中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖中鉀長(zhǎng)石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 5 The electron probe analysis results of K-feldspar in medium fine-grained monzogranit

圖6 阜新北部二長(zhǎng)花崗巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖(a)(據(jù)黎彤,1994)和稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(b)(據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig. 6 Primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (a)( after Li Tong,1994&)and chondrite-normalized REE patterns(b) (after Sun and McDonough,1989)of monzogranite in Nouthern Fuxin area

綜上所述， Rb2O主要賦存在黑云母和鉀長(zhǎng)石中，斜長(zhǎng)石與石英中基本沒(méi)有，其中黑云母中的Rb2O有較好的富集，平均品位為鉀長(zhǎng)石的3.3倍。

6 討論

6.1 成因類(lèi)型

通過(guò)之前的巖石學(xué)，巖石地球化學(xué)及同位素分析可以得知，巖漿高硅富堿，巖石為過(guò)鋁質(zhì)，大部分樣品鋁飽和指數(shù)大于1.1，指示來(lái)源可能為上地殼源區(qū)，高Rb/Sr值相當(dāng)于長(zhǎng)石砂巖的Rb、Sr比值，也表明巖漿形成過(guò)程中有上部地殼具有較高Rb/Sr的長(zhǎng)石石英源區(qū)物質(zhì)的加入(楊智荔,2021; 苗群峰,2018)。巖漿中特定礦物的微量元素，也可能指示巖漿結(jié)晶分異的過(guò)程。較低的K/Rb(70.92～82.93)值和負(fù)銪異常(δEu=0.20～0.40)，表明了存在顯著的長(zhǎng)石分離結(jié)晶，而較低的稀土總量(ΣREE=56.35～122.23)和輕重稀土比值(LREE/ HREE =3.10～4.73)指示富含稀土元素的獨(dú)居石等礦物的分離(王汝成,2019) 。這與人工重砂中的重礦物分析存在一部分的獨(dú)居石礦物結(jié)果一致。巖石低于花崗巖巖漿—熱液分界(Zr/Hf =26)的全巖(Zr/Hf =17.02～23.43)值，指示鋯石的分離結(jié)晶，也暗示巖漿演化后期存在有流體的影響，較低的Nb/Ta(Nb/Ta =7.90～10.18)值低于上地殼(Nb/Ta =13.4)，體現(xiàn)出存在黑云母的分離結(jié)晶作用與巖漿—流體相互作用的雙重作用影響(王臻,2019)。根據(jù)FeOT/ MgO—(Zr+Nb+Ce+Y)圖解可以看出樣品落于分異花崗巖中的高分異“I”型花崗巖區(qū)(孟德磊,2019)，(K2O+Na2O)/CaO—(Zr+Nb+Ce+Y)圖解也可以看出巖石落于高分異區(qū)(周紅智,2020)。因此結(jié)合巖石學(xué)特征初步推斷，早侏羅世中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖應(yīng)屬高分異“I”型花崗巖。

圖7 阜新北部地區(qū)中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖電子探針鏡下結(jié)構(gòu)特征Fig. 7 The electron probe photos and microscopical structural features of the medium—fine-grained monzogranite in northern Fuxin area

表6 中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗中巖石英電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 6 The electron probe analysis results of Quartz in medium fine-grained monzogranit

表7 阜新北部早侏羅世中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖中斜長(zhǎng)石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 7 The electron probe analysis results of albite in the Early Jurassic medium—fine-grained monzogranite in northern Fuxin, Liaoning

6.2 構(gòu)造環(huán)境

中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖巖體雖受赤峰—開(kāi)原構(gòu)造影響，但變形較弱。巖石雖局部較為破碎但礦物定向組構(gòu)不發(fā)育，具有清晰的花崗結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造(董美玲,2013)。說(shuō)明巖漿形成環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定。

相關(guān)元素地球化學(xué)成因圖解表明，在 Rb —(Y+Nb)圖解(圖9a)上，樣品均落于同碰撞花崗巖與板內(nèi)花崗巖區(qū)中。Ta— Yb圖解(圖9b)中樣品落于板內(nèi)花崗巖區(qū)。在Rb/10—Hf—3Ta圖解(圖10)中，樣品全部落于板內(nèi)花崗巖區(qū)，結(jié)合其構(gòu)造位置隸屬于華北克拉通北緣，可以推斷該二長(zhǎng)花崗巖形成于板內(nèi)拉張環(huán)境。

圖8 阜新北部二長(zhǎng)花崗巖FeOT/MgO—(Zr+Nb+Ce+Y)圖解(a)(據(jù)Whalen et al.,1987)及(K2O+Na2O)/CaO—(Zr+Nb+Ce+Y)圖解(b)(據(jù)Whalen et al.,1987)Fig. 8 The FeOT/MgO —(Zr+Nb+Ce+Y)diagram(a) (after Whalen et al.,1987)and (K2O+Na2O)/CaO—(Zr+Nb+Ce+Y)diagram(b) (after Whalen et al.,1987)of monzogranite in Nouthern Fuxin areaFG—分異的花崗巖; OGT—未分異的花崗巖; HFS—高分異S型花崗巖; HFI—高分異I型花崗巖FG—:fractionated granites; OGT—non fractionated granite; HFS—highly fractionated S-type granites; HFI—highly fractionated I-type granites

6.3 巖體與銣礦化的關(guān)系

研究區(qū)的低品位銣礦化與早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖關(guān)系密切，銣礦化存在于黑云母及鉀長(zhǎng)石中。

在巖漿分異過(guò)程中，花崗質(zhì)熔體往往產(chǎn)生氟、鉀、銣、鉭、鈮等元素的集聚，這從不同期巖石或礦物中上述元素平均含量的變化研究方面，已有很多礦區(qū)實(shí)例可以說(shuō)明(文春華,2017;陳雪鋒,2018)。

圖9 阜新北部二長(zhǎng)花崗巖Rb —(Y+Nb)圖解(a)據(jù)Pearce et al.,1984)及Ta—Yb圖解(b)據(jù)Pearce et al.,1984)Fig. 9 The Rb —(Y+Nb)diagram(a) (after Pearce et al.,1984)and Ta—Yb) diagram(b) (after Pearce et al.,1984)of monzogranite in Nouthern Fuxin areaVAG—火山弧花崗巖；WPG—板內(nèi)花崗巖；ORG—洋脊花崗巖；Syn-COLG—同碰撞花崗巖VAG—volcanic arc granite；WPG—within plate granite；ORG—oceanic ridge granite；Syn-COLG—syn-collisional granite

圖10 阜新北部二長(zhǎng)花崗巖Rb/10—Hf—3Ta圖解(據(jù)Harris et al.,1986)Fig. 10 The Rb/10—Hf—3Ta diagram of monzogranite in Nouthern Fuxin area(after Harris et al.,1986)

全巖的這些地球化學(xué)特征，顯示花崗巖巖漿是部分熔融析出的原始酸性巖漿經(jīng)歷結(jié)晶分異形成高硅花崗巖。也就是說(shuō)成礦巖石來(lái)源地殼的長(zhǎng)石砂巖源區(qū)是一個(gè)重要的補(bǔ)充源，熔融過(guò)程中隨著SiO2含量的升高，K2O和不相容元素Rb、Th、U會(huì)增加很多倍，因此可以推斷燕山期華北板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用與大量富H2O流體參與下，上部地殼的長(zhǎng)石砂巖區(qū)發(fā)生部分熔融，形成部分熔融的巖漿，在不斷的熔融和分異過(guò)程下形成大規(guī)模的二長(zhǎng)花崗巖巖漿房，并沿構(gòu)造裂隙分別侵位中細(xì)粒—中粗粒二長(zhǎng)花崗巖。而這些與成礦有關(guān)花崗巖(中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖)即為高分異花崗巖演化最徹底的端元，也就是稀有金屬元素花崗巖，從早到晚成礦金屬元素和堿質(zhì)、揮發(fā)分高度富集，高硅富堿，銣在中—晚期階段形成的侵入體中富集，并伴隨熱液蝕變出現(xiàn)堿性長(zhǎng)石化、云英巖化、硅化等現(xiàn)象(孫艷,2019)。因此結(jié)合區(qū)域上對(duì)稀有金屬及稀土元素的研究，認(rèn)為在阜新北部地區(qū)早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖為稀有金屬找礦的重要標(biāo)志之一。

7 結(jié)論

(1) 遼寧阜新北部地區(qū)中生代中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖LA-ICP-MS鋯石206Pb/238U年齡加權(quán)平均值175.6±2.8 Ma，時(shí)代為早侏羅世。

(2)遼寧阜新北部地區(qū)早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖為高分異花崗巖，形成于板內(nèi)拉張環(huán)境。

(3)遼寧阜新北部地區(qū)早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖為稀有金屬元素花崗巖，銣元素主要賦存在黑云母和鉀長(zhǎng)石中，是稀有金屬元素找礦的重要標(biāo)志之一。

致謝：野外工作和文章編寫(xiě)中得到遼寧省自然資源廳、遼寧地礦集團(tuán)、遼寧省地質(zhì)調(diào)查院有限責(zé)任公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和同事的指導(dǎo)和幫助，測(cè)試工作得到國(guó)土資源部沈陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心、北京燕都中實(shí)技術(shù)公司與南京宏創(chuàng)技術(shù)服務(wù)公司在巖石地球化學(xué)、鋯石測(cè)年、探針測(cè)試中的幫助，感謝審稿專(zhuān)家提出的意見(jiàn)和建議。