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引用本文
赵越, 刘敬党, 张国宾, 等. 张广才岭南部帽儿山岩体二长花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1098-1118
Zhao Yue, Liu Jingdang, Zhang Guobin, et al. Geochronology, Geochemistry and Tectonic Significance of the Monzonitic Granites of Maoershan Pluton from the Southern Zhangguangcai Range in Heilongjiang Province, China[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2021, 51(4): 1098-1118.
张广才岭南部帽儿山岩体二长花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义
赵越1,2, 刘敬党2, 张国宾2, 张艳飞2,3     
1. 辽宁工程技术大学阜新转型创新发展研究院, 辽宁 阜新 123000;
2. 辽宁工程技术大学矿业学院, 辽宁 阜新 123000;
3. 中国地质调查局沈阳地质调查中心, 沈阳 110034
收稿日期: 2021-01-26
作者简介: 赵越(1995-), 男, 讲师, 博士, 主要从事矿产勘查方面的研究, E-mail: zhaoyue9501@163.com
基金项目: 辽宁省科技厅基金项目（20170540428）；辽宁省教育厅面上基金项目（LJ2019JL027）；辽宁省教育厅青年科技人才"育苗"项目（LJ2020QNL003）
摘要: 张广才岭是松嫩地块与佳木斯地块之间的碰撞造山带，是东北"巨型花岗岩省"的重要组成部分。本文通过锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析，研究了张广才岭南部帽儿山二长花岗岩年代学、地球化学特征和构造背景。锆石U-Pb年代学结果显示：张广才岭南部细粒二长花岗岩成岩年龄为（176.4±1.1）Ma，中粒二长花岗岩成岩年龄为（178.9±1.3）、（177.7±1.1）Ma，粗粒二长花岗岩成岩年龄为（180.0±1.8）、（179.9±1.2）Ma，成岩时代均属于早侏罗世。岩石地球化学研究显示：细粒二长花岗岩、中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩均具有富硅、贫铝、高碱、低钙，富集Zr、Hf、Rb、K，亏损Ba、Sr、Nb、P、Ti，燕式型稀土配分模式等特征，成岩类型属于造山后A2型花岗岩。结合年代学和地球化学特征，研究区早侏罗世二长花岗岩形成于碰撞后构造背景，代表佳木斯地块和松嫩地块碰撞—拼合过程中的一次伸展作用，表明早侏罗世区域构造环境逐渐由挤压造山向造山后伸展环境转变。
关键词: 张广才岭    早侏罗世    二长花岗岩    锆石U-Pb定年    地球化学    岩石成因    构造背景    
Geochronology, Geochemistry and Tectonic Significance of the Monzonitic Granites of Maoershan Pluton from the Southern Zhangguangcai Range in Heilongjiang Province, China
Zhao Yue1,2, Liu Jingdang2, Zhang Guobin2, Zhang Yanfei2,3     
1. Institute of Innovation and Development for Fuxin Transition, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, Liaoning, China;
2. Mining Institute, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, Liaoning, China;
3. Shenyang Center of Geological Survey, China Geological Survey, Shenyang 110034, China
Foundation item: Supported by the Fund of the Department of Science and Technology of Liaoning Province (20170540428), the Fund of Educational Department of Liaoning Province (LJ2019JL027) and "Nurturing Seedlings" Project of Young Science and Technology Talents of the Department of Education of Liaoning Province (LJ2020QNL003)
Abstract: The Zhangguangcai Range is a collision orogenic belt between the Songnen massif and the Jiamusi massif, and is an important part of the "Giant Granite Province" in Northeast China. Based on zircon U-Pb dating and petrogeochemical analysis, we have studied the chronology, geochemical characteristics and tectonic setting of the Early Jurassic monzogranites in the southern Zhangguangcai Range. The zircon U-Pb dating results show that the diagenetic age of the fine-grained monzogranite granite sample is (176.4±1.1) Ma; The medium-grained monzogranite samples are(178.9±1.3)Ma, (177.7±1.1)Ma; The coarse-grained monzogranite samples are(180.0±1.8)Ma, (179.9±1.2)Ma. These ages belong to the Early Jurassic. Petrogeochemical results show that the fine-grained monzogranite samples, medium-grained monzogranite samples and coarse-grained monzogranite samples are rich in silicon, poor in aluminum, high in alkali, low in calcium, enriched in Zr, Hf, Rb, K, depleted in Ba, Sr, Nb, P, Ti, swallow-type rare earth distribution model and other characteristics, the diagenetic type belongs to post-orogenic A2 granite. Combining the characteristics of chronology and geoch emistry, the authors believe that the Early Jurassic monzonitic granite in the study area was formed in the post-collision tectonic setting, representing an extension during the collision-assembly process of the Jiamusi and Songnen blocks, indicating the Early Jurassic the regional tectonic environment gradually changed from compression orogenic to post-orogenic extensional environment.
Key words: Zhangguangcai Range    Early Jurassic    monzogranite    zircon U-Pb dating geochemistry    petrogenesis    tectonic setting    

0 引言

张广才岭位于黑龙江省中南部和吉林省中部，是松嫩地块与佳木斯地块之间的碰撞造山带和东北“巨型花岗岩省”的组成部分。张广才岭东以嘉荫—牡丹江断裂为界，西以逊克—铁力断裂为界，南部以敦化—密山断裂为界，北部一直延伸到俄罗斯境内的图兰构造带。区内广泛发育不同时代的花岗岩，这些花岗岩主要以印支期花岗岩为主，在张广才岭北部发现一些早古生代和晚古生代的花岗岩，燕山期花岗岩仅在南部分布[1]。目前多数学者认为张广才岭南部侏罗纪花岗岩为Ⅰ型花岗岩，成因与太平洋板块的俯冲有关，而对于A花岗岩的报道相对较少[2]。笔者在张广才岭南部1∶5万矿调时发现，帽儿山岩体二长花岗岩具有富硅和高碱、TFeO/MgO、(Na2O+K2O)/CaO及Ga/Al值的特征，这些岩石地球化学特征与A型花岗岩岩石地球化学特征极其相似[2-5]，具有重要的研究意义。基于此，笔者对张广才岭南部帽儿山岩体二长花岗岩进行系统的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学研究，探讨张广才岭南部帽儿山岩体早侏罗世二长花岗岩的岩浆作用时限、岩石成因及成岩构造背景，为区域构造演化提供新的依据。

1 区域地质背景

研究区位于黑龙江省与吉林省东北部交界处，属于张广才岭南部，西北部为松嫩—张广才岭地块，东侧为敦化—密山断裂，东北侧为嘉荫—牡丹江断裂(图 1a)。区域内地层不发育，主要为古生界二叠系红山组板岩和新生界第四系。构造较为发育，可分为北西向、近东西向和北东向3组不同方向构造。北西向构造属于燕山期构造，代表构造为霍伦河河谷断裂和珠琦河断裂；近东西向构造为印支期构造，区内表现不明显；北东向构造形成时代晚于北西向和近东西向构造，北东向构造穿插并截断了北西向构造。区内岩浆活动十分强烈，以酸性岩和中酸性岩侵入岩为主，岩石类型为二长花岗岩、花岗闪长岩、碱长花岗岩、闪长岩等(图 1b)。

1. 第四系；2. 二叠系上统红山组板岩；3. 中侏罗世细粒碱长花岗岩；4. 中侏罗世似斑状中粗粒二长花岗岩；5. 中侏罗世似斑状中细粒二长花岗岩；6. 早侏罗世花岗闪长岩；7. 早侏罗世细粒二长花岗岩；8. 早侏罗世中粒二长花岗岩；9. 早侏罗世粗粒二长花岗岩；10. 早侏罗世闪长岩；11. 锆石U-Pb年龄采样点及样品号；12. 岩石地球化学采样点及样品号；13. 村庄；14. 山名；15. 研究区范围；16.断裂。测年样品号RT-11、RT-14、RT-09、RT-04、RT-13同时进行了岩石地球化学分析测试，对应样品号分别为Z05、Z11、X06、C03、C06。 图 1 研究区地质简图 Fig. 1 Simplified geological map of the study area
图选项
2 岩体地质与岩相学特征

张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩按矿物粒径大小分为细粒二长花岗岩、中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩(图 2)。细粒二长花岗岩主要分布于烟筒砬子、龙头山、八台村以西一带，呈岩基、岩株状产出，风化程度相对较弱，局部被第四系覆盖。中粒二长花岗岩主要分布于龙头山、五滴村以南地区，呈岩基状产出，山体多呈浑圆状，风化程度中等。粗粒二长花岗岩分布于神仙洞、帽儿山、烟筒砬子等区域，呈岩基、岩株状产出，风化程度中等，球状风化明显，岩体内含少量暗色细粒闪长质包体，暗色微粒包体是由岩浆混合作用造成的。由于差异性风化，岩体表面包体多已风化脱落形成凹槽。

a. 细粒二长花岗岩宏观照片；b. 中粒二长花岗宏观照片；c. 粗粒二长花岗岩宏观照片；d. 细粒二长花岗岩显微照片；e. 中粒二长花岗显微照片；f. 粗粒二长花岗岩显微照片。Q.石英；Pl.斜长石；Kf.钾长石；Bi.黑云母。 图 2 研究区早侏罗世二长花岗岩野外和镜下特征照片 Fig. 2 Outcrop and microscopical photograph of the Early Jurassic monzonitic granites in the study area
图选项

细粒二长花岗岩风化面为黄褐色，新鲜面为浅肉红色—肉红色，细粒半自形粒状结构，块状构造(图 2a)，主要矿物成分为钾长石(38%)、石英(35%)、斜长石(25%)，少量黑云母、磁铁矿(2%)，粒径一般为1.0~2.0 mm。钾长石为半自形粒状，无色，负低突起，两组近直交解理，一级灰白干涉色，纺锤状格子双晶；石英为他形粒状，无色，正低突起，无解理，一级黄白干涉色；斜长石为半自形板条状，无色，正低突起，两组近直交解理，一级灰白干涉色，聚片双晶；黑云母为片状，黄褐色—褐色多色性，正中突起，一组极完全解理，二级干涉色；磁铁矿为粒状，黑色不透明，反射光下金属光泽、钢灰色(图 2d)。

中粒二长花岗岩呈浅肉红色，中粒半自形粒状结构，致密块状构造(图 2b)，主要矿物成分为钾长石(40%)、石英(30%)、斜长石(28%)、黑云母(2%)，粒径一般为2.0~3.5 mm。钾长石呈半自形粒状，无色，负低突起，一级灰白干涉色，多见纺锤状格子双晶；石英呈他形粒状，无色，正低突起，无解理，一级黄白干涉色；斜长石呈半自形板状，无色，正低突起，一级灰白干涉色，聚片双晶，偶见环带状构造；黑云母呈片状，黄褐色—褐色多色性，正中突起，一组极完全解理，二级干涉色(图 2e)。

粗粒二长花岗岩为灰白色—浅肉红色，中粗粒半自形粒状结构，致密块状构造(图 2c)，主要矿物成分为钾长石(35%)、石英(30%)、斜长石(29%)、黑云母(1%)，粒径一般为3.0~8.0 mm。钾长石呈半自形粒状，无色，负低突起，一级灰白干涉色；石英呈他形粒状，无色，正低突起，无解理，一级黄白干涉色；斜长石呈半自形板状，无色，正低突起，一级灰白干涉色，聚片双晶，多见环带状构造；黑云母呈片状，黄褐色—褐色多色性，正中突起，一组极完全解理，二级干涉色(图 2f)。

3 样品采集与分析方法 3.1 样品采集

样品采集于张广才岭南部细粒二长花岗岩、中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩岩体内。1件细粒二长花岗岩锆石U-Pb测年样品(RT-09)采于二人班，17件细粒二长花岗岩地球化学样品采于烟筒砬子、二人班、新安水库东侧一带；2件中粒二长花岗岩锆石U-Pb测年样品(RT-11、RT-14)分别采于二人班和龙头山采石场，13件中粒二长花岗岩地球化学样品采于二人班及龙头山采石场；2件粗粒二长花岗岩锆石U-Pb测年样品分别采于神仙洞(RT-04)和帽儿山(RT-13)，17件粗粒二长花岗岩地球化学样品采于烟筒砬子、帽儿山、神仙洞一带。所采集的样品均较新鲜无蚀变，采样位置见图 1b。

3.2 分析方法

锆石样品破碎和挑选工作在辽宁省地质矿产勘查局第一实验室完成，透反射光和阴极发光(CL)图像采集工作在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所完成，锆石U-Pb测年工作在北京离子探针中心实验室完成。使用标准锆石TEM进行标定，束斑直径为30 μm。岩石地球化学样品测试工作在辽宁化工地质矿山第三实验室完成。岩石样品主量元素采用X-射线荧光光谱法(XRF)测定，分析精度优于5%；微量、稀土元素使用高压密封消解ICP-MS法测定，分析精度优于10%；烧失量采用重量法(GR)测试；Fe2O3、FeO采用容量法(VOL)测试。

4 分析结果 4.1 锆石U-Pb年代学

细粒二长花岗岩样品(RT-09)的锆石U-Pb测试结果表见表 1。该样品的锆石结晶较好，为半自形—自形粒状，长短轴之比在1.3~2.8之间，震荡环带清晰(图 3)，锆石的Th/U值为0.19~0.39(＞0.1)(表 1)，为典型岩浆成因锆石[6-8]。该样品共检测8颗锆石颗粒，所有测点均位于谐和线上或其附近(图 4a, b)，206Pb/238U年龄变化于178.0~ 174.6 Ma之间，加权平均年龄为(176.4±1.1) Ma (MSWD=0.72)。

表 1 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩锆石U-Pb同位素分析结果 Table 1 U-Pb isotope analysis data of zircons for Early Jurassic monzonite granites in the south of Zhangguangcai Range
表选项
图 3 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩锆石阴极发光图 Fig. 3 CL images of zircons from the Early Jurassic monzonitic granites in southern Zhangguangcai Range
图选项
图 4 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图和加权平均年龄图 Fig. 4 Zircon U-Pb concordia and weighted mean diagrams from the Early Jurassic monzonitic granites in southern Zhangguangcai Range
图选项

中粒二长花岗岩样品(RT-11、RT-14)的锆石U-Pb测试结果表见表 1。从中粒二长花岗岩样品(RT-11)阴极发光图像上看，锆石自形程度较好，全部为半自形—自形粒状，长短轴之比在1.4~3.1之间，岩浆震荡环带结构清晰(图 3)，锆石的Th/U值为0.17~0.36(＞0.1) (表 1)，所测锆石具有典型岩浆成因锆石特征[6-8]。该样品共检测11颗锆石颗粒，所有测点均位于谐和线上或其附近(图 4c, d)，206Pb/238U年龄变化于180.2~168.8 Ma之间，加权平均年龄为(178.9±1.3)Ma(MSWD=0.53)。其中测试点(RT-11-7)锆石表面年龄为168.8 Ma，孤立存在且明显晚于加权年龄，代表该中粒二长花岗岩最晚一次岩浆结晶时间约为168.8 Ma。

中粒二长花岗岩样品(RT-14)从阴极发光图像上看，锆石自形程度较好，全部为半自形—自形粒状，长短轴之比在1.5~2.9之间，岩浆震荡环带结构清晰(图 3)，锆石的Th/U值为0.22~0.42(＞0.1) (表 1)，以上特征说明所测锆石具有典型岩浆成因锆石特征[6-8]。该样品共检测12颗锆石颗粒，所有测点均位于谐和线上或其附近(图 4e, f)，206Pb/238U年龄变化于180.5~167.3 Ma之间，加权平均年龄为(177.7±1.1)Ma (MSWD=1.7)。其中9号、12号锆石表面年龄为169.6 Ma和167.3 Ma，孤立存在且明显晚于加权平均年龄，代表该中粒二长花岗岩最后一次岩浆结晶时间约为167.3 Ma。

粗粒二长花岗岩测年样品(RT-04、RT-13)的锆石U-Pb测试结果表见表 1。从粗粒二长花岗岩样品(RT-04)阴极发光图像上看，锆石自形程度较好，全部为半自形—自形粒状，长柱状，长短轴之比在1.4~2.7之间，岩浆震荡环带结构清晰(图 3)，锆石的Th/U值为0.36~0.75(＞0.3) (表 1)，暗示所测锆石具有典型岩浆成因锆石特征[6-8]。该样品共检测8颗锆石颗粒，所有测点均位于谐和线上或其附近(图 4g, h)，206Pb/238U年龄变化于184.3~177.7 Ma之间，加权平均年龄为(180.0±1.8)Ma (MSWD=0.45)。

粗粒二长花岗岩样品(RT-13)锆石结晶较好，为半自形—自形粒状，长短轴之比在1.3~2.6之间，震荡环带清晰(图 3)，锆石的Th/U值为0.21~0.44，均值为0.31(＞0.1) (表 1)，为典型岩浆成因锆石[6-8]。该样品共检测12颗锆石颗粒，所有测点均位于谐和线上或其附近(图 4i, j)，206Pb/238U年龄变化于183.5~176.3 Ma之间，加权平均年龄为(179.9±1.2)Ma (MSWD=1.2)。

4.2 岩石地球化学特征

张广才岭南部早侏罗世17件细粒二长花岗岩、13件中粒二长花岗岩和17件粗粒二长花岗岩岩石地球化学样品测试结果详见表 2。

表 2 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩主量、稀土和微量元素分析结果表 Table 2 Analysis results table of main quantity, rare earth and trace elements of Early Jurassic monzonitic granite in southern Zhangguangcai Range
岩性 样品号 SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O MnO P2O5 TiO2 烧失量 总量 A/NK A/CNK
细粒二长花岗岩 X01 76.12 12.23 1.00 0.46 0.07 0.71 3.48 4.61 0.06 0.01 0.08 1.42 100.22 1.14 1.02
X02 76.84 12.00 0.87 0.23 0.06 0.68 3.06 4.40 0.04 0.01 0.06 1.41 99.66 1.22 1.09
X03 77.25 11.21 1.18 0.72 0.10 0.55 2.74 4.11 0.06 0.01 0.08 1.32 99.31 1.25 1.12
X04 78.25 10.65 1.14 0.46 0.09 0.56 2.93 3.83 0.06 0.01 0.07 1.22 99.27 1.19 1.07
X05 77.66 10.67 1.21 0.65 0.10 0.57 3.35 4.03 0.06 0.02 0.08 0.88 99.28 1.08 1.00
X06 77.12 11.27 1.18 0.56 0.08 0.62 2.98 3.81 0.06 0.02 0.07 1.52 99.29 1.25 1.11
X07 76.85 10.84 1.55 0.88 0.13 0.84 2.81 4.10 0.05 0.43 0.10 0.87 99.45 1.19 1.02
X08 77.68 11.21 0.97 0.52 0.08 0.67 3.16 4.11 0.06 0.01 0.07 1.05 99.58 1.16 1.03
X09 71.94 13.18 3.05 1.66 0.87 0.95 3.06 3.41 0.07 0.11 0.39 0.93 99.32 1.51 1.06
X10 77.86 12.12 1.22 0.52 0.08 0.58 3.09 3.91 0.06 0.01 0.07 0.77 100.29 1.30 1.17
X11 75.54 10.99 2.06 1.27 0.26 0.98 2.94 3.58 0.06 0.07 0.18 1.33 99.26 1.26 1.05
X12 75.86 11.38 1.94 0.90 0.24 0.93 3.05 3.79 0.07 0.14 0.16 0.82 99.27 1.25 1.05
X13 77.86 11.63 1.19 0.59 0.09 0.59 3.00 3.97 0.08 0.01 0.08 1.03 100.12 1.26 1.13
X14 78.62 10.37 1.24 0.62 0.09 0.50 2.56 3.90 0.04 0.32 0.08 1.04 99.38 1.23 1.11
X15 77.65 10.98 1.31 0.62 0.08 0.50 3.22 3.78 0.07 0.01 0.07 1.27 99.55 1.17 1.07
X16 74.86 12.24 1.62 0.75 0.13 0.56 3.25 4.27 0.07 0.22 0.11 1.25 99.31 1.23 1.11
X17 77.96 10.98 1.11 0.86 0.05 0.53 3.02 3.90 0.06 0.01 0.05 0.88 99.40 1.19 1.08
中粒二长花岗岩 Z01 75.90 12.55 1.27 0.57 0.34 0.97 2.80 3.74 0.04 0.01 0.09 1.07 99.30 1.45 1.20
Z02 75.17 12.95 1.40 0.94 0.35 1.15 3.04 3.79 0.05 0.01 0.09 0.80 99.70 1.42 1.16
Z03 77.56 10.84 1.15 0.62 0.11 0.67 3.03 3.85 0.05 0.01 0.08 1.36 99.32 1.18 1.04
Z04 75.55 12.30 1.56 0.90 0.14 0.78 3.27 3.95 0.08 0.02 0.11 0.79 99.42 1.27 1.11
Z05 75.78 11.60 1.46 0.76 0.12 0.69 3.17 3.92 0.07 0.02 0.10 1.60 99.29 1.23 1.08
Z06 71.58 13.11 2.25 1.35 0.32 1.12 3.43 4.32 0.06 0.05 0.23 1.53 99.35 1.27 1.06
Z07 75.85 11.75 1.43 0.76 0.12 0.55 3.19 4.12 0.07 0.02 0.09 1.38 99.32 1.21 1.10
Z08 76.56 11.64 1.38 0.83 0.10 0.48 3.10 3.94 0.07 0.01 0.09 1.34 99.53 1.24 1.14
Z09 76.75 12.36 1.49 0.74 0.13 0.71 3.17 3.89 0.05 0.01 0.12 1.04 100.45 1.31 1.15
Z10 75.86 11.71 1.47 0.88 0.13 0.74 3.24 3.94 0.07 0.01 0.11 1.42 99.58 1.22 1.07
Z11 76.87 10.85 1.34 0.42 0.12 0.66 2.95 3.88 0.07 0.02 0.10 2.05 99.32 1.20 1.06
Z12 75.86 11.73 1.54 0.80 0.11 0.53 3.19 4.07 0.06 0.02 0.10 1.27 99.27 1.21 1.10
Z13 76.57 11.61 1.36 0.46 0.10 0.56 3.25 4.04 0.08 0.01 0.08 1.13 99.25 1.19 1.08
粗粒二长花岗岩 C01 77.36 11.37 1.08 0.45 0.05 0.40 3.31 3.98 0.05 0.03 0.06 1.38 99.51 1.16 1.08
C02 71.89 12.68 2.73 1.73 0.39 1.25 3.36 4.12 0.08 0.07 0.26 0.92 99.47 1.27 1.03
C03 77.72 11.93 1.15 0.50 0.07 0.26 3.60 3.50 0.04 0.01 0.11 0.83 99.73 1.23 1.17
C04 73.77 12.68 2.08 0.96 0.23 0.84 3.34 3.61 0.06 0.03 0.18 1.64 99.41 1.35 1.16
C05 74.96 11.85 1.61 0.78 0.12 0.57 3.37 4.39 0.08 0.02 0.10 1.47 99.32 1.15 1.04
C06 72.98 12.52 2.20 1.62 0.32 1.25 3.24 4.02 0.07 0.05 0.20 1.23 99.70 1.29 1.05
C07 77.11 10.43 1.95 0.97 0.24 0.94 3.00 3.60 0.06 0.04 0.19 0.82 99.35 1.18 1.00
C08 75.12 13.08 2.29 1.63 0.49 1.45 2.62 3.36 0.08 0.08 0.23 1.22 100.65 1.79 1.32
C09 75.66 11.93 1.67 0.76 0.17 0.77 3.11 4.08 0.06 0.04 0.13 1.07 99.45 1.25 1.09
C10 72.56 12.38 2.37 1.43 0.57 1.72 3.02 3.49 0.06 0.07 0.26 1.52 99.44 1.41 1.04
C11 79.33 10.75 1.35 0.85 0.12 0.31 2.28 4.12 0.05 0.01 0.09 0.79 100.06 1.31 1.22
C12 72.59 13.28 2.22 1.68 0.56 1.64 3.58 4.23 0.08 0.08 0.22 1.14 100.30 1.27 1.00
C13 75.36 11.87 1.68 0.88 0.23 1.10 3.04 3.80 0.04 0.04 0.15 1.37 99.55 1.30 1.07
C14 74.37 13.94 1.32 0.68 0.31 1.01 3.34 4.56 0.04 0.01 0.04 0.91 100.53 1.33 1.13
C15 71.98 12.25 2.88 1.59 0.73 1.82 3.04 3.43 0.08 0.09 0.34 1.13 99.37 1.40 1.02
C16 79.24 10.56 1.13 0.77 0.06 0.48 2.94 3.50 0.04 0.01 0.06 1.06 99.84 1.22 1.11
C17 74.23 11.99 2.22 1.37 0.38 1.30 2.93 3.41 0.06 0.07 0.22 1.17 99.35 1.41 1.10
岩性 样品号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
细粒二长花岗岩 X01 5.91 25.50 1.80 6.82 1.95 0.14 1.84 0.47 3.61 0.80 2.52 0.54 3.68 0.55 26.10
X02 6.07 25.30 2.24 8.36 2.58 0.16 2.20 0.53 4.20 0.95 2.93 0.61 4.27 0.66 27.90
X03 7.11 28.60 2.00 7.13 2.15 0.19 1.90 0.41 3.15 0.73 2.24 0.46 3.10 0.50 22.60
X04 9.40 38.80 2.90 10.70 3.12 0.18 2.77 0.64 4.60 1.04 2.96 0.63 4.31 0.63 30.80
X05 14.00 32.90 3.97 14.80 4.07 0.18 3.08 0.63 4.32 0.97 2.76 0.56 3.90 0.59 27.80
X06 7.68 28.50 2.50 9.07 2.70 0.21 2.42 0.58 4.32 0.98 2.81 0.57 3.86 0.60 28.00
X07 14.00 49.60 3.97 14.80 4.06 0.37 3.09 0.63 4.30 0.90 2.64 0.54 3.41 0.53 26.70
X08 5.76 29.70 1.72 6.15 1.62 0.18 1.47 0.31 2.33 0.55 1.65 0.36 2.61 0.40 17.20
X09 5.76 26.30 1.74 6.57 1.89 0.18 1.78 0.37 2.65 0.59 1.76 0.37 2.42 0.39 18.20
X10 9.29 26.40 2.68 9.96 2.68 0.18 2.17 0.49 3.34 0.83 2.47 0.53 3.75 0.58 25.10
X11 16.00 56.30 4.01 13.30 3.49 0.27 3.14 0.64 4.41 0.97 2.80 0.57 3.92 0.59 29.60
X12 30.90 49.90 7.46 26.70 5.61 0.46 4.13 0.74 4.76 1.01 2.80 0.52 3.31 0.50 29.20
X13 23.30 48.70 5.63 19.30 4.21 0.23 3.23 0.64 4.05 0.90 2.59 0.53 3.56 0.56 25.60
X14 23.90 64.10 5.56 18.90 3.90 0.40 3.11 0.56 3.34 0.76 2.10 0.41 2.70 0.42 22.10
X15 19.50 42.50 5.53 20.60 6.10 0.16 4.89 1.01 6.63 1.36 3.72 0.71 4.57 0.66 39.70
X16 17.00 49.40 4.38 14.50 3.60 0.23 2.74 0.53 3.74 0.84 2.62 0.55 3.82 0.57 24.40
X17 23.20 51.90 5.91 21.90 5.87 0.17 4.56 0.96 7.07 1.55 4.36 0.83 5.35 0.79 42.00
中粒二长花岗岩 Z01 17.70 66.00 4.83 19.50 4.95 1.23 4.06 0.68 4.31 0.89 2.42 0.43 2.81 0.41 24.60
Z02 16.14 40.98 4.05 14.09 3.47 0.29 2.70 0.53 3.53 0.78 2.28 0.46 3.17 0.48 22.55
Z03 31.28 61.01 6.33 21.56 3.87 0.62 3.17 0.56 3.53 0.75 2.09 0.41 2.36 0.39 20.78
Z04 41.20 96.90 9.34 31.40 6.41 0.83 5.09 0.82 4.98 1.04 2.81 0.52 3.59 0.51 29.60
Z05 30.30 60.30 7.03 24.00 5.52 0.50 4.16 0.72 4.45 0.94 2.69 0.52 3.20 0.49 26.40
Z06 24.40 68.30 5.90 21.60 4.92 0.76 3.83 0.65 4.22 0.88 2.50 0.48 3.07 0.45 25.60
Z07 20.00 47.70 4.85 17.70 4.31 0.78 1.65 0.63 3.73 0.78 2.17 0.42 2.85 0.40 22.30
Z08 33.90 73.10 7.20 25.90 5.75 0.39 4.54 0.91 5.59 1.19 3.05 0.55 3.37 0.48 29.50
Z09 22.50 63.50 5.53 19.90 4.65 0.89 3.56 0.63 3.57 0.76 2.02 0.37 2.42 0.36 21.10
Z10 32.90 73.40 7.04 24.40 4.96 0.68 3.99 0.69 4.20 0.88 2.56 0.44 3.07 0.46 25.30
Z11 30.10 72.20 7.91 27.70 6.71 0.47 5.01 0.94 6.00 1.26 3.29 0.60 3.87 0.56 33.80
Z12 33.40 65.70 10.30 39.70 11.16 0.18 8.30 1.73 11.30 2.48 7.15 1.40 9.27 1.43 80.10
Z13 31.20 70.50 7.45 27.20 6.47 0.61 5.12 0.98 6.41 1.29 3.49 0.62 3.87 0.57 34.80
粗粒二长花岗岩 C01 17.80 63.10 4.24 14.60 3.40 0.67 2.86 0.49 3.20 0.71 2.04 0.39 2.66 0.38 19.10
C02 30.20 54.00 6.72 22.90 4.70 0.59 3.60 0.62 3.88 0.81 2.39 0.44 3.09 0.47 23.00
C03 26.50 77.80 5.06 16.40 2.68 0.27 2.07 0.29 1.52 0.32 0.86 0.16 1.06 0.17 6.71
C04 22.60 48.40 5.58 19.30 4.30 0.60 3.28 0.58 3.62 0.74 2.10 0.38 2.67 0.39 20.90
C05 24.50 72.00 4.53 15.40 3.09 0.61 2.51 0.43 2.62 0.56 1.54 0.29 1.85 0.28 14.60
C06 17.10 55.50 4.30 15.10 3.79 0.33 3.17 0.61 4.40 0.98 2.96 0.60 4.22 0.62 26.00
C07 13.30 53.60 3.48 13.90 3.90 0.88 3.14 0.58 3.55 0.73 2.02 0.37 2.36 0.38 20.90
C08 22.30 62.00 4.41 15.20 3.16 0.55 2.45 0.44 2.62 0.58 1.58 0.29 1.91 0.31 15.30
C09 9.29 31.50 1.71 6.56 1.80 0.29 1.76 0.39 2.84 0.63 1.87 0.37 2.63 0.39 18.30
C10 28.00 58.40 6.10 20.40 3.96 0.62 3.00 0.47 2.85 0.61 1.67 0.31 2.01 0.31 16.50
C11 11.30 46.60 2.77 10.90 2.84 0.78 2.48 0.49 3.09 0.66 1.86 0.35 2.30 0.34 18.80
C12 24.00 54.50 5.03 17.70 3.69 0.33 2.72 0.51 3.08 0.64 1.68 0.29 1.78 0.26 16.10
C13 8.65 28.10 2.48 9.31 2.54 0.24 1.96 0.42 2.95 0.69 2.04 0.40 2.79 0.40 19.80
C14 15.69 36.99 4.02 15.05 3.79 0.36 2.72 0.59 3.79 0.82 2.29 0.46 2.97 0.44 21.82
C15 20.30 64.00 4.63 15.80 3.61 0.52 3.05 0.57 3.65 0.76 2.26 0.44 2.94 0.43 21.80
C16 18.60 49.40 4.30 14.80 3.24 0.58 2.54 0.47 2.93 0.64 1.83 0.36 2.29 0.35 17.70
C17 16.40 48.40 3.80 13.20 2.85 0.59 2.28 0.40 2.43 0.51 1.48 0.26 1.82 0.27 14.20
岩性 样品号 Rb Th U Nb Sr Hf Ta Zr δEu δCe Zr/Hf Rb/Sr Nb/Ta Y/Nb Yb/Ta
细粒二长花岗岩 X01 242.00 24.40 5.52 9.43 25.75 47.60 2.12 1 349.00 0.22 1.87 28.34 9.40 4.45 2.77 1.74
X02 212.00 24.40 5.79 10.20 23.56 121.00 2.26 3 508.00 0.20 1.65 28.99 9.00 4.51 2.74 1.89
X03 257.00 27.50 5.11 10.50 28.43 26.10 2.31 801.00 0.28 1.80 30.69 9.04 4.55 2.15 1.34
X04 240.00 29.90 6.34 11.70 27.39 42.80 2.50 1 381.00 0.18 1.78 32.27 8.76 4.68 2.63 1.72
X05 260.00 32.40 6.93 12.20 31.50 44.80 2.58 1 360.00 0.15 1.05 30.36 8.25 4.73 2.28 1.51
X06 371.00 42.80 6.69 10.00 26.18 9.68 2.02 294.00 0.25 1.56 30.37 14.17 4.95 2.80 1.91
X07 240.00 31.10 3.19 13.70 60.05 45.90 2.68 1 384.00 0.31 1.58 30.15 4.00 5.11 1.95 1.27
X08 227.00 26.90 4.90 7.96 24.96 106.00 1.53 3 077.00 0.35 2.25 29.03 9.09 5.20 2.16 1.71
X09 255.00 30.50 4.87 9.88 24.55 39.70 1.88 1 219.00 0.30 1.98 30.71 10.39 5.26 1.84 1.29
X10 285.00 28.50 5.52 12.60 23.30 12.60 2.38 386.00 0.22 1.26 30.63 12.23 5.29 1.99 1.58
X11 239.00 31.30 6.01 12.40 30.32 4.44 2.12 140.00 0.24 1.65 31.53 7.88 5.85 2.39 1.85
X12 219.00 25.30 3.82 13.50 79.13 37.60 2.10 1 174.00 0.28 0.77 31.22 2.77 6.43 2.16 1.58
X13 243.00 30.00 5.22 9.68 30.82 38.50 1.39 1 233.00 0.18 0.99 32.03 7.88 6.96 2.64 2.56
X14 230.00 37.20 3.69 7.57 36.82 3.38 0.93 114.00 0.34 1.29 33.73 6.25 8.14 2.92 2.90
X15 257.00 31.20 5.12 12.50 18.07 127.00 1.53 3 779.00 0.09 0.97 29.76 14.22 8.17 3.18 2.99
X16 311.00 36.40 10.80 15.30 36.81 12.80 1.55 417.00 0.22 1.35 32.58 8.45 9.87 1.59 2.46
X17 219.00 28.40 3.28 14.40 15.08 4.28 0.81 114.00 0.10 1.04 26.64 14.52 17.78 2.92 6.60
中粒二长花岗岩 Z01 245.55 33.74 6.43 10.19 69.70 5.56 2.29 220.00 0.82 1.69 39.57 3.52 4.45 2.41 1.23
Z02 255.62 34.09 9.58 10.08 84.30 3.87 2.20 253.00 0.28 1.19 65.37 3.03 4.58 2.24 1.44
Z03 352.00 48.70 14.90 22.80 34.26 83.90 4.83 3 186.00 0.53 0.99 37.97 10.27 4.72 0.91 0.49
Z04 244.00 28.90 5.16 16.80 42.81 9.00 2.80 288.00 0.43 1.15 32.00 5.70 6.00 1.76 1.28
Z05 260.00 25.80 6.42 15.30 35.78 10.20 2.36 324.00 0.31 0.96 31.76 7.27 6.48 1.73 1.36
Z06 269.00 36.10 6.28 13.50 28.06 58.20 1.79 1 699.00 0.52 1.33 29.19 9.59 7.54 1.90 1.72
Z07 197.00 37.80 8.59 14.20 31.73 9.35 1.74 306.00 0.75 1.13 32.73 6.21 8.16 1.57 1.64
Z08 242.00 34.10 5.34 12.20 34.05 92.90 1.48 2 755.00 0.23 1.07 29.66 7.11 8.24 2.42 2.28
Z09 204.00 37.10 4.40 11.60 58.49 73.90 1.36 2 178.00 0.64 1.33 29.47 3.49 8.53 1.82 1.78
Z10 233.00 26.20 4.24 10.40 42.75 9.93 1.06 284.00 0.45 1.11 28.60 5.45 9.81 2.43 2.90
Z11 247.00 27.90 4.73 10.90 36.68 8.11 1.11 238.00 0.24 1.10 29.35 6.73 9.82 3.10 3.49
Z12 188.00 28.20 3.33 10.20 128.50 74.10 0.82 2 202.00 0.05 0.85 29.72 1.46 12.44 7.85 11.30
Z13 282.00 36.20 6.01 8.43 29.00 43.00 0.20 1 559.00 0.31 1.08 36.26 9.72 12.15 4.13 19.35
粗粒二长花岗岩 C01 346.00 60.60 17.40 29.30 9.70 76.30 2.36 2 247.00 0.64 1.69 29.45 35.67 12.42 0.65 1.13
C02 208.00 22.70 3.59 12.70 113.70 13.50 1.07 436.00 0.42 0.88 32.30 1.83 11.87 1.81 2.89
C03 112.00 11.90 1.97 7.28 6.80 9.82 0.65 417.00 0.34 1.52 42.46 16.47 11.20 0.92 1.63
C04 208.00 23.60 2.57 21.60 81.74 4.08 1.97 155.00 0.47 1.01 37.99 2.54 10.96 0.97 1.36
C05 274.00 31.80 5.71 15.80 35.00 52.20 1.45 1 534.00 0.65 1.53 29.39 7.83 10.90 0.92 1.28
C06 262.00 31.50 4.12 15.60 122.00 83.30 1.61 2 509.00 0.28 1.52 30.12 2.15 9.69 1.67 2.62
C07 187.00 25.40 2.41 10.40 86.38 40.90 1.27 1 252.00 0.75 1.86 30.61 2.16 8.19 2.01 1.86
C08 272.00 33.70 2.92 9.78 161.00 4.97 1.25 236.00 0.58 1.42 46.48 1.69 7.82 1.56 1.53
C09 215.00 41.20 6.10 11.00 63.04 3.64 1.46 144.00 0.49 2.27 39.56 3.41 7.53 1.66 1.80
C10 151.00 19.70 3.54 10.00 134.70 3.52 1.33 161.00 0.53 1.03 45.74 1.12 7.52 1.65 1.51
C11 159.00 20.40 2.09 10.40 124.50 75.10 1.40 2 420.00 0.88 1.95 32.22 1.28 7.43 1.81 1.64
C12 251.00 30.40 3.22 8.68 175.00 7.06 1.19 331.00 0.31 1.14 46.88 1.43 7.29 1.85 1.50
C13 179.00 21.70 3.41 9.01 102.40 28.60 1.25 905.00 0.32 1.44 31.64 1.75 7.21 2.20 2.23
C14 217.02 24.00 4.26 9.19 101.00 3.16 1.51 195.00 0.33 1.10 46.71 2.15 6.09 2.37 1.97
C15 152.00 16.90 1.42 10.80 191.00 29.90 1.78 910.00 0.47 1.53 30.43 0.80 6.07 2.02 1.65
C16 214.00 21.40 3.49 9.88 67.86 74.00 1.74 2 377.00 0.60 1.28 32.12 3.15 5.68 1.79 1.32
C17 154.00 22.20 1.22 8.74 175.90 49.40 1.66 1 706.00 0.69 1.43 34.53 0.88 5.27 1.62 1.10
注：主量元素质量分数单位为%；稀土和微量元素质量分数单位为10-6。
表选项

17件细粒二长花岗岩样品的SiO2质量分数为71.94%~78.62%(均值为76.75%)，Al2O3质量分数为10.37%~13.18% (均值为11.41%)，Na2O质量分数为2.56%~3.48%(均值为3.04%)，K2O质量分数为3.41%~4.61%(均值为3.97%)，碱(Na2O+K2O)总量为6.46%~8.09% (均值为7.01%)，K2O/Na2O值为1.11~1.19(均值为1.07)，A/NK值在1.08~1.51之间(均值为1.23)，A/CNK值在1.00~1.17之间(均值为1.07)，里特曼指数(σ)为1.17~1.98(均值为1.46)，具有较低的MnO、P2O5、TiO2质量分数。样品在TAS图解(图 5a)中均落入亚碱性花岗岩范围内，在w(K2O)-w(SiO2)图解(图 5b)中落入高钾钙碱系列中，在A/NK-A/CNK图解(图 5c)中均落入过铝质系列中。由此可知，细粒二长花岗岩属于亚碱性过铝质高钾钙碱系列岩石。细粒二长花岗岩样品的轻稀土元素总量(LREE)为42.13×10-6~121.03×10-6 (均值为75.12×10-6)，重稀土元素总量(HREE)为9.68×10-6~25.46×10-6 (均值为16.02×10-6)，稀土元素总量(ΣREE)为52.77×10-6~138.80×10-6(均值为90.75×10-6)，稀土元素配分模式为稍微右倾的燕式型(图 6a)。轻重稀土分馏程度中等，LREE/HREE=2.73~8.71(均值为4.69)，(La/Yb)N=0.96~6.29(均值为2.62)，重稀土元素相对平坦，(Gd/Yb)N=0.40~1.01，具有较强的铕负异常(δEu=0.09~0.35，均值为0.23)，弱的铈正异常(δCe=0.77~2.25，均值为1.46)，铕负异常表明岩浆源区熔融残留物中含有斜长石，铈正异常表明岩浆源区的含铁锰铝质矿物或沉积物优先进入岩浆溶液。微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 6b)中，岩石样品富集Rb、K、U、Th、Zr、Hf、Nd等元素，相对亏损元素Ba、Nb、Sr、Ti等。

b图中实线据文献[9]，虚线据文献[10]；c底图据文献[9]。 图 5 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩的岩浆岩全碱-硅(TAS)图解(a), w(K2O)-w(SiO2) (b)和A/NK-A/CNK图解(c) Fig. 5 Magmatite TAS drawing (a), w(K2O)-w(SiO2) (b), and A/NK-A/CNK (c) of the Early Jurassic monzonitic granites in southern Zhangguangcai Range
图选项
球粒陨石据文献[11]；原始地幔据文献[12]。 图 6 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩样品球粒陨石标准化的稀土元素配分图(a、c、e)和原始地幔标准化的微量元素蛛网图(b、d、f) Fig. 6 Chondrite-normalized trace element patterns (a, c, e), and primitive mantle-normalized spider diagram (b, d, f) of the Early Jurassic monzonitic granites in southern Zhangguagncai Range
图选项

13件中粒二长花岗岩样品的SiO2质量分数为71.58%~77.56%(均值为75.83%)，Al2O3质量分数为10.84%~13.11% (均值为11.92%)，Na2O质量分数为2.80%~3.43%(均值为3.14%)，K2O质量分数为3.74%~4.32% (均值为3.96%)，碱(Na2O+K2O)总量为6.55%~7.75% (均值为7.10%)，K2O/Na2O值为1.21~1.34(均值为1.26)，A/NK值为1.18~1.45 (均值为1.26)，A/CNK值为1.04~1.20(均值为1.10)，里特曼指数(σ)为1.30~2.10(均值为1.54)，具有较低的MnO、P2O5、TiO2质量分数。样品在TAS图解(图 5a)中均落入亚碱性花岗岩范围内，在w(K2O)-w (SiO2)图解(图 5b)中落入高钾钙碱系列中，在A/NK-A/CNK图解(图 5c)中均落入过铝质系列中。由此可知，研究区中粒二长花岗岩属于亚碱性过铝质高钾钙碱系列岩石。中粒二长花岗岩样品的轻稀土元素总量(LREE)为79.02×10-6~186.06×10-6 (均值为131.42×10-6)，重稀土元素总量(HREE)为12.63×10-6~43.06×10-6 (均值为18.85×10-6)，稀土元素总量(ΣREE)为92.95×10-6~205.44×10-6(均值为150.26×10-6)，稀土元素配分模式为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型(图 6c)。轻重稀土分馏程度中等，LREE/HREE=3.73~9.61(均值为7.41)，(La/Yb)N=2.43~8.94(均值为5.71)，重稀土元素相对平坦，(Gd/Yb)N=0.47~1.19，具有较强的铕负异常(δEu=0.05~0.82，均值为0.43)，铕负异常表明岩浆源区熔融残留物中含有斜长石，无铈明显异常(δCe=0.85~1.69，均值为1.15)。微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 6d)中，岩石样品富集Rb、K、Th、U、Zr、Hf、La、Ce等元素，相对亏损元素Ba、Sr、Nb、P、Ti等。

17件粗粒二长花岗岩样品的SiO2质量分数为71.89% ~ 79.33%(均值为75.07%)，Al2O3质量分数为10.43%~13.94%(均值为12.09%)，Na2O质量分数为2.28%~3.60% (均值为3.12%)，K2O质量分数为3.36%~4.56% (均值为3.84%)，碱(Na2O+K2O)总量为5.38%~7.90% (均值为6.92%)，K2O/Na2O值为0.97~1.81(均值为1.23)，A/NK值为1.15~1.79 (均值为1.31)，A/CNK值为1.00~1.32 (均值为1.10)，里特曼指数(σ)为0.88~2.06(均值为1.52)，具有较低的MnO、P2O5、TiO2质量分数。样品在TAS图解(图 5a)中均落入亚碱性花岗岩范围内，在w(K2O)-w (SiO2)图解(图 5b)中落入高钾钙碱系列，在A/NK-A/CNK图解(图 5c)中均落入过铝质系列。由此可知，研究区粗粒二长花岗岩属于亚碱性过铝质高钾钙碱系列岩石。粗粒二长花岗岩样品的轻稀土元素总量(LREE)为51.15×10-6~128.71×10-6 (均值为95.51× 10-6)，重稀土元素总量(HREE)为6.45× 10-6~17.56×10-6 (均值为12.03×10-6)，稀土元素总量(ΣREE)为62.03×10-6~135.16×10-6(均值为107.55× 10-6)，稀土元素配分模式为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型(图 6e)。轻重稀土分馏程度中等，LREE/HREE=4.41~19.96(均值为8.44)，(La/Yb)N= 1.61~16.85(均值为6.02)，重稀土元素相对平坦，(Gd/Yb)N=0.55~1.58，具有较强的铕负异常(δEu= 0.28~0.88，均值为0.51)，弱的铈正异常(δCe= 0.88~2.27，均值为1.45)，铕负异常表明岩浆源区熔融残留物中含有斜长石，铈正异常表明岩浆源区的含铁锰铝质矿物或沉积物优先进入岩浆溶液。微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 6f)中，岩石样品富集Rb、K、U、Th、Zr、Hf等元素，相对亏损元素Ba、Sr、Nb、P、Ti等元素。

5 讨论 5.1 花岗岩成岩时代

前人对张广才岭花岗岩进行了大量的年代学研究[13-20]，研究结果显示，张广才岭在晚二叠世和早侏罗世期间至少发生了两期岩浆事件，花岗岩时空分布规律明显，由东向西花岗岩的成岩时代逐渐变新[21]。且张广才岭北段花岗岩成岩时代集中于三叠纪—早侏罗世，南部花岗岩成岩时代集中于早—中侏罗世。本文针对张广才岭南部花岗岩进行了系统研究，细粒二长花岗岩成岩年龄为(176.4±1.1)Ma，中粒二长花岗岩成岩年龄为(178.9±1.3)、(177.7±1.1) Ma，粗粒二长花岗岩成岩年龄为(180.0±1.8)、(179.9±1.2)Ma，成岩时代属于早侏罗世，且二长花岗岩粒径由粗到细，其形成时代由老到新。

5.2 花岗岩成因及岩浆物质源区

A型花岗岩元素地球化学特征具有富硅和高碱、TFeO/MgO、(Na2O+K2O)/CaO和Ga/Al值，较高质量分数的Zr、Nb、REE、Ga、F(Cl)，较低质量分数的Sr、Ba等特征，且A型花岗岩10000Ga/Al的平均值为3.75，明显高于Ⅰ型和S型花岗岩的平均值2.1和2.28[2]。虽然A型花岗岩地球化学特征与高分异的I、S型花岗岩(w(Si2O)>74%)地球化学特征相似，但相对于A型花岗岩，高分异Ⅰ型花岗岩具有较高的Rb质量分数(>270×10-6)和较低的TFeO质量分数(< 1.0%)，高分异S型花岗岩具有高的P2O5质量分数(大于0.14%)[22]。A型花岗岩根据地球化学特征可分为Al亚型和A2亚型两个亚类[23]，相对应地，国内学者分为AA亚型与PA亚型[24]。刘昌实等[25]总结得出Al亚型花岗岩与A2亚型花岗岩地球化学上的差异表现在以下几个方面：Al亚型花岗岩的硅酸不饱和，SiO2质量分数较低(54.13%~61.20%)，Al2O3质量分数相对较高(平均19.9%)；A2亚型花岗岩为硅酸过饱和花岗岩，SiO2质量分数较高(71.93%~77.21%)，Al2O3质量分数较低(12.40%~12.43%)。A1亚型花岗岩具很低Y/Nb、Yb/Ta值，与洋岛玄武岩(OIB)的相似，无Nb和Ta相对亏损，并且A1亚型花岗岩具有接近原始地幔的Nb/Ta(平均为15.69)；而A2亚型花岗岩具有高的Y/Nb，Yb/Ta值，与岛弧玄武岩(IAB)的相似，Nb和Ta相对亏损。A1亚型的轻重稀土分馏极为明显，(La/Yb)N一般大于12，相对富轻稀土元素，δEu为0.3~1.0，无明显的负Eu负异常；A2亚型花岗岩轻重稀土分馏不明显，(La/Yb)N < 10，一般为5~8，同时Eu亏损极为显著，δEu=0.03~0.61，说明富Ca斜长石(或作为残留相或作为结晶分离相)在A2亚型岩浆成因中起着重要作用[26]。

张广才岭南部细粒二长花岗岩具有富硅、高碱、高TFeO/MgO值，贫铝、贫CaO，稀土元素总量较高，稀土元素配分模式为稍微右倾的燕式型，相对富集Rb、K、U、Th、Zr、Hf、Nd元素，相对亏损Ba、Sr、Nb、Ti元素，这些特征与A型花岗岩地球化学特征相同[2, 27-28]。细粒二长花岗岩样品10000Ga/Al值为3.22~4.70(均值为3.61)，接近A型花岗岩的10000Ga/Al值(3.75)，高于Ⅰ型和S型花岗岩的平均值(2.1和2.28)[2]；Rb质量分数为(212.00~317.00)×10-6(均值为249.80×10-)、TFeO质量分数为1.01%~4.40%(均值为1.98%)，与高分异Ⅰ型花岗岩具有w(Rb)＞270×10-6、w(TFeO)＜1.0%的地球化学特征不符。在TFeO/MgO-w(Zr+Nb+Ce+Y)图解(图 7a)中样品落入A型花岗岩区域，在(Na2O+K2O)/CaO-10000Ga/Al图解(图 7b)中样品均落入A型花岗岩区域，在w (Na2O)-w (K2O)图解(图 7c)中样品落入A型花岗岩区域，w (Zr)-w (SiO2)图解(图 7d)中样品落入A型花岗岩区域。综上可知，细粒二长花岗岩为A型花岗岩。细粒二长花岗岩具有高SiO2、低Al2O3质量分数，(La/Yb)N < 10((La/Yb)N= 0.96~6.29)，较强的铕负异常，较高的Y/Nb与Yb/Ta值，相对亏损Nb，细粒二长花岗岩为A2型花岗岩。细粒二长花岗岩样品的Zr/Hf值为26.64~33.73(均值为30.53)，绝大多数比值介于地幔均值(30.74)与地壳均值(44.68)之间[8, 29]，Rb/Sr值为2.77~14.51(均值9.19)，均高于上地幔值(0.034)和地壳值(0.35)[30]，Nb/Ta值为4.46~17.78(均值6.58)，低于地幔均值(17.5)而与地壳均值(12.3)接近[12]，反映细粒二长花岗岩岩浆可能来源于壳幔源区。

FG为分异长英质花岗岩区域；OGT为Ⅰ型和S型花岗岩区域。 图 7 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩的TFeO/MgO-w(Zr+Nb+Ce+Y)图解(a)，(Na2O+K2O)/CaO-10000Ga/Al图解(b)，w(Na2O)-w(K2O)图解(c)和w(Zr)-w(SiO2)图解(d) Fig. 7 TFeO/MgO-w(Zr+Nb+Ce+Y)drawing (a), (Na2O+K2O)/CaO-10000Ga/Al drawing (b), w(Na2O)-w(K2O) drawing (c) and w(Zr)-w(SiO2) drawing (d) of the Early Jurassic monzonitic granites in southern Zhangguangcai Range
图选项

中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩样品的岩石地球化学特征与A型花岗岩地球化学特征相似[2, 27-28]，岩石样品的10000Ga/Al值分别为2.80~4.14和2.93~3.77，与A型花岗岩的10000Ga/Al值(3.75)接近[2]，Rb质量分数分别为(188.00~352.00)×10-6和(112.00~346.00)×10-6，TFeO质量分数分别为1.63%~3.37%和1.41%~4.19%，与高分异Ⅰ型花岗岩具有Rb质量分数大于270×10-6、TFeO含量小于1.0%的地球化学特征不符。岩石样品在TFeO/MgO-w(Zr+Nb+Ce+Y)图解(图 7a)、(Na2O+K2O)/CaO-10000Ga/Al图解(图 7b)、w (Na2O)-w (K2O)图解(图 7c)和w (Zr)-w (SiO2)图解(图 7d)中均落入A型花岗岩范围，结合样品具有高SiO2，低Al2O3、(La/Yb)N < 10，较强的铕负异常，较高的Y/Nb与Yb/Ta值，相对亏损Nb等特征，表明中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩为A2型花岗岩。中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩样品的Zr/Hf值分别为28.60~65.37和29.39~46.88，Rb/Sr值分别为1.46~10.27和0.80~35.67，Nb/Ta值分别为4.46~12.44和4.46~12.44，远离地幔均值而接近地壳均值[12]，反映中粒二长花岗岩和粗粒二长花岗岩的岩浆可能来源于壳幔源区。

5.3 成岩构造背景

张广才岭南部帽儿山岩体细粒—粗粒二长花岗岩在Pearce(1984)构造判别图中落入火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩区域(图 8a, b)，在R2-R1图解(图 8c)中均落入造山后构造环境，在Nb-Y-Ce图解(图 8d)中大部分样品落入造山后A2型花岗岩区域，结合A2型花岗岩形成于后造山环境，表明细粒—粗粒二长花岗岩形成于后造山环境或引张构造环境，代表碰撞事件中的一次伸展作用。

①地幔斜长花岗岩；②破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩；③板块碰撞后隆起期花岗岩；④晚造山期花岗岩；⑤非造山区A型花岗岩；⑥同碰撞(S型)花岗岩；⑦造山期后A型花岗岩。 图 8 张广才岭南部早侏罗世二长花岗岩的w(Nb)-w(Y)图解(a)、w(Rb)-w(Y+Nb)图解(b)、R2-R1图解(c)和Nb-Y-Ce图解(d) Fig. 8 w(Nb)-w(Y) drawing (a), w(Rb)-w(Y+Nb) drawing (b), R2-R1 drawing (c) and Nb-Y-Ce drawing (d) of the Early Jurassic monzonitic granites in southern Zhangguangcai Range
图选项

佳木斯地块和松嫩地块之间的碰撞拼合是区域构造背景由中生代古亚洲洋构造域向古太平洋构造域转化的标志[13, 18]，具重要的研究意义。孙德有等[19, 31-33]研究认为佳木斯地块和松嫩地块碰撞拼合时代是二叠纪末期—三叠纪早期。句高等[1]研究认为佳木斯地块和松嫩地块拼合时代为早侏罗世。董玉[34]认为松嫩地块与佳木斯地块碰撞拼贴作用经历了4个阶段：①约250 Ma之前，牡丹江洋开始发生双向俯冲作用，俯冲作用产物为二叠纪花岗质岩浆弧[35-38]与黑龙江杂岩[39-41]；②250~230 Ma，牡丹江洋盆逐渐变小，双向俯冲作用继续，俯冲作用产物为三叠纪岩浆岩[42-43]和斜长角闪岩原岩[40]；③ 230~180 Ma，牡丹江洋盆急剧变小，俯冲作用产物为黑龙江杂岩弧前盆地沉积物[13, 42-45]；④180~160 Ma，牡丹江洋闭合，佳木斯地块和松嫩地块碰撞拼合作用完成[34]。张广才岭是佳木斯地块和松嫩地块之间的碰撞造山带[18]，是研究佳木斯地块和松嫩地块碰撞拼合时代的关键。关于张广才岭南部侏罗纪花岗岩的构造环境存在一定分歧：大部分学者认为佳木斯地块与张广才岭地块沿嘉荫—牡丹江拼合带的最后碰撞时间为早侏罗世，与此次事件过程中形成了大量的早侏罗世Ⅰ型花岗岩，当时在张广才岭地区可能存在活动大陆边缘，代表古太平洋构造域的开始[4, 19, 31, 46]。部分学者认为，张广才岭南部存在A型花岗岩，形成年代在195~175 Ma之间。笔者测得张广才岭南部帽儿山岩体细粒—粗粒二长花岗岩形成于180.0~176.4 Ma，成因类型为A2型花岗岩。一般来说，太平洋板块俯冲一般形成Ⅰ型花岗岩，所以本区细粒粗粒二长花岗岩可能与太平洋板块俯冲无关。笔者在本区测得花岗闪长岩形成时代为190.3~181.6 Ma，成因类型为高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩。高钾钙碱性花岗岩形成的构造环境多样，Ⅰ型+A2型花岗岩组合可以形成于活动大陆边缘和造山后等不同构造环境[18, 47-48]，岩石成因由早期的Ⅰ型花岗岩向晚期的A2型花岗岩逐渐过渡，代表构造背景由古太平洋俯冲作用向俯冲后伸展作用过渡。由此可知，张广才岭南部的细粒—粗粒二长花岗岩形成于碰撞后构造环境，代表了碰撞事件中的一次伸展作用，大地构造背景是太平洋板块俯冲后的伸展构造环境。

6 结论

1) 张广才岭南部细粒—粗粒二长花岗岩形成于(176.4±1.1)~(180.0±1.8) Ma，为早侏罗世。

2) 张广才岭南部细粒—粗粒二长花岗岩具有具有富硅、贫铝、高碱、低钙，富集Zr、Hf、Rb、K，亏损Ba、Sr、Nb、Ti，燕式型稀土配分模式等特征，成岩类型属于造山后A2型花岗岩。

3) 张广才岭南部细粒—粗粒二长花岗岩形成于碰撞后构造背景，代表佳木斯地块和松嫩地块碰撞拼合过程中的一次伸展作用，表明早侏罗世区域构造环境逐渐由挤压造山向造山后伸展环境转变。

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文章信息

赵越, 刘敬党, 张国宾, 张艳飞
Zhao Yue, Liu Jingdang, Zhang Guobin, Zhang Yanfei
张广才岭南部帽儿山岩体二长花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义
Geochronology, Geochemistry and Tectonic Significance of the Monzonitic Granites of Maoershan Pluton from the Southern Zhangguangcai Range in Heilongjiang Province, China
吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1098-1118
Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2021, 51(4): 1098-1118.
http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.20210031

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收稿日期: 2021-01-26

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