华北北缘地区中生代高锶花岗岩类:地球化学与源区性质

【作者】 刘红涛； 孙世华； 刘建明； 翟明国；

【机构】 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室；

【摘要】 华北克拉通北缘广泛分布中生代高锶花岗岩类,其岩石类型主要包括石英闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩和二长花岗岩,以普遍发育条纹长石为主要岩相学特征。高锶花岗岩总体上具有富钠、高钾和高铝的岩石化学特征。根据16个代表性岩体共61个样品的分析结果,本区的高锶花岗岩可被明显地划分为低硅岩石组（SiO₂=53-60 wt%）和高硅岩石组（SiO₂=65-73 wt%）,缺乏SiO₂=60-65 wt%的岩石,因而具有"双峰"分布特点。绝大多数高硅岩石属于高钾钙碱系列,而低硅岩石既有属于高钾钙碱和普通钙碱系列的,也有属于岛弧拉斑玄武岩系列和钾玄岩系列的。其微量元素以高锶、亏损重稀土及不发育明显富铕异常为重要特征,并以此明显区别于非高锶花岗岩。根据高锶花岗岩的岩石地球化学特征,并将它们与近年来许多天然岩石在不同温压条件下脱水熔融实验所获熔体进行了广泛对比,认为该区高锶花岗岩类的低硅岩石的源岩应为玄武质角闪岩类,而高硅岩石的源岩则为变中酸性火成岩类。源区部分熔融应该是在高温（T>850-900℃）和高压（P≥1.5 GPa）条件下进行的。熔体从源区抽取后的岩浆过程中没有经历明显的长石矿物的分离结晶,因而高锶花岗岩类可能代表起源于加厚地壳底部或壳幔壳幔过渡带的较为原始的岩浆。与高锶花岗岩浆相对应的源区残留固相应为石榴子石+单斜辉石±斜方辉石±角闪石±石英,属于麻粒岩相或榴辉岩相矿物组合。这些残留固相或滞留源区成为新的下地壳底部岩石,或因密度倒转而拆沉进入上地幔。更多还原