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丹东五龙山侵入岩地质特征概述

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[摘 要]五龙山由多个侵位于早白垩世的岩体构成,形成于燕山旋回陆内断裂造山背景之下。其中,丁岐山岩体和千山岩体形成于造山前拉张环境,石灰窑子岩体形成于造山期挤压环境,头道沟岩体、大板石岩体形成于造山后构造崩塌拉张环境。

[关键词]五龙山 地质特征 早白垩世 陆内造山 M型 A型

中图分类号:P588.124 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0324-01

五龙山主体由白垩纪侵入岩构成,由早至晚划分为丁岐山岩体(K11)、千山岩体(K12)、石灰窑子岩体(K13δο)、头道沟岩体(K16ξγ)和大板石岩体(K17γ)等5个岩体。

一、地质特征及岩石学特征

1、丁岐山岩体(K11)

主要分布丹东丁岐山、老古沟、万家堡子等地,出露面积约40km2,由老古沟中细粒石英二长岩(K11aηο)、万家堡子石英正长岩(K11bξο)组成。各岩体之间为涌动关系,岩株状产出,在五龙背山均有出露。侵入晚三叠世大堡岩体,被大板石细粒黑云母花岗岩所侵。与此相当的邻区长甸子岩体K-Ar年龄123Ma。

岩体成分演化明显以高铝(15.28-18.42%)为显著特征。由早至晚,SiO2、K2O递增,CaO、MgO、Na2O、递减。与中国石英二长岩、石英正长岩相同岩石类型对比,早期富硅、铝、钠,贫钾,晚期富铝,贫硅、钙。K2O/Na2O值0.46和0.99,δ值3.64和4.65,属钠质碱性系列。A/NCK值0.93和1.04,为次铝至铝微过饱和型。DI值72.8891.81,反映由早至晚岩浆分异程度增强。A-F-M图解具钙碱系列和富碱演化特征。

丁岐山岩体微量元素含量多数接近陆壳值,其中万家堡子石英正长岩(K11bξο)明显低Sr(仅35.55×10-6),老古沟中细粒石英二长岩(K11aηο)则明显富集Ba(高达1332.2×10-6),汤氏图解富集Th、K、La、Nd、Zr,亏损Ti、Sr、U。(Rb/Yb)N值为39.9和29.64,属强不相容元素富集型;稀土总量变化大,早期156.24(10-6),晚期高达540.01(10-6),稀土参数及曲线说明属铕正异常轻稀土富集型,并具轻稀土分馏强,重稀土分馏弱特征。La/Sm-La图解反映在成岩过程中岩浆经历了结晶分离作用。

2、千山岩体(K12)

主要分布隆昌、大洼、凤城等地,出露面积约900km2,旧称千山、老黑山、凤凰山岩体,以暗色矿物成分及结构划分出下石桥角闪石钾长花岗岩(K12aξγ)、凤凰山黑云母钾长花岗岩(K12bξγ)、台沟细粒钾长花岗岩(K12cξγ)。五龙背山即分布有台沟细粒钾长花岗岩(K12cξγ)。

该岩体由于具独特的花岗岩风化地貌,而构成千山和凤凰山著名的名胜风景区。空间上呈岩株状产出,侵入辽河群和晚三叠世大堡岩体。

由早至晚具SiO2增加,CaO减少趋势,除富铝及早期单元贫硅外,均与A型花岗岩成分相近。与中国花岗岩对比,早期单元贫硅、镁,富铝、碱,中期单元富硅,贫钙、镁、钾,晚期单元高铝,富碱,贫钙、镁。K2O/Na2O值1.01至1.03,δ值4.632.312.78,反映岩浆由碱性系列向钙碱系列演化,A/NCK值1.051.15,均属铝过饱和型。DI值90.4794.61,反映岩浆分异程度由早至晚增强。A-F-M图解具钙碱系列和富碱演化特征。

微量元素含量贫Sr、V、Cr、Ni、Co,富集Th、Rb、Zr、Ni,接近J・Bwhalen A型花岗岩丰度,显示A型花岗岩特征。汤氏图解富集La、Nb、Zr、Y,亏损Ti、Sr、Nb、(Rb/Yb)N值45.83和29.34,属强不相容元素富集型;稀土元素总量变化大,(143.15178.14289.98(10-6),由早至晚伴随岩浆演化,总量递增。稀土参数和曲线均说明轻稀土富集、分馏强,重稀土亏损、分馏弱。铕由正异常至负异常,反映了斜长石结晶分离程度增强。La/Sm-La图解反映了在成岩过程中岩浆经历了分离结晶作用。

3、石灰窑子岩体(K13δο)

该岩体主要分布丹东北部石灰窑子地区,出露面积约28km2。空间上呈岩株状产出,侵入晚三叠世大堡二长花岗岩,U-Pb年龄117.4Ma。组成岩体的岩石类型为中细粒石英闪长岩。

与中国闪长岩对比,具高铝,贫铁、硅,富碱特点,K2O/Na2O值0.56,δ值3.15,A/NCK值0.93,说明属钠质钙碱系列,次铝型。DI值63.25,反映岩浆分异程度中等。A-F-M图解具明显的钙碱演化和富碱演化特点。

石灰窑子岩体以高Sr、Ba、Nb,低Cr、Ni、Co、V为特征。汤氏图解富集Ba、K、La、Nd、Zr,亏损Ti、Nb,(Rb/Yb)N值31.34,属强不相容元素富集型;稀土元素总量为158.34×10-6,界于洋壳和陆壳值之间。稀土参数及曲线反映属铕正异常轻稀土富集型,并具轻稀土分离强,重稀土分馏弱特点。La/Sm-La图解反映在成岩过程中,岩浆经历了分馏结晶作用。

4、头道沟岩体(K16ξγ)

头道沟岩体与A型花岗岩成分相近,仅硅、镁、钙略偏低,与中国花岗岩对比,具高硅、碱,低钙、镁、铁特点。K2O/Na2O值0.97,δ值 2.57,A/NCK值0.96,属钙碱系列,次铝型。DI值95.11反映岩浆分异程度较好。

微量元素含量以贫Sr、V、Cr、Ni、Co,富Nb、Ba、Th为特征,并与J・B・whalen A型花岗岩丰度相近,显示A型花岗岩特征。汤氏图解富集Th、La、Nd、Zr,亏损Ti、U、Nb、P、Sr,(Rb/Yb)N值29.4,属强不相容元素富集型;稀土总量239.03(10-6),略高于陆壳值(154.7×10-6)。稀土参数和曲线均说明轻稀土富集、分馏强,重稀土亏损、分馏弱、铕为正异常,La/Sm-La图解反映了在成岩过程中,岩浆经历了分离结晶作用。

5、大板石岩体(K17γ)

该岩体分布丹东北部大板岩地区,出露面积约20km2。岩株状产出,侵入丁岐山岩体、千山岩体及头道沟岩体,组成岩体的岩性为细粒黑云母花岗岩。

微量元素以贫Sr、Ba、V、Cr、Ni、Co,富U、Th为特征。Rb、Sr、Th、U、Nb接近A型花岗岩丰度,显示A型花岗岩特征。汤氏图解显示富集Th、Nd、Zr、K,亏损Ti、Ba、U、Nb、Sr、P,。(Rb/Yb)N值105.3,属强不相容元素富集型;稀土总量为91.06(10-6),低于洋壳值(116.3×10-6),显示壳源特征。稀土参数和曲线均说明轻稀土富集、分馏强,重稀土亏损、分馏弱。铕为正异常。La/Sm-La图解反映了在成岩过程中,岩浆经历了部分熔融作用。

二、侵位机制及岩浆大陆动力学演化

岩石地球化学特征表明,丹东地区存在早、晚两期M型和A型花岗岩带。早期由于丁岐山(M型)及千山岩体(A型)组成,同位素年龄123-130Ma,属造山前拉张环境下,以岩墙扩张和顶蚀侵位机制被动就位。其特点为:侵入体受控NE向断裂,呈块状产出,斜切围岩界线或岩枝状侵入围岩,内部包体呈不规则状(千山岩体);晚期由头道沟岩体及板石沟岩体(A1型)组成,同位素年龄103-116.7Ma,属造山后构造崩塌阶段拉张环境下被动就位。其特点为:侵入体斜切围岩界线,块状构造,未见侵位叶理,区域上受控NE、NNE向断裂,应为岩墙扩张侵位机制;中期为I型及I与S过渡型,由石灰窑子岩体(I型)组成,属造山期挤压环境下被动就位。

本区白垩纪处于燕山旋回陆内断裂造山背景,岩浆活动与火山活动密切相关。岩浆侵位受控NE-NNE向断裂。岩石地球化学特征及有关图解均反映了该期岩浆活动在继承侏罗纪大陆火山弧构造背景下,造山前拉张环境偏碱中性钾质酸性岩浆被动侵位,造山期挤压环境中性中酸性酸性岩浆被动侵位,造山后构造崩塌期拉张环境钠质钾质酸性岩浆被动就位构造岩浆大陆动力学演化过程。

参考文献

[1] 辽宁省地质矿产调查院大连分院,2003,1:25万丹东市、东港市幅区域地质调查报告。

[2] 辽宁省地质矿产局编著,1982,辽宁省区域地质志。地质出版社。

[3] 许志琴等,1997,中国主要大陆山链韧性剪切带及动力学。地质出版社。