I TTG系列花崗質巖石
1.地質和地球化學特征
TTG系列巖石壹般為灰色-深灰色，中粗粒，具有不同強度的片麻巖結構。在渾河斷裂北部，片麻巖走向主要為北東向，而在撫順斷裂南部，片麻巖走向主要為北西向。TTG系列花崗質巖石侵入新太古代表殼巖系，多被角閃巖、片麻巖、麻粒巖等不同大小的巖石包裹體所覆蓋，多呈條帶狀、層狀、透鏡狀。在北三家，角閃巖捕虜體發生了強烈的改造，角閃石被改造成由黑雲母、綠泥石和綠簾石組成的後同形冠。
圖4-1遼北新太古代地質草圖(根據L ∶ 50萬地質圖，趙等人(1993)，沈寶峰等人，略有增減)。
1-新太古代表殼巖系；2-(應時)閃長巖(？);3-英雲閃石；4—TTG花崗質巖石不分割；5-花崗閃長巖；6-二長花崗巖；7-鉀花崗巖；8-剪切帶；9-故障
英雲閃石中幾乎所有的TTG系列巖石都含有角閃石，其含量壹般小於10%。花崗閃長巖可能含有也可能不含有角閃石。撫順南部鄭家堡子二長花崗巖中沒有角閃石。雖然斜長石角閃石包裹體存在於大多數TTG系列花崗巖中，但在大多數情況下角閃石是巖漿的，而不是斜長石角閃石分解的結果。角閃石具有藍綠色(NG)-黃綠色(nm)-淺黃色(Np)多色性，晶形好，粒度大，簡單孿晶，通常是巖漿角閃石的標誌，但在變質角閃石中很難見到。特別重要的是，它們的稀土元素分配系數大於1 (2 ~ 10)，而角閃巖中角閃石的稀土元素分配系數小於1，差別較大(沈寶峰等，1994)。黑雲母普遍存在，含量為5% ~ 10%。它們與閃石共生或單獨存在。在壹些巖石中，它們聚集成點狀，分布不均勻，可能是角閃石變質形成的。淺色礦物主要為斜長石(50% ~ 65%)、應時(10% ~ 30%)和少量微斜長石。斜長石常被絹雲母化。白家二長花崗巖演化程度高，含微斜長石較多。副礦物主要是鋯石、磷灰石和榍石。
石油化學分析數據見表4-1A、B和C。TTG系列花崗質巖石的特征是SiO2和K2O相對較低，MgO、TFeO和Cao較高，Na2O > K2O。從英雲閃長巖到二長花崗巖，巖石中SiO2 _ 2和K2O在增加，而MgO、TFeO和CaO在減少，這與巖石中角閃石含量減少的趨勢壹致。在AB-An-OR圖上(圖4-2)，白家巖體分布在TGG點附近的花崗巖區，鄭家堡子二長花崗巖分布在遠離TTG演化趨勢的二長花崗巖區，它們各自的分異產物細粒花崗巖向富鉀方向演化。它們之間的關系由圖中的連接線表示。
表4—遼北太古宙花崗質巖石和幕狀巖石的主元素組成(%)
表4—遼北太古宙花崗質巖石和幕狀巖石的微量元素組成(10-6)
註:序列號與表4-1A相同。
圖4-2遼北新太古代花崗質巖石的AB-AN-OR圖。
(個別數據引自沈寶峰等人，1994)
三角形—TTG花崗質巖石；實心圓-花崗閃長巖；未填充的圓鉀花崗巖；圖中下部用連接線連接的三角形和實心圓右下的樣品分別是鄭家堡子二長花崗巖和白家花崗閃長巖的演化產物。個別數據引自沈寶峰等，1994。
TTG系列花崗質巖石中稀土總量雖有變化，但壹般不會太高。根據稀土成分的特點，可以劃分出三種不同類型的稀土模型。
1)重、輕稀土強烈分離，重稀土嚴重虧損，產生明顯的正銪異常(圖4-3a)。
表4—遼北太古宙花崗質巖石和幕狀巖石的稀土元素組成(10-6)
註:序列號與表4-1A相同。
2)與第壹種類似，但銪的異常不明顯(圖4-3c)。
3)輕重稀土分離相對較弱，有部分負銪異常(圖4-3e)。
巖石的稀土元素模式與其礦物組合有明顯的相關性。具有明顯正銪異常的巖石壹般不含角閃石，巖性為花崗閃長巖；無明顯正銪異常的巖石壹般含角閃石較多，巖性以英雲閃石為主。我們尚未分析的莫裏紅巖體為英雲閃長巖，含角閃石，無明顯的正銪異常(沈寶峰等，1994)。鄭家堡子二長花崗巖不具有正銪異常，不含角閃石。取自清遠南部古城巖體的巖石樣品具有第三類稀土模式，它可能不能反映整個巖體的真實情況，而是角閃巖在表殼巖中混合混染的結果。
圖4-3遼北新太古代TTG花崗質巖石地球化學圖。
采樣地點:A、B—永陵北(LX9201)、白家(LF9209-1(中粗粒)和LF9209-2(細粒))、臺溝(LF9208)和北尖家(LQ9202-65438+)。c和D—鄭家堡子(LF9207-1(中粗粒)和LF9207-2(細粒))、大蘇河(LQ9208-1)、黑虎山(LF9204和LF9205)、張子溝(FQ99)。e和F—古城(清遠南部，LQ9207-1)
在Pearce圖上，所有巖石都顯示出高場強元素Nb和Ta的相對損失。鄭家堡子二長花崗巖(LF9207-1和2)和白家花崗閃長巖(LF9209-1和2)中的Ba相對於Rb和Th明顯富集，這與其它花崗質巖石有很大不同。所有巖石樣品中鋇相對於銣和釷沒有明顯的損失。值得註意的是，除鄭家堡子二長花崗巖外，其他花崗質巖石的非活動高場強與輕稀土元素呈線性關系(圖4-4)。這種現象在壹些未受陸殼物質汙染的玄武質巖石中可見，但在花崗質巖石中很少存在，尤其是在成熟度較高的花崗質巖石中。
圖4-4遼北新太古代TTG花崗質巖石元素對比圖。
箭頭表示花崗巖母巖與其演化產物細粒花崗巖之間的成分關系。異常成分點給出了巖樣數量。圖中方框為鄭家堡子二長花崗巖，表現出不同的演化趨勢。
2.原因探討
在英雲閃長巖中通常有不同數量的角閃石，但如上所述，大多數角閃石是巖漿成因的。地球化學，遼北新太古代斜長角閃石普遍具有扁平稀土模式，部分巖石富含輕稀土。重稀土球粒隕石的歸壹化值壹般在10左右(沈寶峰等，1994)。成熟度高的富鋁片麻巖重稀土虧損也相對較弱，出現壹些負銪異常。而TTG系列巖石輕重稀土分離強烈，與重稀土明顯虧損截然不同。因此，輕重稀土的強烈分離和重稀土的強烈虧損應代表TTG花崗質巖石的固有特征，故認為該區TTG花崗質巖石的稀土組成特征與角閃巖和富鋁沈積變質巖包裹體的存在關系不大。
TTG系列巖石中，英雲閃長巖演化程度最低，最能反映其原始巖漿的成分特征。由於MgO、TFeO、CaO、Cr、Ni含量高，SiO2 _ 2、K2O含量低，稀土含量低，它們很難由片麻巖等高成熟度的陸殼物質部分熔融形成，但很可能是玄武質巖石部分熔融的產物。如果是這樣，為了熔融重稀土強烈虧損的雲英巖閃長巖巖漿，源區應該有重稀土強烈富集的石榴石礦物相殘余。另壹方面，由於巖漿成因的角閃石往往存在於巖石中，因此也應該是源區穩定的礦物相之壹，這與巖石的稀土成分並不矛盾。巖石中Al2O3含量普遍較高，無明顯的負銪異常，表明斜長石在源區已完全熔融或殘留很少。可以認為石英閃長巖巖漿的熔融母巖是石榴石角閃巖，殘余相礦物主要是石榴石和角閃石。根據實驗研究(Wyllie，1979；Rapp，1991)，該巖漿建造的壓力條件約為0.16 ~ 0.22 GPA，對應深度在55 ~ 70 km之間。
如前所述，巖石的稀土模型與其組成礦物和巖性密切相關。英雲閃石壹般含角閃石較多，無明顯的正銪異常。花崗閃長巖含少量或不含角閃石，壹般具有明顯的正銪異常。此外，後者的輕、重稀土分離通常更強，重稀土成本更高。根據花崗巖類巖石中巖漿角閃石的稀土成分特征(沈寶峰等，1994)，可以推斷角閃石的結晶分異作用對巖石的稀土成分變化起著重要作用。而角閃石中SiO _ 2含量較低，在40% ~ 49%之間(沈寶峰等，1994)，它們的結晶分異作用會使巖石中SiO _ 2含量增加，因此似乎單靠角閃石的結晶分異作用不能完全解釋巖石中La與SiO _ 2的負相關關系(圖4-4f)。原因有待進壹步研究。
礦物成分對巖石稀土模型的影響也可以從同壹巖體演化產物的成分對比中反映出來。撫順白家巖體含少量角閃石，無明顯正銪異常。其分異產物白家巖體中穿插的細粒花崗巖，不含角閃石，顯示明顯的正銪異常，同時輕重稀土分離更強烈(圖4-3)。與母巖相比，細粒花崗巖中的輕稀土La和Ce更為豐富，表明其總分配系數小於1。
在TTG系列花崗巖中，不活潑元素La、Zr、P、Nb、Y之間有不同程度的相關性，也說明它們有成因聯系。其源區為不受外源作用影響或影響很小的火成巖源區，這些元素在源區主要不以副礦物的形式存在。這與源巖為玄武質巖石的認識是壹致的。元素間的相關性還表明，花崗質巖石在其形成演化過程中沒有受到陸殼物質的強烈汙染，鋯石、磷灰石等副礦物沒有明顯分離。鋯石、磷灰石等副礦物雖然普遍存在於花崗質巖石中，但其結晶處於巖體定位後的冷凝階段，其遷移範圍壹般不超過手標本的大小。根據它們在角閃石中的分配系數，可以合理地解釋上述元素之間的關系。巖石中稀土元素的組成和變異明顯受造巖礦物而非副礦物制約，這與演化程度高的年輕花崗質巖石(吳成玉等，1992)形成鮮明對比，也明顯與TTG系列花崗巖演化程度低有關。在這種情況下，利用分布系數進行模擬計算是可行的。
遼北TTG系列巖石中二長花崗巖很少。鄭家堡子二長花崗巖的輕重稀土雖然也有很強的分離，但在許多方面與其他TTG巖石有很大的不同。它們可能是由成熟度較高的大陸地殼物質部分熔融形成的。由於巖體中不含角閃石，與之穿插的細粒花崗巖中稀土總量增加，稀土曲線大致平行上升，也有壹定的負銪異常。其演化趨勢與白家巖體中的細粒花崗巖完全不同。看來斜長石和黑雲母的結晶分異起了重要作用。這與細粒花崗巖中MgO、TFeO、Cr、CaO、Na2O含量的降低相壹致，說明不同分離礦物相對巖石成分演化的影響存在差異。
清遠北部長子溝英雲閃長巖體比較特殊，在某些方面與(應時)閃長巖相似。它在圖4-1中單獨顯示。該巖體中有許多自生的帶狀斜長石。樣品(LQ9203-1)的Ba相對於Rb和Th表現出明顯的相對虧損，與其他TTG系列巖石差異較大，但與包裹在該巖體中的暗色角閃石包裹體(LQ9203-2)非常相似(圖4-5a)。角閃石包裹體大小不壹，顆粒細小，呈圓形或橢圓形，其巖石外觀與表殼巖截然不同。包裹體經歷了強烈的變質變形，主要由角閃石和斜長石組成。可見微細包裹體與英雲閃長巖的相互作用。取樣分析表明:SiO2:52.57%，MgO:3.92%，TFeO:8.56%，CaO:7.30%，Na2O:4.67%，K2O:1.27%，稀土總量不高，輕稀土弱富集(圖4-5b)。由於巖體和包裹體都有Ba相對於Rb和th的虧損，所以兩者之間可能存在成因聯系。
圖4-5遼北獐子溝巖體中角閃石包裹體地球化學圖。
a-稀土模型，b-皮爾斯圖
圖4-6遼北鉀質花崗巖地球化學圖
a和B ——邊牛鉀質花崗巖的REE和Pearce圖:c和D ——紅石砬子鉀質花崗巖的稀土模型和珠光體圖(樣品BH3數據引自沈寶峰等，1994)。
二。鉀花崗巖
鉀質花崗巖在遼北相對少見。較大的鉀質花崗巖類分布在南部，如新賓南部的四花頂子、撫順南部的邊牛，與安本的齊大山、弓長嶺鉀質花崗巖類形成北東向鉀質花崗巖帶，斷續延伸至吉林南部的夾皮溝、和龍。巖石呈肉紅色，中等至粗粒，塊狀，由微斜長石、應時和斜長石等礦物組成，僅含少量深色礦物黑雲母。微長石可以斑晶的形式存在。取自邊牛巖體的巖石樣品高SiO2 _ 2和K _ 2O，低MgO、TFeO、Cao和K _ 2O >；Na2O的位置非常靠近AB-AN-OR圖上的AB-OR線(圖4-2)。有明顯的負銪異常和強的高場元素相對損失，特別是Nb和Ta(圖4-6a和B)。與安本等地的鉀質花崗巖非常相似，但重稀土部分損失更強。北部出露的鉀質花崗巖主要是清遠紅石砬子巖體。明顯侵入新太古代表殼巖系。巖石外觀、結構、礦物組合和主元素組成與南方同類花崗巖無明顯差異，但有鉀長石帶斜長石熔融條紋，斜長石常呈帶狀結構。巖石中稀土總量相對較低，負銪異常不明顯(圖4-6c)。在Pearce圖上，Nb和Ta的損失不明顯，Ba沒有Rb和Th的損失(圖4-6d)，與南方鉀質花崗巖有較大差異。據沈寶峰等(1994)研究，紅石砬子巖體主體雖為鉀質花崗巖，但東部出露白色鈉質花崗巖。