中基性侵入巖在吉遼陸島弧帶中很少出露，但意義重大。主要有遼北的獐子溝巖體、冀東的界嶺口閃長巖和魯西的大中橋、馬跑泉石英閃長巖，以及魯西的馬塔角閃石、桃科輝長巖和金牛山角角閃石。它們在空間上與島弧花崗巖共存，在時間上同時或更早形成。(應時)閃長巖低SiO2 _ 2，高TFeO、MgO和CaO。總稀土含量通常較低，輕重稀土分離程度不高，但表現為大離子親石元素的相對富集和高場強元素(尤其是Nb、Ta)的相對損失。它們的成因模式與島弧花崗巖相似，即由大洋地殼板塊和上覆沈積物俯沖熔融而成(討論見下文)，但熔融程度明顯更高。相反，(角閃石)輝長巖是地幔物質的熔融產物。它們與表殼巖系中玄武質巖石的化學成分相似，表明它們可能具有相似的成因，但它們的賦存狀態不同。
島弧花崗巖和碰撞花崗巖在吉遼魯島弧帶中占有絕對優勢。下面將重點介紹它們的組成特征、物質來源、時空分布、成因模式等不同方面。
壹、構成特點
以TTG花崗巖類為主的島弧花崗巖在吉遼魯島弧帶的不同地區均有分布，在遼北和魯西地區出露較廣。它們通常遭受強烈變形，並具有片麻巖結構。雖然巖石外觀可以顯示出局部的巨大變化，但整體上還是相當均勻的。組成礦物主要是斜長石、應時、黑雲母等。，含少量鉀長石(微斜長石)和綠簾石。遼北許多英雲閃長巖中含有壹定量的斜長角閃巖。巖石中二氧化矽和K2O含量低，但MgO、TFeO、Cao和Na2O > K2O含量高。在AN-AB-OR圖上，主要分布在英雲閃長巖區和花崗閃長巖區，少數位於二長花崗巖區甚至二長花崗巖區(TGG點花崗巖區壹側)。巖石中輕、重稀土分離強烈，壹般沒有負銪異常。高場強元素Nb(和Ta)相對缺乏。
碰撞花崗巖主要包括二長花崗巖和鉀質花崗巖，也有少量殼源TTG花崗巖。二長花崗巖存在於島弧帶的不同地區，但在魯西更為普遍，類型也更多。該類巖石片麻巖的發育程度在不同地區變化較大，與後期改造有關。與島弧花崗巖相比，它們的SiO2 _ 2和K2O含量明顯較高，而MgO、TFeO、CaO、Na2O和K2O含量較低。在an-ab-or圖上分布在花崗巖區的上部位置。稀土有三種不同的形態。1)輕重稀土分離不強烈，重稀土平坦，有明顯的負銪異常，如魯西奧萊山二長花崗巖。2)輕重稀土強烈分離，重稀土虧損，但有明顯的負銪異常，如魯西新泰以東的二長花崗巖。3)輕重稀土分離強烈，重稀土虧損強烈，無明顯負銪異常，有時出現壹些正銪異常，如遼北白家二長花崗巖、冀東綏中二長花崗巖、安子嶺雜巖體二長花崗巖和魯西青雲山、女山二長花崗巖。三類花崗巖的常量及其他微量元素組成也有壹定差異。
鉀質花崗巖是另壹種重要的碰撞花崗巖。根據化學成分，可以分為兩類。1型鉀質花崗巖:大規模產出，如安本地區齊大山花崗巖、冀東山海關花崗巖、魯東北鉀質花崗巖等。變形通常很弱，塊狀構造，空間上巖石成分沒有大的變化。它主要由鉀長石、斜長石鈉和應時組成。暗色礦物黑雲母含量很低，常有鉀長石斑晶。鉀質花崗巖富含矽和鉀，鐵、鎂、鈣含量低，K2O>Na2O，輕重稀土分離弱。重稀土呈扁平狀，具有強負銪異常的稀土模式。高場元素Nb、Ta、P、Ti虧損嚴重，大離子親石元素Ba相對於Rb、Th虧損明顯，在Rb、Ba、Th中呈V型。2型鉀質花崗巖:零星分布，規模較小，如遼北紅石砬子花崗巖、綏中-晉西地區鉀質花崗巖、魯西四海山鉀質花崗巖等。雖然它們在高矽和高鉀方面與前鉀花崗巖非常相似，但在稀土和微量元素組成方面卻有很大不同。這種鉀質花崗巖的特征是重稀土相對虧損，負銪異常不明顯。在皮爾斯圖上，它們的高場元素也有損耗，但損耗程度普遍較低。特別是大離子石元素愛好者Ba相對於Rb和Th沒有明顯的損失，Rb、Ba和Th的部分呈倒V形或向右傾斜的對角線。這與1型鉀質花崗巖明顯不同，可作為區分這兩種不同類型鉀質花崗巖的重要標準。元素Rb-Ba-Th關系的變化在其他類型巖石中也存在。比較同壹巖石與不同巖石的Rb-Ba-Th關系的異同與變化，顯然對了解它們之間的成因關系具有重要意義，值得進壹步深入研究。
二、物質來源
根據地球化學成分特征，島弧花崗巖的形成主要與玄武質巖石的部分熔融有關。就物源而言，其母巖可以是斜長角閃石、下地殼玄武質巖石或大洋地殼板塊，它們同時代表了地殼巖系。由於島弧帶中同樣代表地殼巖系的角閃石多為虧損型、扁平型或輕度富集輕稀土型的稀土模式，在相對較低的壓力下部分熔融，難以形成輕重稀土分離強烈的島弧花崗巖。另外，這種花崗質巖石Ba是相對於Rb(和Th？壹般沒有明顯的相對損失，但同時代表了殼巖系中的角閃巖Ba與Rb相比往往有明顯的相對損失，差異較大。這些都表明它們在物源上沒有成因聯系，島弧花崗巖不可能是由同樣代表地殼巖系的斜長角閃巖部分熔融形成的。下地殼的玄武質巖石作為熔融母巖，也難以解釋島弧花崗巖的成分特征和時空分布。相比之下，大洋地殼板塊俯沖熔融的成因模式更為合理，細節稍後討論。
相比之下，大部分二長花崗巖作為碰撞花崗巖，是高成熟度大陸地殼物質部分熔融的產物，其不同的稀土模式主要反映了源區成分的差異。其中第三類二長花崗巖與輕、重稀土強烈分離，與典型的TTG花崗巖十分相似，部分可能是島弧花崗巖(TTG花崗質巖石)進壹步結晶分異形成的。但大部分似乎是變質英安巖火山沈積巖(黑雲母麻粒巖)部分熔融形成的。冀東安子嶺花崗雜巖具有原地或半原地的地質特征，二長花崗巖的產出清楚地顯示了它們的陸殼成因特征。在魯西，這類二長花崗巖具有異地特征，它們在空間上與黑雲母麻粒巖共存(如女山地區)。魯西這類二長花崗巖的形成規模較大，可能與該地區有較多的黑雲母麻粒巖作為熔融母巖有關。該類二長花崗巖中輕重稀土強烈分離的稀土模式很大程度上繼承了其母巖的成分特征，而非熔融源區石榴石大規模殘留的結果。根據巖石的成分特征，TTG花崗質巖石也可能是這類二長花崗巖的熔融母巖。它們既是前壹個巖漿構造旋回的產物，又是同壹巖漿構造旋回早期的產物，可以通過同位素示蹤加以區分。
碰撞花崗巖是鉀質花崗巖的另壹種重要類型，顯然是陸殼物質部分熔融的產物。鉀質花崗巖有兩種類型，主要與源區物質變化有關。1型鉀質花崗巖的常量元素組成具有低共節點的特征，稀土模式與許多受外生作用強烈改造的變質沈積巖非常相似，也具有強高場元素相對虧損和大離子親石元素Ba相對虧損Rb、th的特征。這種鉀質花崗巖的形成很可能與變質沈積巖的深熔作用有關。在熔融過程中，體系基本達到平衡，其化學成分在很大程度上繼承了原巖的特征，並受到熔融過程中元素分布行為的制約。2型鉀質花崗巖的成分與許多輕重稀土分離強烈的TTG花崗巖和二長花崗巖非常相似，兩者之間很可能存在成因聯系，是後者部分熔融形成的，有些可能是其進壹步結晶分異的產物。
並非所有的TTG花崗質巖石都與玄武巖有關。根據地質特征，冀東部分TTG花崗質巖石雖然也具有輕重稀土強烈分離的稀土模式，但很可能是大陸地殼部分熔融形成的。魯西福山二長花崗巖的成分特征表明，它們可能是由早期陸殼物質部分熔融形成的。這類來自大陸地殼的TTG花崗質巖石在成因模式上與二長花崗巖和鉀質花崗巖相似，應歸為碰撞花崗巖。
第三，時空分布
所有花崗質巖石都形成於表殼巖系之後。不同類型的花崗質巖石在地質演化的時間坐標上有明顯的有序變化。根據野外互穿和同位素定年，島弧花崗巖形成於前緣(2.7 ~ 2.55 Ga)，殼源碰撞花崗巖形成於後緣(2.55 ~ 2.4 Ga)，其中最成熟的鉀質花崗巖最終形成。後者與最新的鉀交代現象壹致。不同類型花崗質巖石的形成時間存在著有序的變化，這是壹種全球現象，無疑具有重要的地質意義。從不同類型花崗質巖石的源區成分和形成條件來看，這種有序變化明顯與殼幔相互作用和地幔熱流向上的演化過程有關。花崗質巖石化學成分的有序變化不僅表現在同壹巖漿構造旋回中，而且反映在整個地質演化過程中。這壹點在之前對安本地區的研究中已經有所說明。太古代以後，來自地幔的TTG花崗質巖石比例下降，來自地殼的二長花崗巖和鉀質花崗巖比例明顯上升，進壹步說明了這壹點。雖然兩種不同類型花崗質巖石的有序變化都與熱演化有關，但具體原因並不相同。
需要註意的是，吉遼魯島弧帶不同地區花崗質巖石的形成時間大體相同，但其開始和結束的時間範圍仍有差異。例如，根據現有資料，遼北新太古代形成的TTG花崗質巖石的最早年齡不超過2.6Ga，鉀質花崗巖的最晚年齡尚未得到，但在安本地區約為2.5Ga。而魯西最早的TTG花崗巖年齡高達2.7Ga，最晚的鉀質花崗巖年齡不到2.4Ga，巖漿作用持續時間長。目前還不清楚這種差異是由於信息不完整還是反映了自身的特點。另外，冀遼魯島弧帶鉀質花崗巖的形成時間通常小於2.5Ga，在國內外普遍公認的太古宙-元古宙界線之後。由於這些鉀質花崗巖與其他花崗質巖石明顯是同壹構造巖漿旋回的產物，因此，如何重新認識和確定太古宙-元古宙界線似乎仍是壹個需要探討的問題。
在空間上，吉遼陸島弧帶不同類型的花崗質巖石具有明顯的分帶現象。閃長巖、輝長巖等不同類型的中基性侵入巖和島弧花崗巖主要分布在膠遼地塊西緣之外，而碰撞花崗巖主要分布在膠遼地塊西緣之內，形成不同的巖漿成分帶。這種現象在魯西尤為明顯。從西南向東北，以TTG為主的島弧花崗巖、以二長花崗巖為主的碰撞花崗巖和以成熟度較高的鉀質花崗巖為主的碰撞花崗巖呈明顯的帶狀分布。在冀東雙山子至秦皇島壹帶，也有閃長巖→TTG→鉀質花崗巖的有序變化。這種不同類型花崗巖的空間分帶顯然具有重要的地質意義。
第四，花崗巖成因的構造模式
如上所述，吉遼陸島弧帶不同類型花崗巖的化學成分、物質來源、時空分布都有明顯的變化。自西向東由早期島弧花崗巖變為晚期碰撞花崗巖，巖漿形成的熔融物質由玄武質巖石變為不同成熟度的陸殼物質。熔融溫度和壓力不斷降低，顯示了地幔熱流和熔融源區自下而上的遷移過程。這壹現象可以用晚太古代華北陸塊與豫皖陸塊之間洋殼分離、膠遼陸塊下降到膠遼陸塊之下直至陸塊碰撞的構造模式來合理解釋。
陸塊組合早期，洋殼俯沖，在膠遼陸塊邊緣形成島弧火山巖和島弧花崗巖。當俯沖的洋殼板塊到達壹定深度，進入石榴石的穩定溫壓範圍時，由於太古宙地溫梯度高，巖石在脫水前部分熔融，富集重稀土的石榴石和角閃石殘留在源區，形成輕重稀土分離強烈的島弧花崗巖(TTG花崗巖類)(Martin，1995)。部分巖石化學成分變化較大，與巖漿作用後期的結晶分異有關。島弧花崗巖中大離子的親石元素相對富集不僅表明它們在巖漿作用過程中高度不相容，還可能與洋底陸源碎屑沈積物的參與有關。由於水壓較高，富含高場強元素Ti、Nb(和Ta)的副礦物比較穩定，留在源區，使其在熔融巖漿中遭受相對損失。熔融源區出現高溫熱異常時，形成不同類型的中基性侵入巖，如閃長巖、輝長巖等。雖然它們的化學成分與島弧花崗巖不同，但它們的形成過程也與洋殼俯沖密切相關，只是熔融溫度和物源成分不同。
當洋殼的俯沖結束時，西部陸塊向東移動，發生了陸-陸碰撞。由於大陸地殼增厚和地溫梯度增大，膠遼地塊成熟的泥質變質沈積巖部分熔融，形成以鉀質花崗巖為主、部分二長花崗巖的碰撞花崗巖帶，主要分布在島弧花崗巖帶的大陸壹側。陸殼基底能夠提供大量的物質來源，表明中太古代膠遼地塊陸殼物質成熟度明顯提高，範圍也達到了相當規模。此外，島弧花崗巖帶中還有鉀質花崗巖。但如前所述，它們在小範圍內零星出現。它與廣泛分布於碰撞花崗巖帶的1型鉀質花崗巖在地質產狀、化學成分等許多方面都有很大不同。雖然它們形成的時間最晚，但也是陸-陸碰撞作用的產物，只是它們的成因和來源不同。
與島弧花崗巖相比，碰撞花崗巖的化學成分表現出更明顯的變化。這主要與後者的源區物質變化較大有關。島弧花崗巖的源區物質是俯沖洋殼，相對簡單。它們是典型的I型花崗巖，但不是由幔源玄武巖漿結晶分異直接形成的，而是兩個或兩個以上演化階段的產物。構成洋殼的玄武巖漿來自地幔源區，只有在這個意義上才能理解為幔源花崗巖。碰撞花崗巖的源區物質是不同類型的大陸地殼物質，可能是組成早期大陸地殼的不同成因的花崗質巖石或英安質火山巖，也可能是各種不同成熟度的變質沈積巖。雖然大部分英安巖火山沈積巖經歷了外生作用的疊加，但其化學成分並未發生明顯變化。其部分熔融形成的二長花崗巖和TTG花崗巖仍可稱為I型花崗巖。由早期花崗質巖石和高成熟度變質巖部分熔融形成的二長花崗巖和鉀質花崗巖是典型的S型花崗巖。它們都是地殼起源的。
碰撞花崗巖化學成分變化較大的另壹個原因是形成條件變化較多，副礦物相起重要作用。與鉀質花崗巖相比，二長花崗巖通常形成於更高的溫度和壓力條件下。關於副礦物對花崗質巖石稀土成分的影響，除了前面幾章提到的以外，還可以以魯西九三&江宇地區的二長花崗巖為例。該區大面積出露的二長花崗巖具有輕重稀土強烈分離的稀土模式，其Nb、P、Zr等元素含量也較低。而受陸殼物質汙染的巖石樣品(SD9411)中重稀土元素含量明顯增加，Nb、P、Zr等元素含量也有所增加(圖4-21)。表明參與混染的鋯石、磷灰石等副礦物的高含量是巖石中重稀土增加的主要原因。副礦物對許多殼源碰撞花崗巖的稀土成分起著重要的控制作用，這顯然與其在成熟花崗質巖石和陸源碎屑沈積巖中的高含量有關，所以歸根結底是因為物源物質的不同。在壹些演化程度較高的年輕花崗質巖石中，副礦物對巖石稀土組成的影響已有深入研究，但對太古宙花崗質巖石的研究還很不足。有必要進壹步加強這項工作。值得註意的是，碰撞花崗巖和島弧花崗巖雖然在很多方面有很大的區別，但在高場強元素Nb和Ta的相對損失方面卻非常相似。這種繼承性可歸因於殼幔分離過程中Nb、Ta元素地球化學行為的變化，它們以副礦物的形式留在地幔源區。正是由於這個原因，高場強元素Nb和Ta的相對損失成為大陸地殼材料的基本特征之壹。
圖4—魯西九三地區二長花崗巖地球化學圖，21。
稀土模型；b-皮爾斯圖；樣品DS9410和DS9414為廣泛分布的花崗質巖石。SD9411是壹種受陸殼物質汙染的花崗質巖石。註意重稀土與Nb、P、Zr的對應關系。
吉遼魯島弧帶中的島弧花崗巖和碰撞花崗巖形成於2.7 ~ 2.4 ga期間，這大致是東西陸塊結合和碰撞的時間範圍。如前所述，吉遼陸島弧帶不同地區的花崗質巖漿作用持續時間並不完全相同，這可能表明不同地區碰撞和組裝的時間過程不同。
與島弧花崗巖壹樣，變質為黑雲母麻粒巖的英安巖火山沈積巖廣泛存在於表殼巖系中，也是洋殼板塊俯沖熔融的產物。因此，從發展演變的角度比較二者的異同具有重要的意義。作為表殼巖系的重要組成部分，英安巖火山沈積巖形成於前緣，是火山作用的產物。島弧花崗巖形成於後期，以侵入體形式產出。地球化學，英安巖火山沈積巖和島弧花崗巖整體成分非常相似，輕重稀土分離強烈，高場元素Nb(Ta)相對虧損，Ba對Rb(Th？)沒有明顯的相對損失。兩者的主要區別是島弧花崗巖通常在主元素組成上更具酸性，總稀土和親石元素大離子含量更高，相容元素(如Cr)含量更低，這可能是由於部分熔融程度相對較低。另壹方面，島弧花崗巖和英安巖火山沈積巖均具有輕重稀土強分離的稀土模式，但前者通常分離程度較高。如果它們都是由成分相似的大洋板塊物質部分熔融形成的，輕重稀土的分離與石榴石的殘余來源有關，那麽它們的輕重稀土分離程度的差異應該反映熔融發生時的不同壓力條件。島弧花崗巖形成於更深的地方。陸塊組裝早期，大洋地殼俯沖到壹定深度並部分熔融，上覆大陸地殼相對較薄，巖漿以火山形式產生，形成英安巖火山巖。如果俯沖洋殼只經歷脫水和淋濾，上覆的虧損地幔楔則經歷交代熔融形成島弧拉斑玄武巖。玄武質和英安巖巖漿的形成要求俯沖帶及其附近有較高的地溫梯度。隨著俯沖，島弧帶大陸地殼厚度增加，壓力增大，殼幔相互作用減弱，俯沖洋殼在新的溫壓條件下部分低程度熔融，形成島弧花崗巖。由於上覆大陸地殼的厚度，巖漿以侵入體的形式產生。與英安巖火山巖相比，島弧花崗巖通常具有更廣泛的結晶分異作用，這可能也與上覆大陸地殼更厚、形成條件更穩定有關。