吉林省蛟河市王家沟火山岩地球化学特征及其地质意义

第39卷第4期2020年12月
Vol.39No.4
Dec.2020吉林地质
JILIN GEOLOGY
文章编号：1001—2427(2020)04—69—6
吉林省蛟河市王家沟火山岩地球化学特征及其地质意义
陈明1王存柱1任龙4,曲洪晔9
0吉林省区域地质矿产调查所，吉林长春130022； 2.中国地质调查局牡丹江自然资源综合调查中心，黑龙江牡丹江157000；9.吉林省地质调查院，吉林长春130102
摘要：王家沟火山岩出露于吉林省中部蛟河地区，岩石岩性以安山岩、玄武安山岩为主，根据岩石特征将其划归为四合屯组火山岩。

根据2。

个测点得到U-Pb同位素测年结果在222.4-230.3Ma之间，加权平均年龄为(228.4±2.2)Ma(=20,MSWD=0.22),时代相当于晚三叠世，很可能为区域由古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换的产物。

本文对王家沟岩体进行系统研究，探讨其地球化学特征和地质背景。

关键词：王家沟火山岩；四合屯组；地球化学特征；地质背景
中图分类号：P595；P570文献标识码：A
Geochemical features and geological significance of Wangjiagou volcanie rrchs in Jiaohe City，Jilic Prrvince
CHEN Ming1，WANG Cun-zhu2，REN Long2，QU Hong-ye9
1.Regional Geological and Mineral Resources Survey of'Jilin Province，Changchun130022，Jilin，China；2Mudaujiang Natural Resourceo CompreOensiee Survey Ceotec，Chinn Gological Survey，MuUanjiang157000，Heilongjiang，Chian；
3.Institute eg Gologiai Survey eg JJin Province,ChangcCua133152，JJin，China
AbstrrcU:Wan—iaaon volcanic rocks are exposed in JiaoOe area,central Jilin Province.TUe rock lithologe is mainly andesite and basaltic andesite.According tr the rock characteristics，they are divided intr Sihetuc Formation volcanic rocke.TUe U-Pb isotopic dahne reseJs from22sites ran-n from222.4〜232.9Ma，and the weigUteX averaae a-e is (222.3±2.2)Ma(a=20,MSWD=0.32)，TUe a-e is6X1100611:te the Late Triassic.L is liCely te be the po P uc S of reyional transformation from palea一Asian Ocean t ectonic domain te Pacific tectonic domain.Ic this paper，the acthors made a systematic study of the Wangjiaeov pluton and discasseX its eeochemical characteristics and eeolopical backerovnd.
Key words：Wangjiapov vvlcanic rocks；Sihetuc Formation；eeochemical characteristics；eeolopical backeronnd
0引言
研究区位于张广才岭以南吉林中部地区，自古生代起经历了古亚洲洋和环太平洋构造域的演化和叠加，构造背景复杂，一直以来被广泛关注
作者近几年进行的5：7万蛟河等2幅区域地质调查中，对王家沟岩体进行了系统的野外与室内研究。

通过对地质学、岩石学、岩石化学、地质年代学等多方面工作，对形成时代提出新的认识。

众多学者对区域上的花岗岩进行了大量研究，取得的成果丰硕［9-6］，虽然对火山岩也有相关研究［0-9］，但相比花岗岩仍然偏少。

本文对吉林中部蛟河地区王家沟火山岩进行研究，为区域构造演化研究提供数据支撑。

1地质特征
工作区位于兴蒙造山带东段，张广才岭岩浆弧,蛟河盆地东南缘。

王家沟火山岩岩性组合以中性火
收稿日期：2222-Z0-10；改回日期：2222-Z0-y7
作者简介：陈明（989—）,男，辽宁西丰人，吉林省区域地质矿产调查所工程师
70
吉林地质第39卷
山岩为主，出露于四合屯一带，出露面积合计为 岩、玄武安山岩为主，火山岩相为溢流相；根据其4. 16 km 2,呈面状产出（图1），岩石类型以安山 岩石特征与区域进行对比将其划归为四合屯组。

图1工作区地质简图
Fig. 1 Geological sketch map of working area
6第四系；2.上新统；9.下白垩统；4.下侏罗统；5.中二叠统；6.早二叠世花岗岩；0.早侏罗世正长花岗岩；8.早侏罗世二长花岗
岩；9.早侏罗世花岗闪长岩；6.中侏罗世二长花岗岩；16中侏罗世花岗闪长岩；6.早侏罗世火山岩；12.早侏罗世四合屯期火山 岩；6.王家沟火山岩；6闪长岩脉；16.断裂
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2岩石学特征
安山岩：风化面绿黑色，新鲜面灰绿色，斑状
结构，块状构造。

斑晶为斜长石、角闪石和黑云 母。

斜长石呈板状或长条状，体积分数约45%，
环带结构，粒度约为0. 5〜1mm ；角闪石呈近菱形 粒状，体积分数约5%，粒度0 . 2〜0 . 5 mm ；黑云
母呈长条状，体积分数6%，可见一组完全解理,
具暗化边，粒度0 . 2〜1mm 。

基质为间隐结构，由
斜长石、不透明矿物微晶和玻璃质组成。

玄武安山岩：斑状结构，块状构造，岩石主要
由斑晶、基质组成。

斑晶为斜长石、角闪石，大小
一般0 . 3〜1mm ，部分1 ~2mm ，略显定向分布。

斜长石斑晶呈半自形板状，体积分数约为2%，内
可见聚片双晶，角闪石半自形柱状，体积分数9%
〜5%，基质为斜长石、角闪石。

斜长石半自形细
小板条状，体积分数85%〜99%，略显定向一半
定向分布，构成似交织结构。

角闪石半自形一他形
柱状，体积分数5%〜10%，大小一般0. 02〜0 . 1
mm ，星散状、略显定向分布。

岩石蚀变明显，蚀
变矿物为绢云母、微晶黑云母、石英、阳起石等。

3岩石化学及地球化学特征
3.1主量元素特征
岩石常量元素分析结果见表1。

王家沟火山岩SiO .质量分数为55 . 09%〜
64.91%，均值为61. 9%，属中性火山岩类。

岩石
中A".质量分数为13 . 74%〜16. 34%，均值为
15.39%，铝饱和指数A/CNK=0. 01〜0 . 52，均值
为0. 81，为偏铝质火山岩；IJO + Na?0为4. 44%
第4期陈明，等：吉林省蛟河市王家沟火山岩地球化学特征及其地质意义71
〜6.42%，均值为5.51%；TiO2质量分数0.61% -0.81%，均值为0.42%，CaO质量分数为4.54%-7.10%，均值为6.04%；MgO质量分数为2.66%〜5.64%，均值为4.13%。

在全碱-硅（TAS）分类图中（图2a），王家沟火山岩大部分落在安山岩区域，亚碱性系列岩区，在火山岩SOO-4人碱度率图解中（图2b）投影落在钙碱性区域，为钙碱性系列中性岩。

表1王家沟火山岩主量元素化学分析数据表
Table1The main element chemical analysis data of Wangjiagou volcanic rocks10"2样品号填图单位岩石定名SO2A203F e203Mg0Ca0Na20KO Me0TO P2O5烧失量合计D0110-1安山岩64.960155010 4.255 3.777 5.932 2.533 1.9220.1040.6130.223 4.25104.104 D0110-2安山岩63.33010.344 4.921 2.60 5.22045520 1.2720.021056470.225 3.27103.132
D0110-6安山岩
T35
安山岩6469213.746 6.651 5.22265366 3.47256650.112056660.2770.62100.523
PM010-0463304716.01255566 3.0614554635722 2.637050660.5150.302 1.01100.210 PM010-02安山岩60.12415.502 6.221 4.4156544535267 2.0500.1120576305303347101.375 D6339安山岩52.43215.652 6.505 5.6417.1043534748640.1360.7710.622LU101.530
图2全碱-硅（TAS）分类图解（a）和火山岩SiO2-AR碱度率图解（b）
Fig.2Diaaram of total alCali-silican（TAS）classification（a）and diagram of vvlcania SiO2-AR alkalinity rate（b）
图a：Pc.苦橄玄武岩；B.玄武岩；03玄武安山岩；02.安山岩；03.英安岩；R.流纹岩；S3粗面玄武岩；S2.玄武质粗面安山岩; S3.粗面安山岩；T.粗面岩、粗面英安岩；F.副长石岩；U1.碱玄岩、碧玄岩；U2.响岩质碱玄岩；U3.碱玄质响岩；Ph.响岩; Ir-Irvine分界线，上方碱性，下方亚碱性
3.2稀土元素特征
王家沟火山岩稀土元素质量分数见表2,稀土总量X REE二（104.69〜237.34）x10_6，均值为176.15xl0「6，LREE二（131.37〜201.82）xl0「6, HREE二（13.52〜35.52）x W6，LREE/HREE二5.68〜10.51，轻稀土相对富集，（La/Yb）N=5.81-10.42,均值为10.80。

§Eu=0.37〜0.50均值为
0.56,负铕异常不明显。

5Ce=0.96〜Ul，均值
1.66,为无肺异常型。

在稀土元素球粒陨石分布型式图上显示为右倾型（图3a）。

32微量元素特征
岩石微量元素质量分数及其原始地幔标准化蛛网图见表3,图3b。

王家沟火山岩相对富集大离子亲石元素Ba、K,亏损Sv,相对富集高场强元素Th、U、Nd,亏损Nb、Ta、P、Ti,可能与长石矿物、钛铁矿、榍石等矿物的分离有关。

4年龄特征
本次在王家沟采集到安山岩（D0114）,选取的22个测点得到U-Pb同位素测年结果在222.5
72
吉林地质第39卷
〜232. 9 Ma 之间（表4），加权平均年龄为
（228.0 ±2. 2） Ma 5=22，MSWD=0. 22），时代
相当于晚三叠世。

错石年龄谐和图、加权平均年龄
图见图4。

结合区域地层对比与同位素测年数据,
将王家沟火山岩时代置于晚三叠世。

表2王家沟火山岩稀土元素分析数据表
Tabla 2 Rare eartC elemeaC (REE ) analysik data of Wangiagou volcania rocks
H"6
注：表中数据由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成（206/206年）。

样品号
填图单位岩石类型La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm
Yb
Lu
Y
D0114 — l
安山岩29.359.30. 3428.4
5.61
1.62 4.540.676 3.420.6116 360. 2701 890 25110.890
D0112-2安山岩
30.6
61.6
HO
30.4 5. 426 59 4.510. 689 3.510.645 1.990. 2961 940. 67018. 100D0112-6
T .5
安山岩31.362. 18. 1433.6
5. 86 1.53
4.650699 3.510.646 1.310. 281 860. 259
106500PM014—04安山岩33.6
68.5
8. 80
35.5 6. 42 1.51
5.43
06563.310.672 2.050.3111 940. 270
186900PM014 —15
安山岩39.582.210. 3339.2 6. 76HO
5.560 888 4. 360. 822 2.410. 3652 380. 331226300
D6999安山岩
44.589.6
11.7444.69.66
1 169.4116309.96 5.420 8605 430. 844
106800
图3稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(a )和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b )
Fig. 1 Normalizet distrikution patterok of REE chondritok ( a ) and normalizet cabwet diaarom of troca elemeots in
primitivv mantle (b )
表3王家沟火山岩微量元素分析数据表
Table 3 Troca elemeat analysit data of Wangjiagou vvlcania rockt
1 _6
样品号
填图单位岩石类型Rb Ba Th U Nb Ta Sr Zr
Hf
Ga
D0114-1
安山岩40660559
6.61
262656850. 42080260014036681062D0114-2安山岩226809250600 2. 14
6620
06492122860014536891963D0114—6
丁3$
安山岩
45630566
66202602666206462
109460015046531062PM0 1 4-04安山岩656009826660 2. 14
669906535122560010246981961PM0 1 4 - 1 5安山岩50600
62866524 64060106536
1120600104
4668
1960D6339
安山岩
426000206682
1693
6661
065301201600
1055635
1966
注：表中数据由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成（206/206年）。

第4期陈明，等：吉林省蛟河市王家沟火山岩地球化学特征及其地质意义
73
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图4王家沟火山岩锆石U-Pb 年龄谐和图（左）加权平均年龄图（右）
Fig. 4 Zircan U -Pb age cancardance map （left ） and weighteO averaae age map （right ） of Wangjiagou vvlcania rrchs
图5 王家沟火山岩Y-Nb 图解（图a ）和Rb-Y+Nb 图解（图b ）
Fig. 4 The Y-Nb diagram （a ） and Rb-Y + Nb diaaram （b ） of Wangjiagou vvlcania racks
VAG.火山弧，ORG.洋脊，WPG.后碰撞、sye-COLG.同碰撞
5 讨论
参考文献:
在构造Y-Nb 判别图解中（图7c ），王家沟
火山岩样品投影均落在火山弧和同碰撞区域；在构
造Rb-Y + Nb 判别图解中（图7b ），王家沟火山
岩样品投影均落在火山弧区域内；说明本期火山岩
的形成环境以火山弧环境为主。

本次测年工作结果
为222. 2 -232. 3 Ma 之间，构造背景可能为古太平
洋板块向联合的欧亚板块发生俯冲的古太平洋陆缘
火山弧环境，本期火山岩很可能为区域由古亚洲洋
构造域向太平洋构造域转换的产物。

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（下转02页
）
94吉林地质第39卷
前坡顶人工灌溉，开凿沟渠严重，且尚无拦挡和预警措施，存在较大安全隐患。

(0)利用调查数据综合分析，得出大岭下屯泥石流平均流速为3.60m/s、整体冲压力为2.39 xl94Pa0按《泥石流灾害防治工程勘察规范》(试行)(T/CAGHP006-2018)确定大岭下屯泥石流为小型中易发稀性泥石流并圈定其影响范围，为今后该区域地质灾害治理提供相关依据。

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