210976539_华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ_辉长岩侵入体的成因及其地质意义

２０２３／０３９（０３）：０８４５ ０８６４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．１３
王欣平，彭澎，李小兵．２０２３．华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义．岩石学报，３９（０３）：８４５－８６４，
ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０３．１３
华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义
王欣平１，２
　彭澎３　李小兵１
ＷＡＮＧＸｉｎＰｉｎｇ１，２，ＰＥＮＧＰｅｎｇ３ａｎｄＬＩＸｉａｏＢｉｎｇ
１１ 山西师范大学地理科学学院，太原　０３００３１２ 山西师范大学现代文理学院，
临汾　０４１０００３ 中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京　１０００２９１ Ｓ
ｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００３１，Ｃｈｉｎａ２ ＭｏｄｅｒｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｕｍａｎｉｔｉｅｓａｎｄＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆＳｈａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｎｆｅｎ０４１０００，Ｃｈｉｎａ
３ ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ２０２２ ０４ １８收稿，２０２３ ０１ １２改回
ＷａｎｇＸＰ，ＰｅｎｇＰａｎｄＬｉＸＢ ２０２３ Ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｃａ ２５２０ＭａｇａｂｂｒｏｉｃｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓｉｎＷｕｔａｉＭｏｕｎｔａｉｎｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（３）：８４５－８６４，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．１３Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓｕｉｔｏｆ２ ５Ｇａｍａｆｉｃｉｎｔｒｕｓｉｖｅｂｏｄｉｅｓ（ｍａｉｎｌｙｓｔｏｃｋｓ）ａｒｅｎｅｗｌｙｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅｂａｓｅｍｅｎｔｉｎＷｕｔａｉａｒｅａｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅＬｏｎｇｗａｎｇｔａｎｇｍａｆｉｃｓｔｏｃｋｉｎｔｒｕｄｅｄｉｎｔｈｅＮｅｏａｒｃｈｅａｎＴａｉｈｕａｉＳｕｂｇｒｏｕｐｏｆｔｈｅＷｕｔａｉ
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其中，龙王堂岩株出
露面积约５ｋｍ２，侵入新太古界五台群台怀亚群，岩石类型主要为粗粒辉长岩。

一条北东向基性岩墙侵入该岩株，岩墙边部发
育明显的冷凝边，岩性为中粒辉长岩。

ＬＡ ＩＣＰ ＭＳ锆石Ｕ Ｐｂ同位素年代学分析显示龙王堂粗粒辉长岩岩株形成时代为新太古代晚期（～２５２０Ｍａ），中粒辉长岩岩墙形成时代为晚三叠世（～２３０Ｍａ）。

锆石原位Ｌｕ Ｈｆ同位素分析显示龙王堂岩株具有正的εＨｆ（ｔ）值（４ ７５～７ ９５，峰值为６ ３），其亏损地幔Ｈｆ模式年龄与岩浆年龄接近（ｔＤＭ＝２ ６４～２ ５３Ｇａ），指示龙王堂粗粒辉长岩的原始岩浆来自于亏损地幔端元。

全岩主微量元素地球化学分析显示龙王堂粗粒辉长岩表现出与洋岛玄武岩（ＯＩＢ）相似的地球化学特征，并经历了橄榄石和单斜辉石等的结晶分异。

结合前人研究成果，本文认为龙王堂新太古代晚期辉长岩岩
本文受国家自然科学基金项目（
４２２０２２２６、４１８９０８３３）、山西省高校科技创新项目（２０２１Ｌ２７１）、山西省留学人员科技活动择优资助项目（２０２２００２２）、山西省回国留学人员科研项目（２０２１ ０９６）和山西师范大学现代文理学院基础研究项目（２０２１ＪＣＹＪ２７）联合资助．第一作者简介：王欣平，女，１９９０生，博士，讲师，从事前寒武纪地质学研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｉｎｐｉｎｇ８１＠１６３．ｃｏｍ
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株与区域上绿岩带（五台群）及同时期花岗侵入体形成时代接近，可能共同指示早期地幔直接分异形成陆壳物质的过程。

这可能与俯冲构造体制不同，而与地幔柱作用产生的岩浆特征更为相似。

关键词 华北克拉通；五台花岗绿岩带；新太古代；基性侵入岩；岩石成因
中图法分类号 Ｐ５８８ １２４；Ｐ５９７ ３
华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，其岩石记录可追溯到３ ８Ｇａ，经历了多期复杂的构造演化（Ｌｉｕｅｔａｌ ，１９９２；Ｗａｎｅｔａｌ ，２００５；Ｗａｎｇｅｔａｌ ，２０１５）。

克拉通内部广泛发育新太古代晚期（～２ ５Ｇａ）火山 沉积岩系、ＴＴＧ片麻岩、钾质花岗岩和基性侵入岩，同时伴随有角闪岩相 麻粒岩相变质作用，表明新太古代晚期是华北克拉通形成与演化的重要时期（Ｎｕｔｍａｎｅｔａｌ ，２０１１；Ｗａｎｅｔａｌ ，２０１２；ＺｈａｏａｎｄＺｈａｉ，２０１３；Ｚｈａｉ，２０１４；Ｌｕｅｔａｌ ，２０１７）。

然而，关于华北克拉通前寒武纪构造演化过程还存在着垂向构造与横向构造不同的认识（Ｚｈａｏｅｔａｌ ，２００１；Ｇｅｅｔａｌ ，２００３；Ｌｉｕｅｔａｌ ，２００４；Ｋｕｓｋｙ，２０１１；Ｗｕｅｔａｌ ，２０１２；Ｇａｏｅｔａｌ ，２０２１）。

五台地区位于华北克拉通中段北部，前寒武纪地质记录出露比较齐全，是华北克拉通新太古代典型的花岗绿岩带之一，其新太古代地质事件的性质对于认识华北克拉通前寒武纪构造演化有重要的科学意义（耿元生等，１９９０；王汝铮等，１９９７；伍家善等，１９９８；Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００４；Ｚｈａｏｅｔａｌ ，２００７；ＺｈａｉａｎｄＳａｎｔｏｓｈ，２０１１；Ｗａｎｇｅｔａｌ ，２０１４；Ｇａｏｅｔａｌ ，２０２１）。

五台地区内出露有太古宙侵入岩和表壳岩系，为理解区内的岩浆作用与大陆地壳演化提供了良好的研究对象；其中，基性岩是地球深部热动力作用在地表的重要表现之一，深入研究它们的成因，对理解幔源基性岩浆作用的动力学背景有重要的指示意义。

本文以五台地区新太古代龙王堂基性岩株为研究对象，通过详细的野外和显微岩相学观察、锆石Ｕ Ｐｂ同位素年代学和Ｌｕ Ｈｆ同位素以及全岩地球化学分析，结合区域上同时期表壳岩系和花岗侵入岩体特征，初步探讨五台地区新太古代晚期幔源岩浆作用的成因及动力学过程。

１　地质背景
五台地区位于华北克拉通中段北部，其北部与恒山高级片麻岩区之间被第四系沉积盖层分隔，东部与阜平高级片麻岩区以龙泉关剪切带呈构造接触。

研究区内前寒武纪地质记录主要由表壳岩系和侵入岩体组成（图１）。

其中，表壳岩系包括新太古界五台群、古元古界高凡群和滹沱群。

新太古界五台群根据甘泉不整合面，自下而上可划分为石咀亚群和台怀亚群（白瑾，１９８６）。

石咀亚群分布在北区（图１），由角闪岩相变质的沉积 火山岩系组成，自下而上可分为板峪口组、金岗库组、庄旺组和文溪组等四个组，其中金岗库组和文溪组为条带状磁铁矿床的主要赋矿层（白瑾，１９８６）。

石咀亚群中发育２ ６６～２ ６４Ｇａ酸性火山岩、～２ ５Ｇａ基性和～２ ５２Ｇａ中性火山岩，指示石咀亚群的形成时代为新太古代晚期（Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００４；Ｗａｎｇｅｔａｌ ，２０１４；陈雪等，２０１５；赵娜等，２０１９）。

台怀亚群分布在中部（图１），是一套以绿色片岩为主的变质火山岩组合，偶有大理岩、石英岩夹层，构成一个完整的火山旋回，经历了绿片岩相变质作用。

自下而上可分为柏枝岩组和鸿门岩组，其中柏枝岩组为条带状磁铁矿的赋矿层（白瑾，１９８６）；台怀亚群中发育～２ ５４Ｇａ安山岩和２ ５２～２ ５６Ｇａ酸性火山岩，指示台怀亚群形成于新太古代晚期（Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００４；Ｌｉｕｅｔａｌ ，２０１６ｂ；ＧａｏａｎｄＳａｎｔｏｓｈ，２０１９；孙迪等，２０２１）。

古元古界高凡群以角度不整合（“探马石不整合”）覆盖在新太古界五台群之上，由次绿片岩相变质沉积岩组成。

最年轻的～２ ３５Ｇａ碎屑锆石年龄、～２ １９Ｇａ凝灰岩和～２ １８Ｇａ花岗侵入岩共同制约了高凡群的沉积时代为２ ３５～２ １８Ｇａ（Ｌｉｕｅｔａｌ ，２０１６ａ；Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２０１７；万渝生等，２０２２）。

滹沱群角度不整合覆盖在高凡群之上，为一套经历了次绿片岩相变质作用的碎屑岩、碳酸盐岩及少量基性火山岩，构成一个大型完整的沉积旋回，自下而上被划分为豆村亚群、东冶亚群和郭家寨亚群（白瑾，１９８６）。

豆村亚群明显呈超覆现象，东冶亚群为海侵时期的产物。

豆村亚群底部～２ １４Ｇａ玄武安山岩制约了滹沱群的沉积下限为～２ １４Ｇａ（杜利林等，２０１０）。

郭家寨亚群为一套反旋回的磨拉石建造，沉积时代晚于１ ９５Ｇａ（杜利林等，２０１１）。

五台地区早前寒武纪岩浆作用广泛，除火山 沉积岩系外，侵入岩包含花岗岩体和超基性 基性岩体。

根据侵位年龄可以将侵入岩体划分为两期：（１）２ ５６～２ ５２Ｇａ兰芝山、石佛、光明寺、峨口和车厂 北台花岗片麻岩和王家会灰色相花岗岩，以及～２ ５Ｇａ超基性 基性岩（Ｌｉｕｅｔａｌ ，１９８５，２００４；王凯怡等，１９９７；Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００５；Ｓｕｎｅｔａｌ ，２０１９）。

２ ５６～２ ５２Ｇａ花岗岩以王家会灰色相花岗岩规模最大，出露面积近６０ｋｍ２，侵入新太古界五台群，岩体长轴方向与区域构造一致（图１）。

２ ５Ｇａ超基性岩 基性岩体一般较小，多成群出现，围岩为新太古界五台群。

自南向北分为李福沟区、绿青区和大木瓜区三个带。

研究区范围内的超基性岩属于绿青区超基性岩带，近东西向分布，以透镜状、岩盆状顺层侵入，并随地层一起褶皱（图１）。

（２）２ １８～２ ０８Ｇａ黄金山、大洼梁、莲花山、凤凰山斑状花岗岩、蒋村石英斑岩和王家会粉色相花岗岩，以及横岭、班老窑基性岩墙和岩床等（王凯怡和Ｗｉｌｄｅ，２００２；Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２００５，２０１７；Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００５；杜利林等，２０１２，２０１８；Ｄｕｅｔａｌ ，２０１３；张许平和耿威，２０１６）。

在研究区范围内，２ １８～２ ０８Ｇａ花岗岩类以大洼梁斑状 似斑状花岗岩体为代表，地表出露面积约３ｋｍ２，大致呈心形状或三角形状，侵位于古元古界高凡群（图１）。

班老
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８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报２０２３，３９（３）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
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图１　研究区地质简图（据山西省地质调查院，２００２ａ①，ｂ②修改）Ｆｉｇ １　Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｇｅｏｌｏｇｉｃｍａｐｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａ
窑基性岩床长１７ｋｍ，宽３００～４００ｍ，受古元古界滹沱群控制，向北倾斜，岩石类型以变辉绿岩为主，形成时代为～２ ０５Ｇａ（Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２０１７）。

横岭基性岩墙，为北东或北北东走向，侵入新太古代太兰芝山花岗片麻岩中，形成时代为～２ １５Ｇａ（Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２００５）。

北东向构造是五台地区最主要的构造，新太古界五台群和古元古界高凡群及滹沱群构成了北东向构造的主体，形成一系列不对称的倒转褶皱，背斜紧闭，向斜开阔，轴向为ＮＥ６５°～７０°（图１；白瑾，１９８６；田永清，１９９１）。

一些主要的岩体如王家会花岗岩体，绿青超基性岩带，上杨花、龙王堂、牛家渠等基性岩体和岩株，以及北台、峨口等混合片麻岩均呈北东向展布（图１）。

五台地区早前寒武纪至少经历了四期变形：第一期变形以小型片内无根褶皱和剥离断层为特征；第二期为区域内主变形期，以紧闭弯滑褶皱、递进变形的平卧褶皱和等斜倒转 平卧褶皱为特征，伴随逆冲断层、推覆构造及韧性剪切带，其褶皱在新太古界五台群中形成透入性的轴面片理（田永清，１９９１；Ｔｒａｐｅｔａｌ ，２００７）；第三期变形表现为叠加的等斜倒转褶皱；第四期变形表现为局部褶皱及膝折带。

其中，后面这两期变形均伴随着各类剪切带，第三期等斜倒转褶皱叠加到第二期大型平卧褶皱构成了五台花岗绿岩带的北东向复式向斜构造（白瑾，１９８６；田永清，１９９１）。

五台地区新太古界五台群和古元古界高凡群及滹沱群均经历了区域变质作用。

各变质相的分布方向与区域构造
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王欣平等：华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义
①②山西省地质调查院．２００２ａ．１ ２５００００地质图（应县幅）
山西省地质调查院．２００２ｂ．１ ２５００００地质图（忻州市幅）
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图２　五台地区基性岩产状及岩相学特征
（ａ）粗粒辉长岩岩株野外特征；（ｂ、ｃ）粗粒辉长岩岩株中含大小不等的暗色包体；（ｄ）粗粒辉长岩岩株被中粒辉长岩岩墙侵入；（ｅ）粗粒辉长岩（１８５２０１）手标本特征；（ｆ）中粒辉长岩（１８５２１１）野外特征；（ｇ ｉ）粗粒辉长岩（１８５３０１）中斜长石呈自形板状，定向排列；（ｊ ｌ）粗粒辉长岩（１８５２０１和１８５３０１）显微岩相学照片和中粒辉长岩（１８５２１１）显微岩相学照片 Ｃｐｘ 单斜辉石；Ｐｌ 斜长石；Ｍｔ 磁铁矿；Ｑｔｚ 石英
Ｆｉｇ ２　ＯｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓａｎｄｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍａｆｉｃｒｏｃｋｓｉｎＷｕｔａｉａｒｅａ
（ａ）ｔｈｅｆｉｅｌｄｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｉｃｓｔｏｃｋ；（ｂ，ｃ）ｔｈｅｕｎｅｑｕａｌ ｓｉｚｅｄｄａｒｋｅｎｃｌａｖｅｓｉｎｔｈｅｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｉｃｓｔｏｃｋ；（ｄ）ｏｎｅｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｄｙｋｅｉｎｔｒｕｄｉｎｇｔｈｅｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｔｏｃｋ；（ｅ）ｔｈｅｈａｎｄｓｐｅｃｉｍｅｎｏｆｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏ（１８５２０１）；（ｆ）ｔｈｅｆｉｅｌｄｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏ；（ｇ ｉ）ｔｈｅｉｄｉｏｍｏｒｐｈｉｃａｎｄａｌｉｇｎｅｄｐｌａｇｉｏｃｌａｓｅｇｒａｉｎｓｉｎｔｈｅｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏ；（ｊ ｌ）ｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｉｃｐｈｏｔｏｓｏｆｔｈｅｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏ（１８５２０１ａｎｄ１８５３０１）ａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏ（１８５２１１） Ｃｐｘ ｃｌｉｎｏｐｙｒｏｘｅｎｅ；Ｐｌ ｐｌａｇｉｏｃｌａｓｅ；Ｍｔ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ；Ｑｔｚ ｑｕａｒｔｚ
线的方向基本一致，呈北东向展布。

变质相的界线与地层界线相吻合，变质级别自五台花岗绿岩带向北西和南东方向的恒山和阜平高级片麻岩区递增，此外，在表壳岩系中变质级别自下而上逐渐降低（白瑾，１９８６；田永清，１９９１）。

新太古界五台群中保留了～１ ９Ｇａ和～１ ８５Ｇａ的变质锆石记录（陈雪等，２０１５；ＧａｏａｎｄＳａｎｔｏｓｈ，２０１９）。

Ｌｉｕｅｔａｌ （２００６）、Ｔｒａｐｅｔａｌ （２００７）和Ｑｉａｎｅｔａｌ （２０１３）对新太古界五台群石咀亚群变质作用的研究认为角闪岩相变质作用峰期可能发生在１ ９５～１ ８３Ｇａ。

２　野外产状与岩相学特征
龙王堂和上杨花基性岩呈椭圆状和哑铃状，以岩株状侵入新太古界五台群台怀亚群，出露面积约５ｋｍ２（图１）。

基性岩具有块状构造，粗粒辉长结构，局部含大小不等的不规则状暗色包体，被中粒辉长岩岩墙侵入（图２ａ ｄ）。

辉长岩岩株的主要矿物组合为斜长石（５０％～５５％）、单斜辉石（４０％～４５％）、石英（＜５％）和磁铁矿（＜５％）等。

斜长石颗粒在龙王堂基性岩中呈半自形板状或粒状（图２ｅ），在上杨花基性岩中呈自形板状，长轴方向呈定向排列，长轴粒径多约为１ｃｍ，局部可达１０ｃｍ，呈现巨斑状结构（图２ｇ ｉ）。

斜长石多发生钠黝帘石化，边部发育石英颗粒（图２ｊ，ｋ）。

单斜辉石蚀变为绿泥石，与磁铁矿伴生。

龙王堂中粒辉长岩岩墙野外为绿色，呈致密块状构造，与粗粒辉长岩存在明显界线，界线附近为一滑动脆弱面（图２ｄ，ｆ）。

该岩脉宽度５～８ｍ，出露长度约２００ｍ，走向为北东
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８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报２０２３，３９（３）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
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向，主要矿物组合为单斜辉石（５０％～５５％）、斜长石（４０％～４５％）和磁铁矿（＜５％）等（图２ｌ）。

单斜辉石为半自形柱状或他形粒状，无或低程度蚀变。

斜长石为半自形板状或他形粒状，发生钠黝帘石化（图２ｌ）。

３　分析方法
锆石Ｕ Ｐｂ同位素定年和微量元素含量分析在武汉上谱分析科技有限责任公司利用Ｌ
Ａ ＩＣＰ ＭＳ同时分析完成。

详细的仪器参数和分析流程见Ｚ
ｏｎｇｅｔａｌ （２０１７）。

分析测试之前，锆石阴极发光图像采用高真空扫描电子显微镜（ＪＳＭ ＩＴ１００）拍摄，配备有ＧＡＴＡＮＭＩＮＩＣＬ系统。

工作电场电压为１０ ０～１３ ０ｋＶ，钨灯丝电流为８０～８５μＡ。

ＧｅｏｌａｓＰｒｏ激光剥蚀系统由ＣＯＭＰｅｘＰｒｏ１０２ＡｒＦ１９３ｎｍ准分子激光器和ＭｉｃｒｏＬａｓ光学系统组成，ＩＣＰ ＭＳ型号为Ａｇｉｌｅｎｔ７７００ｅ。

本次分析的激光束斑和频率分别为３２μｍ和５Ｈｚ。

Ｕ Ｐｂ同位素定年和微量元素含量处理中采用锆石标准９１５００和玻璃标准物质ＮＩＳＴ６１０作外标分别进行同位素和微量元素分馏校正。

每个时间分辨分析数据包括大约２０～３０ｓ空白信号和５０ｓ样品信号。

对分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及Ｕ Ｐｂ同位素比值和年龄计算）采用软件ＩＣＰＭＳＤａｔａＣａｌ（Ｌｉｕｅｔａｌ ，２００８）完成。

锆石样品的Ｕ
Ｐｂ年龄谐和图绘制和年龄加权平均计算采用Ｉｓｏｐｌｏｔ／Ｅｘ＿ｖｅｒ３（Ｌｕｄｗｉｇ，２００３）完成。

原位微区锆石Ｌ
ｕ Ｈｆ同位素比值测试在武汉上谱分析科技有限责任公司利用激光剥蚀多接收杯等离子体质谱（ＬＡ ＭＣ ＩＣＰ ＭＳ）完成。

激光剥蚀系统为ＧｅｏｌａｓＨＤ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ，德国），ＭＣ ＩＣＰ ＭＳ为ＮｅｐｔｕｎｅＰｌｕｓ（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，德国）。

采用单点剥蚀模式，束斑大小为４４μｍ。

详细仪器操作条件和分析方法可参照Ｈｕｅｔａｌ （２０１２）。

９１５００和ＧＪ １两个国际锆石标准与实际样品同时分析。

９１５００用
于进行外标校正以进一步优化分析测试结果。

Ｇ
Ｊ １作为第二标样监控数据校正质量。

９
１５００和ＧＪ １的外部精密度（２ＳＤ）优于０ ００００２０。

测试值与推荐值确保在误差范围内一致。

分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、同位素质量分馏校正）采用软件Ｉ
ＣＰＭＳＤａｔａＣａｌ（Ｌｉｕｅｔａｌ
，２０１０）完成。

计算过程中，１７６
Ｌｕ的衰变常数采用１ ８６７×１０－１１ｙｒ－１（Ｓ ｄｅｒｌｕｎｄｅｔａｌ ，２００４），球粒陨石１７６Ｌｕ／１７７Ｈｆ和１７６Ｈｆ／１７７Ｈｆ值采用０ ０３３２和０ ２８２７７２；亏损地幔１７６Ｌｕ／１７７
Ｈｆ和１７６Ｈｆ／１７７
Ｈｆ值采用０ ０３８４２和０ ２８３２５（吴福元等，
２００７）。

全岩主微量地球化学分析在武汉上谱分析科技有限责任公司利用日本理学ＰｒｉｍｕｓⅡＸ射线荧光光谱仪（ＸＲＦ）和Ａｇｉｌｅｎｔ７７００ｅＩＣＰ ＭＳ分析完成。

样品取自新鲜露头，规避开细脉和成分不均匀的位置，切除岩块外部风化部分，露出内部较新鲜的部分，磨至２００目大小。

４　分析结果
４ １　ＬＡ ＩＣＰＭＳ锆石原位Ｕ Ｐｂ同位素年代学
本次研究选取２件粗粒辉长岩样品和１件中粒辉长岩样品开展锆石单矿物分选和ＬＡ ＩＣＰＭＳ锆石原位Ｕ Ｐｂ同位素定年工作。

龙王堂粗粒辉长岩样品１８５２０１采自龙王堂村附近（ＧＰＳ：３８°５３′３８″Ｎ、１１３°１２′４６″Ｅ）。

分选得到的锆石大多呈碎片状和板状，长轴粒径范围为５０～１２０μｍ，长宽比在１ １到２ １之间，发育板状环带（图３ａ）。

分析结果显示２２个测点
的Ｔ
ｈ、Ｕ含量分别为５７×１０－６～２２５×１０－６、７３×１０－６～２３３×１０－６，相应的Ｔｈ／Ｕ比值为０ ５３～１ １６。

该２２个分析点得
到上交点年龄为２５３４±１４Ｍａ（２σ
，ｎ＝２２，ＭＳＷＤ＝０ ６１），２０７
Ｐｂ／２０６Ｐｂ年龄介于２４７２～２５６９Ｍａ之间，得出加权平均年龄
为２５２４±１４Ｍａ（２σ
，ｎ＝２２，ＭＳＷＤ＝０ ５２）（表１、图３ａ）。

表１　五台地区新太古代晚期粗粒辉长岩的ＬＡ ＩＣＰＭＳ锆石Ｕ Ｐｂ定年结果
Ｔａｂｌｅ１　ＬＡ ＩＣＰ ＭＳｚｉｒｃｏｎＵ ＰｂｄａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｆｏｒｔｈｅｌａｔｅＮｅｏａｒｃｈｅａｎｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｉｎｔｈｅＷｕｔａｉａｒｅａ
测点号
含量（×１０－６
）
ＰｂＴｈＵ
Ｔｈ／Ｕ
同位素比值
年龄（Ｍａ）
２０７
Ｐｂ／２３５
Ｕ
１σ
２０６
Ｐｂ／２３８
Ｕ１σ
ρ
２０７
Ｐｂ／２０６
Ｐｂ１
σ２０６
Ｐｂ／２３８
Ｕ１
σ２０７
Ｐｂ／２３５
Ｕ
１σ１８５２０１龙王堂粗粒辉长岩（ＧＰＳ：３８°５３′３８″Ｎ、１１３°１２′４６″Ｅ）１５５．３８５．２８８．７０．９６１１．０００１０．２３０１０．４７４００．００４１０．４１２５２７３５２５０１１８２５２３２０２５９．８８３．４９７．８０．８５１０．９６８４０．２０４９０．４７２６０．００３６０．４１２５２９３２２４９５１６２５２０１７３５３．７６１．４９１．００．６８１０．８８２７０．２００６０．４７０２０．００３６０．４２２５２５３７２４８４１６２５１３１７４８０．３１０７１３２０．８１１０．８４２１０．１８１８０．４７１７０．００３５０．４４２５１１２８２４９１１５２５１０１６５４４．０５８．１７３．１０．７９１０．７６７２０．１８６８０．４６４８０．００３７０．４６２５２７３０２４６１１７２５０３１６６１０２．２１５７１５１１．０４１１．３７０７０．２０９４０．５００３０．００５３０．５８２４９２２９２６１５２３２５５４１７７５０．４６５．０８４．３０．７７１０．３９３３０．１９５３
０．４６３５０．００３９０．４５２４７２３２２４５５１７２４７０１７８８３．６１１５１２４０．９３１１．８７８７０．２２８９０．４９８８０．００４９０．５１２５６９３０２６０９２１２５９５１８９７２．０１２０
１１２１．０７１０．７２７８０．２０４６０．４６７９０．００３９０．４４２５０７３２２４７４１７２５００１８１０
６６．２８４．８１１２０．７６１０．４７５４０．１９０５
０．４６１００．００４２０．５０２４９５３２２４４４１９２４７８１７１１１０５．５１２６
１７１０．７４１１．０８１２０．１９５９
０．４８０９
０．００４１０．４８
２５２０
３１
２５３１
１８
２５３０
１７
９
４８王欣平等：华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
续表１
ＣｏｎｔｉｎｕｅｄＴａｂｌｅ１
测点号
含量（×１０－６）
ＰｂＴｈＵ
Ｔｈ／Ｕ
同位素比值年龄（Ｍａ）
２０７Ｐｂ／２３５Ｕ１σ２０６Ｐｂ／２３８Ｕ１σρ２０７Ｐｂ／２０６Ｐｂ１σ２０６Ｐｂ／２３８Ｕ１σ２０７Ｐｂ／２３５Ｕ１σ
１２１１２．８１５５１６２０．９６１２．０１４８０．２３１４０．５１４８０．００４８０．４９２５４３３３２６７７２１２６０６１８１３４５．０５７．３７４．００．７７１１．０６３００．２４７３０．４７２９０．００４３０．４１２５４７３９２４９６１９２５２８２１１４１５２．４２２５２３３０．９６１１．２７１５０．２６８００．４９５７０．００５４０．４６２４９９４０２５９５２３２５４６２２１５１３５．１１８７２１４０．８８１１．２４４３０．２４７６０．４８５５０．００４８０．４５２５３１３８２５５１２１２５４４２１１６１１８．５１７６１８００．９８１１．５９０２０．２４８２０．４９６３０．００４９０．４７２５４４３５２５９８２１２５７２２０１７８２．２６９．３１３１０．５３１１．３６６８０．２３４８０．４９３１０．００４２０．４１２５２４３７２５８４１８２５５４１９１８６７．２１０３１０８０．９６１１．０３２２０．２１６７０．４６９７０．００３８０．４２２５５４３３２４８２１７２５２６１８１９６０．８７１．０９９．６０．７１１１．２１０１０．２０９５０．４７９７０．００３９０．４４２５４５３１２５２６１７２５４１１８２０７０．３１０６１１３０．９４１０．８１５９０．１９８７０．４７１２０．００３７０．４３２５１５３１２４８９１６２５０７１７２１７２．６８６．１１１９０．７３１１．２１９９０．１９９５０．４８０６０．００３９０．４５２５４６３１２５３０１７２５４２１７２２６５．９１１７１０１１．１６１０．８１６５０．１９４４０．４７５４０．００３８０．４４２５０３６４２５０７１７２５０７１７１８５３０１上杨花粗粒辉长岩（ＧＰＳ：３８°５２′５７″Ｎ、１１３°９′４９″Ｅ）
１７１．９１１５１０３１．１１１１．２０４９０．１７０６０．４８３８０．００３９０．５３２５３１２４２５４４１７２５４０１４２７１．８９７．２１１１０．８７１０．８５５４０．１７３４０．４７２２０．００３４０．４５２５２０２７２４９３１５２５１１１５３５５．２８２．６８３．３０．９９１０．７９８２０．１７７５０．４７５１０．００３６０．４６２５０２２８２５０６１６２５０６１５４７４．５１２５１０７１．１７１１．０１９２０．１６６７０．４８２７０．００３８０．５２２５０９５８２５３９１６２５２５１４５３８．４３３８．１６２．３０．６１１０．９７５００．１６３８０．４７９６０．００３６０．５０２５１３２４２５２５１６２５２１１４６８１．５１４０１１８１．１９１１．０２９６０．１６１３０．４８１２０．００３７０．５２２５１５２３２５３２１６２５２６１４７５３．９７７．１７９．８０．９７１１．３６９５０．１９３９０．４８７４０．００３７０．４４２５４３２６２５５９１６２５５４１６８４８．７７０．２７６．４０．９２１０．８１６８０．１７０６０．４６４４０．００３５０．４８２５４６２６２４５９１５２５０８１５９８４．６１４４１２２１．１８１０．９８２４０．１６５４０．４８０３０．００３５０．４８２５１３２４２５２８１５２５２２１４１０５５．７８４．４８６．６０．９７１０．４５８００．１５９２０．４６６８０．００３２０．４５２４８０２５２４７０１４２４７６１４１１７１．５１１０１０６１．０３１０．９５３８０．１６１８０．４７９２０．００３５０．５０２５１３２３２５２４１６２５１９１４１２６７．６１１１１０１１．１０１０．７１４８０．１５６７０．４６８００．００３００．４３２５１５２４２４７５１３２４９９１４１３５４．０６６．２８２．３０．８０１１．０５１７０．１７６５０．４８４６０．００３８０．４９２５０９２６２５４７１７２５２７１５１４８６．５１５１１２３１．２３１０．８５７３０．１８３２０．４７５９０．００３７０．４６２５０９２７２５０９１６２５１１１６１５１０３．７１８４１４８１．２４１０．８５２９０．１８７４０．４７４２０．００３４０．４２２５１４２９２５０２１５２５１１１６１６４６．９５０．４７４．６０．６８１１．０３５６０．２０９５０．４７７９０．００４１０．４５２５３１３１２５１８１８２５２６１８１７１２０．０１９８１７２１．１５１１．０８９５０．１８９１０．４８５４０．００４２０．５１２５２２２７２５５１１８２５３１１６１８５５．９６１．２８９．４０．６８１０．７８１８０．１７８５０．４７３２０．００３４０．４３２５０６６０２４９８１５２５０４１５１９８６．１１４８１２２１．２１１０．９４２４０．１７１７０．４８０１０．００３４０．４６２５０５２５２５２８１５２５１８１５２０６６．５９６．２１０００．９６１０．８８０９０．１７３７０．４７７９０．００４００．５３２５０６２６２５１８１８２５１３１５２１７０．０１０７１０２１．０５１１．０２１４０．１６０８０．４７９４０．００３１０．４４２５２１２４２５２５１４２５２５１４２２６５．０１１０９５．３１．１５１０．６３９００．１５７６０．４７０５０．００３５０．５１２４９４２４２４８６１６２４９２１４
上杨花粗粒辉长岩样品１８５３０１采自上杨花村附近（ＧＰＳ：３８°５２′５７″Ｎ、１１３°９′４９″Ｅ）。

分选得到的锆石大多呈碎片状，长轴粒径范围为８０～１５０μｍ，长宽比在１ １到２ １之间，发育板状环带（图３ｂ）。

分析结果显示２２个测点的Ｔｈ、Ｕ含量分别为３８×１０－６～１９８×１０－６、６２×１０－６～１７２×１０－６，Ｔｈ／Ｕ比值为０ ６１～１ ２４。

２２个分析点得到一致年龄为２５１４±８Ｍａ（２σ，ｎ＝２２，ＭＳＷＤ＝０ ３６），２０７Ｐｂ／２０６Ｐｂ年龄介于２４８０～２５４６Ｍａ之间，得出加权平均年龄为２５１４±１１Ｍａ（２σ，ｎ＝２２，ＭＳＷＤ＝０ ３３）（表１、图３ｂ）。

龙王堂中粒辉长岩样品１８５２１１与粗粒辉长岩样品１８５２０１采自同一地点。

分选得到的锆石形态差异较大（图３ｃ）。

１８个分析点剔除１个普通Ｐｂ含量高的点（０７，表２，图３ｃ未显示），其余分析结果显示出四期年龄：第一、二期锆石呈碎片状，含量较少，粒径约５０μｍ，测点０９的锆石发育弱生长环带，Ｔｈ、Ｕ和Ｔｈ／Ｕ比值分别为１７０×１０－６、２３８×１０－６和０ ７１，２０６Ｐｂ／２３８Ｕ年龄为２２１５±１６Ｍａ；测点０１的锆石发育震荡环带，Ｔｈ、Ｕ和Ｔｈ／Ｕ比值分别为２７３×１０－６、４８８×１０－６和０ ５６，２０６Ｐｂ／２３８Ｕ年龄为１３０９±１３Ｍａ。

第三期锆石呈棱柱状，含量较前两期锆石多，长轴粒径在１００～１２０μｍ左右，长宽比在１ １到３ １之间，发育核边结构和密集震荡环带结构，４粒锆石上７个测点（０５、０６、０８、１５～１８）的Ｔｈ、Ｕ含量分别为１４４×１０－６～２４８×１０－６、１１７×１０－６～２７９×１０－６，相应的Ｔｈ／Ｕ比值为０ ５２～１ ３０，２０６Ｐｂ／２３８Ｕ年龄范围为７８１±９Ｍａ～９２９±９Ｍａ。

第四期锆石呈碎片状、板状和不规则状，含量较前三期锆石多，长轴粒径范围为５０～１５０μｍ，长宽比在１ １到２ １之间，发育板状环带，Ｔｈ、Ｕ含量分别为３２×１０－６～９６３
０
５
８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报２０２３，３９（３）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
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图３　五台地区粗粒和中粒辉长岩锆石Ｕ Ｐｂ年龄一致曲线图
（ａ、ｂ）锆石阴极发光图像上标注有分析点位置、２０６Ｐｂ／２０７Ｐｂ年龄和εＨｆ（ｔ）值；（ｃ）锆石阴极发光图像上标注有分析点位置和２０６Ｐｂ／２３８Ｕ年龄Ｆｉｇ ３　ＺｉｒｃｏｎＵ Ｐｂｃｏｎｃｏｒｄａｎｔｄｉａｇｒａｍｓｆｏｒｃｏａｒｓｅ ａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｉｎＷｕｔａｉａｒｅａ
（ａ，ｂ）ａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｐｏｔｓ，２０６Ｐｂ／２０７ＰｂａｇｅｄａｔａａｎｄεＨｆ（ｔ）ｖａｌｕｅｓａｒｅｍａｒｋｅｄｗｉｔｈｚｉｒｃｏｎｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｉｍａｇｅｓ；（ｃ）ａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｐｏｔｓａｎｄ２０６Ｐｂ／２３８Ｕａｇｅｄａｔａａｒｅｍａｒｋｅｄｗｉｔｈｚｉｒｃｏｎｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｉｍａｇｅｓ
×１０－６、１０４×１０－６～１０２３×１０－６，相应的Ｔｈ／Ｕ比值为０ ２４～０ ９４，８个分析点（０２～０４和１０～１４）得到一致年龄为２２７ ９±２ ５Ｍａ（２σ，ｎ＝８，ＭＳＷＤ＝０ ３９）（表２、图３ｃ）。

４ ２　锆石Ｌｕ Ｈｆ同位素地球化学
本次研究分别对２个新太古代粗粒辉长岩的各２２颗岩浆锆石分别进行了原位微区Ｌｕ Ｈｆ同位素分析。

龙王堂粗粒辉长岩样品１８５２０１的分析结果显示２２个分析测试点的１７６Ｌｕ／１７７Ｈｆ比值为０ ０００３４５～０ ００１８６９，１７６Ｈｆ／１７７Ｈｆ比值为０ ２８１３５３～０ ２８１４４１，计算得到ε
Ｈｆ
（ｔ＝２ ５Ｇａ）值为５ ５９～
７ ９５，峰值为６ ６０，ｆ
Ｌｕ／Ｈｆ
值为－０ ９９～－０ ９４，亏损地幔模式
年龄（ｔ
ＤＭ
）为２ ６２～２ ５３Ｇａ（表３、图４）。

上杨花粗粒辉长岩样品１８５３０１的分析结果显示２２个分析测试点的１７６Ｌｕ／１７７Ｈｆ比值为０ ０００２３３～０ ０００９３１，１７６Ｈｆ／１７７Ｈｆ比值为０ ２８１３４２～
０ ２８１４１８，计算得到ε
Ｈｆ
（ｔ＝２ ５Ｇａ）值为４ ７５～７ １６，峰值为
５ ８０，ｆ
Ｌｕ／Ｈｆ
值为－０ ９９～－０ ９７，亏损地幔模式年龄（ｔ
ＤＭ
）为２ ６４～２ ５５Ｇａ（表３、图４）。

１
５
８
王欣平等：华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义
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表２　五台地区晚三叠世中粒辉长岩的ＬＡ ＩＣＰＭＳ锆石Ｕ Ｐｂ定年结果
Ｔａｂｌｅ２　ＬＡ ＩＣＰＭＳｚｉｒｃｏｎＵ ＰｂｄａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｔｈｅＬａｔｅＴｒｉａｓｓｉｃｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｉｎｔｈｅＷｕｔａｉａｒｅａ
测点号
含量（×１０－６）
ＰｂＴｈＵ
Ｔｈ／Ｕ
同位素比值
年龄（Ｍａ）
２０７
Ｐｂ／２３５
Ｕ
１σ２０６
Ｐｂ／２３８
Ｕ１σ
ρ
２０７
Ｐｂ／２０６
Ｐｂ１σ
２０６
Ｐｂ／２３８
Ｕ１σ
２０７
Ｐｂ／２３５
Ｕ
１σ１８５２１１龙王堂中粒辉长岩（ＧＰＳ：３８°５３′３８″Ｎ、１１３°１２′４６″Ｅ）１１３２．６２７２．８４８８．３０．５６２．７７５５０．０８１２０．２２５２０．００２４０．３６１３９２６０１３０９１３１３４９２２２４．１１３１．９１０４．１０．３１０．２４９１０．０１７６０．０３５９０．０００７０．２９２５４１８３２２７５２２６１４３８．９８１２０．８２１９．２０．５５０．２４７９０．０１６７０．０３５７０．０００７０．２８３２２１８３２２６４２２５１４４１２．２１９８．１２８７．９０．６９０．２４７５０．０１２４０．０３５８０．０００７０．３７２６５１７２２２７４２２５１０５２７．６１６７．５１５９．２１．０５１．２２９５０．０４０６０．１２８８０．００１５０．３６９００７２７８１９８１４１９６
２１．９１５１．５１１６．７１．３０１．２２４００．０４６３０．１３２３０．００１８０．３６８３５８３８０１１０８１２２１７
２０．５９６．５１７５．２０．５５２．４４４８０．１１０８０．０５６４０．００１１０．４３３５２８６９３５３７１２５６３３８４５．５１４４．３２７９．２０．５２１．２２７３０．０４２２０．１３６１０．００２３０．５０７６７６７８２２１３８１３１９９１２６．３１７０．０２３８．００．７１８．１６６９０．１８１１０．４１０００．００３５０．３９２２５８３９２２１５１６２２５０２０１０１２．８１５６．２２９５．５０．５３０．２６９４０．０１３７０．０３７６０．０００６０．３０２９５１２６２３８４２４２１１１１９．６９９５．２２４５．４０．３９０．２５２２０．０１５２０．０３５４０．０００５０．２５３０６１２９２２４３２２８１２１２７．８５４７．６１９４．４０．２４０．２７４７０．０１５７０．０３６４０．０００７０．３２４７６１５８２３０４２４６１２１３４６．４９６３．４１０２３．２０．９４０．２５０１０．００７９０．０３５５０．０００４０．３４２３３７８２２５２２２７６１４５．４４５２．６１３３．９０．３９０．２５１６０．０１６００．０３６４０．０００６０．２７２３９１６７２３０４２２８１３１５３６．４１７５．２１９１．８０．９１１．４１５１０．０４６７０．１４７７０．００１７０．３４８９４６５８８８９８９５２０１６３７．４２０６．３２０３．３１．０１１．２７０５０．０３８２０．１４０００．００１７０．４０７７６５８８４５９８３３１７１７４６．６２４０．４２２７．１１．０６１．４６７１０．０４４３０．１５４００．００１９０．４１８８０６３９２３１１９１７１８１８
５４．４２４７．９２６５．８０．９３
１．４８３５
０．０４１１
０．１５５０
０
．００１６０．３８８８７
５７
９２９
９
９２４
１７
注：
因普通Ｐｂ含量测试值高，影响对２０７Ｐｂ／２０６Ｐｂ年龄的校正，故被剔除
表３　五台地区新太古代晚期粗粒辉长岩的ＬＡ ＩＣＰＭＳ锆石Ｌｕ Ｈｆ同位素结果
Ｔａｂｌｅ３　ＬＡ ＩＣＰＭＳｚｉｒｃｏｎＬｕ ＨｆｉｓｏｔｏｐｅｆｏｒｔｈｅｌａｔｅＮｅｏａｒｃｈｅａｎｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｉｎｔｈｅＷｕｔａｉａｒｅａ
测点号ｔ（Ｍａ）
１７６
Ｈｆ／１７７
Ｈｆ
１σ１７６
Ｌｕ／１７７
Ｈｆ１σεＨｆ（ｔ）１σｔＤＭ（Ｇａ）ｆＬｕ／Ｈｆ１８５２０１龙王堂粗粒辉长岩
１０．２８１３７０１．７５Ｅ ０５０．０００３４５４．２５Ｅ ０６６．４４０．６２２．５８－０．９９２０．２８１４２２２．５２Ｅ ０５０．０００６６５９．９１Ｅ ０６７．７７０．８９２．５３－０．９８３０．２８１３９８２．２７Ｅ ０５０．０００５７２５．００Ｅ ０６７．０８０．８１２．５６－０．９８４０．２８１４２１１．９８Ｅ ０５０．０００８５２９．９３Ｅ ０６７．３９０．７０２．５５－０．９７５０．２８１３８３１．５６Ｅ ０５０．０００６０１１．６３Ｅ ０６６．４７０．５６２．５８－０．９８６０．２８１３８３１．９７Ｅ ０５０．０００７０８１．５１Ｅ ０６６．３００．７０２．５９－０．９８７０．２８１４１８１．７７Ｅ ０５０．０００４６４２．６４Ｅ ０６７．９５０．６３２．５３－０．９９８０．２８１４０６２．３１Ｅ ０５０．００１１５１７．１８Ｅ ０７６．３６０．８２２．５９－０．９７９０．２８１３５３２．８４Ｅ ０５０．０００５０４３．００Ｅ ０６５．５９１．０１２．６２－０．９８１００．２８１３６８２．２０Ｅ ０５０．０００７１７８．１３Ｅ ０６５．７５０．７８２．６１－０．９８１１２５２４０．２８１３５７２．７８Ｅ ０５０．０００３６９１．４８Ｅ ０６５．９６０．９９２．６０－０．９９１２０．２８１４４１３．３７Ｅ ０５０．００１８６９２．５４Ｅ ０５６．３６１．２０２．５９－０．９４１３０．２８１３８７１．８３Ｅ ０５０．０００３９３２．０７Ｅ ０６６．９９０．６５２．５６－０．９９１４０．２８１３８０１．５９Ｅ ０５０．０００７０５２．７０Ｅ ０６６．２００．５７２．５９－０．９８１５０．２８１４２５２．５１Ｅ ０５０．００１４４９９．３１Ｅ ０６６．５３０．８９２．５８－０．９６１６０．２８１３９８１．７９Ｅ ０５０．０００６１１．５６Ｅ ０６７．０００．６４２．５６－０．９８１７０．２８１４１８２．４７Ｅ ０５０．０００９２１４．９６Ｅ ０６７．１６０．８８２．５６－０．９７１８０．２８１４２０２．１３Ｅ ０５０．０００８５３５．４６Ｅ ０６７．３６０．７６２．５５－０．９７１９０．２８１４１０３．３９Ｅ ０５０．０００８７３１．１５Ｅ ０５６．９６１．２１２．５６－０．９７２００．２８１３９４２．４６Ｅ ０５０．０００９３８４．３３Ｅ ０６６．２８０．８７２．５９－０．９７２１０．２８１４０２１．９３Ｅ ０５０．０００４４３１．０３Ｅ ０６７．４４０．６９２．５５－０．９９２２
０．２８１３９０
２．２２Ｅ ０５
０．０００５４
４．９７Ｅ ０６
６．８３
０．７９
２．５７
－０．９８
２５８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报２０２３，３９（３）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
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续表３
ＣｏｎｔｉｎｕｅｄＴａｂｌｅ３
测点号
ｔ（Ｍａ）
１７６
Ｈｆ／１７７
Ｈｆ
１σ１７６
Ｌｕ／１７７
Ｈｆ１σεＨｆ（ｔ）１σｔＤＭ（Ｇａ）ｆＬｕ／Ｈｆ１８５３０１上杨花粗粒辉长岩
１０．２８１４１４
２．５９Ｅ ０５
０．０００９３１
１．６０Ｅ ０５
６．７９
０．９２
２．５６
－０．９７
２０．２８１３５８１．６６Ｅ ０５０．０００５２９２．７５Ｅ ０６５．５００．５９２．６１－０．９８３０．２８１３７２２．０４Ｅ ０５０．０００５５７８．０９Ｅ ０６５．９４０．７３２．５９－０．９８４０．２８１３７４２．６９Ｅ ０５０．０００６９９６．８３Ｅ ０６５．７６０．９６２．６０－０．９８５０．２８１３９１２．１９Ｅ ０５０．０００２３３６．４８Ｅ ０７７．１６０．７８２．５５－０．９９６０．２８１３９３２．３７Ｅ ０５０．０００７３９３．９２Ｅ ０６６．３８０．８４２．５８－０．９８７０．２８１３４６２．９０Ｅ ０５０．０００３９６８．５１Ｅ ０６５．３０１．０３２．６２－０．９９８０．２８１３７２１．９２Ｅ ０５０．０００３６２１．１９Ｅ ０６６．２８０．６８２．５８－０．９９９０．２８１３４２１．９９Ｅ ０５０．０００６３８２．０４Ｅ ０６４．７５０．７１２．６４－０．９８１００．２８１３６０１．８２Ｅ ０５０．０００３２３１．０５Ｅ ０６５．９２０．６５２．５９－０．９９１１
２５１４
０．２８１３６８１．９５Ｅ ０５０．０００４５６３．１３Ｅ ０６５．９８０．６９２．５９－０．９９１２０．２８１３４９１．８４Ｅ ０５０．０００４６１３．９８Ｅ ０６５．２７０．６６２．６２－０．９９１３０．２８１３８９１．９７Ｅ ０５０．０００５７４１．０６Ｅ ０６６．５２０．７０２．５７－０．９８１５０．２８１４１８３．８９Ｅ ０５０．０００８９４．５３Ｅ ０６７．０１１．３８２．５５－０．９７１６０．２８１３６２２．３６Ｅ ０５０．０００２６８１．６３Ｅ ０６６．０７０．８４２．５９－０．９９１７０．２８１４０５１．８６Ｅ ０５０．０００８１５５．１２Ｅ ０６６．６９０．６６２．５７－０．９８１８０．２８１３７４１．９２Ｅ ０５０．０００３９４５．８４Ｅ ０６６．３００．６８２．５８－０．９９１９０．２８１３７８１．７０Ｅ ０５０．０００８６７５．７２Ｅ ０６５．６３０．６１２．６１－０．９７２００．２８１３６３１．６０Ｅ ０５０．０００５２８１．６１Ｅ ０６５．６６０．５７２．６０－０．９８２１０．２８１３７４１．７１Ｅ ０５０．０００５９２４．０９Ｅ ０６５．９５０．６１２．５９－０．９８２２
０．２８１３７９１．８５Ｅ ０５
０．０００６２９
４．００Ｅ ０６
６．０５
０．６６
２．５９
－０．９
８
图４　五台地区新太古代晚期粗粒辉长岩锆石εＨｆ（ｔ）直方图（ａ ｃ）和εＨｆ
（ｔ） ｔ图解（ｄ）３
５８王欣平等：华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
新太古界五台群石咀亚群酸性火山岩、台怀亚群基性和酸性火山岩以及花岗岩εＨｆ（ｔ）数据引自陈雪等（２０１５）、Ｌｉｕｅｔａｌ （２０１６ｂ）、Ｇａｏｅｔａｌ
（２０１９）和Ｓｕｎｅｔａｌ （２０１９）．ＤＭ 亏损地幔；ＣＨＵＲ 球粒陨石均一储库Ｆｉｇ ４　ＺｉｒｃｏｎεＨｆ（ｔ）ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ（ａ ｃ）ａｎｄεＨｆ（ｔ）ｖｓ ｔｄｉａｇｒａｍ（ｄ）ｏｆｔｈｅＬａｔｅＮｅｏａｒｃｈｅａｎｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｉｎＷｕｔａｉａｒｅａ
εＨｆ
（ｔ）ｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅＳｈｉｚｕｉｆｅｌｓｉｃ，ＴａｉｈｕａｉｍａｆｉｃａｎｄｆｅｌｓｉｃｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｏｆＮｅｏａｒｃｈｅａｎＷｕｔａｉＧｒｏｕｐａｎｄＮｅｏａｒｃｈｅａｎｇｒａｎｉｔｅｓａｒｅｆｒｏｍＣｈｅｎｅｔａｌ （２０１５），Ｌｉｕｅｔａｌ （２０１６ｂ），Ｇａｏｅｔａｌ （２０１９）ａｎｄＳｕｎｅｔａｌ （２０１９）．ＤＭ ｄｅｐｌｅｔｅｄｍａｎｔｌｅ；ＣＨＵＲ ｃｈｏｎｄｒｉｔｅｕｎｉｆｏｒｍｒｅｓｅｒｖｏｉ
ｒ
图５　五台地区两类辉长岩岩石分类图解
已发表粗粒和中粒辉长岩数据引自Ｐｅｎｇｅｔａｌ （２０１２），五台群基性火山岩数据引自Ｗａｎｇｅｔａｌ （２００４）、Ｐｏｌａｔｅｔａｌ （２００５）和Ｌｉｕｅｔａｌ （２０１６ｂ） 华北北缘基性 超基性岩数据分别引自Ｚｈａｎｇｅｔａｌ （２００９）和Ｗｕｅｔａｌ （２００４）
Ｆｉｇ ５　ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｓｏｆｔｈｅｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｇａｂｂｒｏｉｎｔｈｅＷｕｔａｉａｒｅａ
Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄｄａｔａｏｆｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｆｒｏｍＰｅｎｇｅｔａｌ （２０１２） ＤａｔａｏｆｔｈｅｍａｆｉｃｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅＷｕｔａＧｒｏｕｐｆｒｏｍＷａｎｇｅｔａｌ （２００４），Ｐｏｌａｔｅｔａｌ （２００５）ａｎｄＬｉｕｅｔａｌ （２０１６ｂ） Ｄａｔａｏｆｍａｆｉｃ ｕｌｔｒａｍａｆｉｃｒｏｃｋｓａｌｏｎｇｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｍａｒｇｉｎｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎｆｒｏｍＺｈａｎｇｅｔａｌ （２００９）ａｎｄＷｕｅｔａｌ （２００４），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
４ ３　全岩主微量元素地球化学
本次研究选取４件新太古代晚期粗粒辉长岩和３件晚三叠世中粒辉长岩样品开展全岩主微量地球化学分析。

新太古代晚期粗粒辉长岩样品具有相对较高的Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ含量（３ ３１％～４ ７８％）、Ｎｂ／Ｙ（０ ４２～０ ４６，除样品１８５３０１为
０ ８５）和ＦｅＯＴ／ＭｇＯ比值（１ ７９～２ ０２），较低的Ｚｒ／ＴｉＯ２比值
（０ ００２～０ ００４，除样品１８５３０１为０ ０１５），属于亚碱性拉斑
玄武岩系列（表４、图５）。

这些样品呈现相对较低的ＭｇＯ
（４ ７９％～６ ３３％）和ＣａＯ（６ ０４％～９ １５％），相对较高的ＴｉＯ２（１ ４７％～１ ８３％）、Ａｌ２Ｏ３（１５ ８６％～１７ ５９％）和Ｐ２Ｏ５（０ ６５％～０ ８４％），中等含量的ＳｉＯ２（
４６ ８９％～５０ ３３％）、Ｆｅ２ＯＴ３（１０ ７６％～１２ ７６％）、Ｃｒ（７２ ８×１０－６～１３１×１０－６
）、Ｎｉ（１０３×１０－６～１４１×１０－６，除样品１８５３０２为３４７×１０－６）、Ｃｏ（２８ １×１０－６～４４ ４×１０－６）和Ｖ（１８６×１０－６～２７２×１０－６）（表４、图６）。

此外，这些样品显示相对较高的稀土总量
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表４　五台地区基性岩的全岩主量（ｗｔ％）和微量元素（×１０－６）分析结果
Ｔａｂｌｅ４　Ｗｈｏｌｅ ｒｏｃｋｍａｊｏｒ（ｗｔ％）ａｎｄｔｒａｃｅ（×１０－６）ｅｌｅｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｔｈｅｍａｆｉｃｒｏｃｋｓｉｎＷｕｔａｉａｒｅａ
样品号１８５２０１１８５２０２１８５３０１１８５３０２１８５２１１１８５２１２１８５２１３岩性龙王堂粗粒辉长岩上杨花粗粒辉长岩龙王堂中粒辉长岩
ＳｉＯ２４６．８９４７．３２５０．３３４９．２１４８．４９４９．６９４９．５２ＴｉＯ２１．８０１．８３１．８０１．４７０．９３０．９００．８９Ａｌ２Ｏ３１６．４７１５．８６１７．００１７．５９１３．７２１３．４８１４．７０Ｆｅ２ＯＴ３１２．７６１２．５７１０．８２１０．７６１４．２９１４．１０１２．８７ＦｅＯＴ１１．５１１．３９．７３９．６８１２．８５１２．７１１．６ＭｎＯ０．１５０．１７０．１２０．１３０．２１０．１９０．１８ＭｇＯ５．８０６．３３５．１２４．７９６．７９６．８８６．２３ＣａＯ７．８１９．１５６．０４７．６７１０．４３１０．２２１０．６８Ｎａ２Ｏ３．７４２．６０３．４６３．３７１．７４１．６６１．９２Ｋ２Ｏ１．０４０．７１０．５９０．５３１．０１１．２１０．８９Ｐ２Ｏ５０．７２０．６５０．７４０．８４０．１００．１００．１０ＬＯＩ２．５２２．４７３．６３３．００１．９５１．６２１．９０Ｔｏｔａｌ９９．６９９９．６６９９．６３９９．３４９９．６４１００．０４９９．８７Ｍｇ＃５１．４５４．０５２．４５０．９５２．６５３．２５３．０Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ４．７８３．３１４．０５３．９０２．７５２．８７２．８１Ｃｒ９５．３１３１８１．１７２．８１２５．７１３３１２９Ｃｏ４１．３４４．４３３．７２８．１５８．７５０．２４５．９Ｎｉ１１９１４１１０３３４７７２７０．９６６．７Ｖ２６３２７２１９７１８６２８５２８８．３２７３．６Ｇａ２１．３２２２２．３２２．１１５．６１６１７Ｒｂ２９．６１７．３１５．１１０．８２９．９４０．４２５．６Ｓｒ６２４７３０７３０８５８２４６２６０２７０Ｙ２０．６２０２４．５１９．１２２．０２２２２Ｚｒ３３．４３１．８２７６６３．０５７．９５７．７５７．０Ｎｂ９．２６８．４２０．９８．８６２．５０２．５２．５Ｃｓ０．３４０．６２０．５００．２５１．２０１．９４０．８８Ｂａ２４４３３３２８７２０５２２８２７５２４２Ｌａ３３．９２９４９．６４０．７６．４６６Ｃｅ８１．０７４．７１１７９１．６１３．７１３．７１３．７Ｐｒ１１．３１０．７１５．２１２．４２．０１．９２．０Ｎｄ４８．４４７．２６２．４５１．７８．９８．７９．０Ｓｍ９．３４９．４１２．０９．７４２．６８２．６２．６Ｅｕ２．５０２．６０２．６２２．６４０．８９０．８７０．８６Ｇｄ６．８７７．００７．９３６．９５３．３２３．１５３．１９Ｔｂ０．８９０．８７１．０００．９００．５７０．５９０．５９Ｄｙ４．３６４．２３５．１７４．１１３．７６３．７４３．６９Ｈｏ０．７６０．７８０．８９０．６９０．７９０．８００．８１Ｅｒ２．０５１．９８２．３８１．８９２．３５２．２８２．２９Ｔｍ０．２７０．２５０．３２０．２４０．３５０．３５０．３５Ｙｂ１．５８１．４５１．８１１．３７２．１９２．１８２．１６Ｌｕ０．２１０．２１０．２５０．１９０．３４０．３５０．３３Ｈｆ０．９７０．９５５．８４１．６１１．６３１．５９１．５６Ｔａ０．５００．５３０．９７０．４６０．１４０．１５０．１５Ｐｂ１．５３２．６５５．１２３．０９１．５５１．５４６．１３Ｔｈ０．５４０．６０３．２９１．８８０．５３０．５００．５２Ｕ０．１３０．１５０．６８０．４７０．１４０．１４０．１５ΣＲＥＥ２０４１９１２７９２２５４８４７４８（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ１５．４３１４．４６１９．６７２１．３６２．０８１．９２２．０１δＣｅ１．０１１．０４１．０５１．０００．９４１．０００．９６δＥｕ０．９５０．９８０．８２０．９８０．９２０．９３０．９１ＦｅＯＴ／ＭｇＯ１．９８１．７９１．９０２．０２１．８９１．８４１．８６Ｚｒ／ＴｉＯ２×０．０００１０．００２０．００２０．０１５０．００４０．００６０．００６０．００６Ｎｂ／Ｙ０．４５０．４２０．８５０．４６０．１１０．１２０．１１
５５
８王欣平等：华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义
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图６　五台地区两类辉长岩哈克图解
已发表粗粒和中粒辉长岩数据引自Ｐｅｎｇｅｔａｌ （２０１２）
Ｆｉｇ ６　ＨａｒｋｅｒｐｌｏｔｓｏｆｔｈｅｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｇａｂｂｒｏｓｉｎｔｈｅＷｕｔａｉａｒｅａ
Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄｄａｔａｏｆｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｆｒｏｍＰｅｎｇｅｔａｌ （２０１２）
（Σ
ＲＥＥ＝１９１×１０－６～２７９×１０－６
），轻重稀土元素中等程度分馏（（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝１４ ４６～２１ ３６），无明显Ｃｅ异常（δＥｕ＝１ ００～１ ０５），无明显Ｅｕ异常或弱负Ｅｕ异常（δＥｕ＝０ ９５～０ ９８，除样品１８５３０１为０ ８２，表４、图７ａ）。

在球粒陨石标准化稀土元素配分图解上，新太古代晚期粒辉长岩表现为与洋岛玄武岩（ＯＩＢ）相似的特征（图７ａ）。

在原始地幔标准化微量元素蛛网图上，新太古代晚期粗粒辉长岩显示大离子亲石元素（Ｒｂ和Ｂａ）和轻稀土元素（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ和Ｓｍ）富集，高场强元素（
Ｚｒ、Ｈｆ和Ｔｉ）亏损的特征（图７ｂ）。

其中，样品１８５３０１ ０２具有较１８５２０１ ０２更高的Ｔｈ、Ｕ、Ｚｒ和Ｈｆ等元素含量（表４、图７ｂ）。

甚至，１８５２０１ ０２呈现Ｔｈ和Ｕ元素亏损的特征。

此外，除样品１８５３０２以外，其余３件样品未呈现Ｎｂ和Ｔａ元素亏损的特征（图７ｂ）。

晚三叠世中粒辉长岩具有相对较低的Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２
Ｏ（２ ７５％～２ ８７％）、Ｎｂ／Ｙ（０ １１～０ １２）和ＦｅＯＴ
／ＭｇＯ比值
（１ ８４～１ ８９），属于亚碱性拉斑玄武岩系列（表４、图５）。

基
性岩样品呈现相对较高的ＭｇＯ（６ ２３％～６ ８８％）、Ｆｅ２ＯＴ３
（１２ ８７％～１４ ２９％）和ＣａＯ（１０ ２２％～１０ ６８％），相对较低的ＴｉＯ２（０ ８９％～０ ９３％）、Ａｌ２Ｏ３（１３ ４８％～１４ ７０％）和Ｎａ２Ｏ（１ ７４％～１ ９２％），ＳｉＯ２（４８ ４９％～４９ ６９％）和Ｐ２Ｏ５（０ １０％）变化较小（表４、图６）。

这些样品显示相对较低的
稀土总量（Σ
ＲＥＥ＝４７×１０－６～４８×１０－６）和轻稀土元素弱富集的特征（（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝１ ９２～２ ０８），无明显Ｃｅ异常（δＣｅ＝０ ９４～１ ００），无明显Ｅｕ异常或弱负Ｅｕ异常（δＥｕ＝０ ９１～０ ９３，表４、图７）。

在球粒陨石标准化稀土元素配分图解上，晚三叠世中粒辉长岩表现为与富集洋中脊玄武岩（Ｅ ＭＯＲＢ）相似的特征（图７ａ）。

在原始地幔标准化微量元素蛛网图上，晚三叠世中粒辉长岩显示大离子亲石元素（Ｒｂ、Ｂａ、
６５８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报２０２３，３９（３）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
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图７　五台地区两类辉长岩球粒陨石标准化稀土元素配分图（ａ）和原始地幔标准化微量元素蛛网图（ｂ）
球粒陨石、原始地幔、Ｎ ＭＯＲＢ、Ｅ ＭＯＲＢ和ＯＩＢ含量引自ＳｕｎａｎｄＭｃＤｏｎｏｕｇｈ（１９８９）；已发表粗粒和中粒辉长岩数据引自Ｐｅｎｇｅｔａｌ （２０１２）；五台群基性火山岩数据引自Ｗａｎｇｅｔａｌ （２００４）、Ｐｏｌａｔｅｔａｌ （２００５）和Ｌｉｕｅｔａｌ （２０１６ｂ）；华北北缘基性 超基性岩数据分别引自Ｚｈａｎｇｅｔａｌ （２００９）和Ｗｕｅｔａｌ （２００４）
Ｆｉｇ ７　Ｃｈｏｎｄｒｉｔｅ ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔａｌｐａｔｔｅｒｎｓ（ａ）ａｎｄｐｒｉｍｉｔｉｖｅｍａｎｔｌｅ ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔａｌｐａｔｔｅｒｎｓ（ｂ）ｏｆｔｈｅｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｇａｂｂｒｏｉｎｔｈｅＷｕｔａｉａｒｅａ
Ｅｌｅｍｅｎｔａｌａｂｕｎｄａｎｃｅｓｏｆｃｈｏｎｄｒｉｔｅ，ｐｒｉｍｉｔｉｖｅｍａｎｔｌｅ，Ｎ ＭＯＲＢ，Ｅ ＭＯＲＢａｎｄＯＩＢｆｒｏｍＳｕｎａｎｄＭｃＤｏｎｏｕｇｈ（１９８９） Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄｄａｔａｏｆｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｇｒａｉｎｅｄｇａｂｂｒｏｓｆｒｏｍＰｅｎｇｅｔａｌ （２０１２） ＤａｔａｏｆｔｈｅｍａｆｉｃｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅＷｕｔａｉＧｒｏｕｐｆｒｏｍＷａｎｇｅｔａｌ （２００４），Ｐｏｌａｔｅｔａｌ （２００５）ａｎｄＬｉｕｅｔａｌ （２０１６ｂ） Ｄａｔａｏｆｍａｆｉｃ ｕｌｔｒａｍａｆｉｃｒｏｃｋｓａｌｏｎｇｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｍａｒｇｉｎｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎｆｒｏｍＺｈａｎｇｅｔａｌ （２００９）ａｎｄＷｕｅｔａｌ （２００４），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
Ｋ和Ｓｒ）富集，高场强元素（Ｎｂ、Ｔａ、Ｐ和Ｔｉ）亏损的特征（图７ｂ）。

５　讨论
５ １　五台地区两类辉长岩的侵位时代
５ １ １　新太古代晚期（～２ ５２Ｇａ）粗粒辉长岩岩株
１ ２０万平型关幅地质图（山西省地质调查院，１９６７①）和１ ２５万忻州市幅地质图（山西省地质调查院，２００２ｂ）认为龙王堂和上杨花粗粒辉长岩为滹沱期岩浆作用的产物。

本次研究从龙王堂和上杨花粗粒辉长岩中分选获得的锆石多呈碎片状和板状，发育板状环带（图３ａ，ｂ），具有基性岩浆成因锆石的形态特征（Ｃｏｒｆｕｅｔａｌ ，２００３）。

同时，锆石Ｔｈ／Ｕ比值分别为０ ５３～１ １６和０ ６１～１ ２４（＞０ ５，表１），表现为典型岩浆成因锆石的地球化学特征（ＨｏｓｋｉｎａｎｄＳｃｈａｌｔｅｇｇｅｒ，２００３）。

在锆石形态学和地球化学特征基础上，通过锆石ＬＡ ＩＣＰＭＳＵ Ｐｂ定年分析，本文提出龙王堂和上杨花粗粒辉长岩岩株为新太古代晚期（２ ５２Ｇａ）岩浆作用的一部分，而不是前人所认为的古元古代滹沱期岩浆作用的产物（Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２０１２）。

Ｌｉｅｔａｌ （２００２）在恒山店门地区曾报道太古宙灰色片麻岩和高压麻粒岩地体中出露２ ５Ｇａ基性岩墙。

王凯怡等（２０００）曾报道恒山义兴寨ＴＴＧ片麻岩中发育２ ５Ｇａ基性岩包体。

此外，五台地区新太古界五台群中发育有同时期的火山 沉积岩系（Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００４；Ｗａｎｇｅｔａｌ ，２０１４；陈雪等，２０１５；Ｌｉｕｅｔａｌ ，２０１６ｂ；ＧａｏａｎｄＳａｎｔｏｓｈ，２０１９；赵娜等，２０１９）。

因此，新太古代晚期基性岩浆作用代表了五台 恒山地区较为重要的一期岩浆作用，发育较为广泛，龙王堂和上杨花粗粒辉长岩岩株是其重要的组成部分之一。

５ １ ２　晚三叠世（～２３０Ｍａ）中粒辉长岩岩墙
龙王堂中粒辉长岩岩墙侵入到粗粒辉长岩中，边界可见明显的冷凝边结构（图２）。

其中，～２３０Ｍａ的锆石发育板状环带（图３ｃ），Ｔｈ／Ｕ比值为０ ２４～０ ９４（表２），指示其为岩浆成因锆石（Ｃｏｒｆｕｅｔａｌ ，２００３）。

因此，锆石给出的～２３０Ｍａ年龄代表了中粒辉长岩岩墙的侵位年龄。

而～２ ２Ｇａ、～１ ４Ｇａ和～０ ９Ｇａ的岩浆成因锆石可能为基性岩浆上升过程中继承或捕获的锆石。

区域上广泛发育的～２ ２Ｇａ岩浆记录（Ｗｉｌｄｅｅｔａｌ ，２００５；Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２００５，２０１７；杜利林等，２０１０，２０１５；Ｄｕｅｔａｌ ，２０１３；Ｗａｎｇｅｔａｌ ，２０１０）可能为中生代中粒辉长岩浆的地壳围岩。

此外，虽然五台地区未有～１ ３Ｇａ及～０ ９Ｇａ岩浆记录的报道，但邻近的大同和恒山地区发育有～１ ３Ｇａ和～０ ９Ｇａ基性岩墙（Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２０１１；Ｐｅｎｇ，２０１５），推测这两期岩浆作用可能也存在于五台地区，并为～２３０Ｍａ辉长岩浆提供了地壳物质。

虽然五台地区未有～２３０Ｍａ岩浆活动的报道，但研究区以北怀仁和大同地区发育～２３０Ｍａ煌斑岩 碳酸岩（邵济安等，２００３；Ｎｉｕｅｔａｌ ，２０１７）。

在更大范围上，华北北缘发育一系列二叠纪末 三叠纪时期（２５０～２００Ｍａ）岩浆活动，岩性主要为钾长花岗岩、二长花岗岩及碱性杂岩，其次为基性 超基性岩及少量中酸性火山岩（Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２００８；吴福元等，２００８；杨进辉和吴福元，２００９；张拴宏等，２０１０）。

本区发育的～２３０Ｍａ基性岩墙
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王欣平等：华北克拉通五台山～２５２０Ｍａ辉长岩侵入体的成因及其地质意义
①山西省地质调查院．１９６７．１ ２０００００地质图（平型关幅）
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与华北北缘碱性岩和基性 超基性岩同期，可能为该期岩浆作用的一部分，进一步向南扩大了华北北缘三叠纪岩浆作用的分布范围。

５ ２　两类辉长岩的岩石成因分析
５ ２ １　新太古代晚期（～２ ５２Ｇａ）粗粒辉长岩岩株
龙王堂和上杨花等新太古代晚期粗粒辉长岩个别样品ＬＯＩ含量较高，达３ ６３％（表４，样品１８５３０１），表明岩石蚀变较强，与显微岩相学特征一致（图２ｊ ｌ）。

同时，个别样品因蚀变作用使得全碱含量（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）较高，导致部分样品在硅碱图中落入碱性系列范围（图５ａ，样品１８５２０１），以及在ＡＦＭ图中落入钙碱性系列范围（图５ｃ）。

但辉长岩样品无明显Ｃｅ异常（δＣｅ＝１ ００～１ ０５，表４、图７），表明其未受到海水蚀变的影响。

本次研究采用活动性较弱的主微量元素和锆石Ｈｆ同位素分析其岩石成因。

五台地区新太古代辉长岩中部分样品具有较其他样品更高的Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ和Ｔｈ等不活泼元素（样品１８５３０１分别
为２
０ ９×１０－６、０ ９７×１０－６、２７６×１０－６、５ ８４×１０－６
和３ ２９×１０－６，表４、图５ｂ、图７ｂ），无法用岩浆后期蚀变和变质作
用解释，可能反映了一定程度的地壳混染。

同时，地壳混染也可能造成个别样品出现Ｎｂ、Ｔａ亏损的特征（如样品１８５３０２，图７ｂ）。

因此，这些样品中出现异常特征的化学元素不能用来判别岩浆演化过程和岩浆源区特征。

五台地区新太古代粗粒辉长岩全岩成分特征及元素含量变化显示其岩浆成分演化受控于多种矿物相的结晶作用。

通常，基性岩浆中镁铁质矿物相（如橄榄石和斜方辉石等）的
分离结晶会导致残余岩浆中的ＭｇＯ、Ｃｒ、Ｎｉ含量和Ｍｇ＃
值明显降低。

本次研究中，辉长岩样品Ｍｇ＃值为５１～５４（表４、图
６），远低于地幔原始岩浆值（６８～７２，Ｆｒｅｙｅｔａｌ ，１９７８），表明其母岩浆早期经历了镁铁质矿物相的分离结晶。

Ｐｅｎｇｅｔａｌ （２０１２）对暗色包体进行了研究，其岩性为辉石岩，ＭｇＯ含量
为１３ ２６％，ＦｅＯＴ含量为１９ ６％，ＣａＯ含量为１５ ３２％，进一
步说明岩浆演化过程中经历了镁铁质矿物相（单斜辉石）的分离结晶。

此外，基性岩浆中斜长石（钙铝硅酸盐矿物）的分离结晶会导致残余岩浆中ＣａＯ和Ａｌ２Ｏ３含量降低，δＥｕ值小于１；单斜辉石（钙硅酸盐）的分离结晶会导致残余岩浆中ＣａＯ含量降低以及Ａｌ２Ｏ３含量升高（ＲｏｌｌｉｎｓｏｎａｎｄＰｅａｓｅ，２０２１）。

本次研究中，辉长岩样品具有微弱负Ｅｕ异常（δＥｕ＝０ ８２～０ ９８，表４、图７ａ），表明基性岩浆成分变化受控于斜长石的结晶分异作用。

同时，辉长岩样品随着ＭｇＯ含量的降低，辉长岩样品ＣａＯ含量降低，Ａｌ２Ｏ３含量升高（图６），表明斜长石结晶分异的程度不如单斜辉石，辉长岩成分变化主要受控于单斜辉石的结晶分异作用。

五台地区新太古代辉长岩具有接近亏损地幔值（εＨｆ
（ｔ）＝８ ０６）的锆石Ｈｆ同位素特征（εＨｆ（ｔ）＝４ ７５～７ ９５，表３、图４），以及略大于辉长岩浆侵位年龄（２ ５２～２ ５１Ｇａ）的亏损地幔Ｈ
ｆ模式年龄（２ ６４～２ ５３Ｇａ，表３），指示其岩浆源区为亏损地幔端元。

通常，亏损地幔端元以软流圈地幔为代表，部分熔融形成的玄武岩为Ｎ ＭＯＲＢ，亏损轻稀土元素和大离子亲石元素（ＳｕｎａｎｄＭｃＤｏｎｏｕｇｈ，１９８９）。

但是，本区辉长岩具有类似于Ｏ
ＩＢ的稀土配分型式，Ｎｂ／Ｙｂ比值介于Ｅ ＭＯＲＢ（～３ ５）和ＯＩＢ（～２２ ２２）之间（５ ８２～１１ ５６），表明其地幔源区不同于软流圈地幔，可能存在一定的新生地壳物质。

此外，辉长岩样品表现出Ｚｒ、Ｈｆ和Ｔｉ亏损的特征，说明岩浆源区可能存在富Ｔ
ｉ矿物的残留（Ｂｒｅｎａｎｅｔａｌ ，１９９４；ＩｏｎｏｖａｎｄＨｏｆｍａｎ，１９９５）。

但是，辉长岩样品未表现出明显的Ｎｂ和Ｔａ元素的亏损（除样品１８５３０２），暗示其地幔源区可能未受到俯冲物质的交代（图８ａ ｃ）。

５ ２ ２　晚三叠世（～２３０Ｍａ）中粒辉长岩岩墙
与新太古代辉长岩不同，五台地区晚三叠世中粒辉长岩具有较低的ＬＯＩ值（１ ６２％～１ ９５％），无明显Ｃｅ异常（δＣｅ＝０ ９４～１ ００），表明辉长岩样品中单斜辉石和斜长石尽管经历了蚀变作用（图２），但元素含量未明显受到蚀变作用的影响。

同时，辉长岩样品表现为相对一致的主微量元素地球化学特征（图５、图６），也说明了蚀变作用对全岩化学成分的影响可忽略不计。

五台地区晚三叠世辉长岩样品具有较低的ＭｇＯ、Ｃｒ、Ｎｉ
含量和Ｍｇ＃
值，暗示辉长岩样品经历了镁铁质矿物相的分离
结晶（表４、图６）。

随着ＭｇＯ含量的降低，Ａｌ２Ｏ３和ＣａＯ含量升高（图６），表明辉长岩样品的化学成分变化未受到斜长石相结晶分异作用的影响。

辉长岩样品中未见明显Ｅｕ异常（δ
Ｅｕ＝０ ９１～０ ９３，表４、图７ｂ），也说明辉长岩样品的化学成分变化未受到斜长石相的影响。

在原始地幔标准化微量元素图解中，晚三叠世辉长岩样品均呈现出Ｒｂ、Ｂａ、Ｋ和Ｓｒ元素富集，Ｎｂ、Ｔａ、Ｐ和Ｔｉ元素亏损的特征（图７ｂ），暗示岩浆源区为俯冲流体交代的岩石圈地幔（图８ａ ｃ），可能形成于与俯冲作用相关的构造环境（图８ｄ）。

前人研究表明，华北板块与西伯利亚板块于２５０Ｍａ前后沿索伦缝合带碰撞缝合，陆壳增厚发生拆沉作用，华北板块北缘随后进入构造伸展阶段（Ｃｈｅｎｅｔａｌ ，２０００）。

岩石圈的强烈伸展诱发软流圈物质上涌，带来的高热量引发富集的岩石圈地幔发生部分熔融，从而在华北板块北缘形成呈近东西向带状分布的二叠纪末 三叠纪基性 超基性岩带和碱性岩带（张拴宏等，２０１０）。

五台地区晚三叠世辉长岩岩墙可能是在这种岩石圈伸展的地球动力学背景下形成的。

同时期，除华北板块北缘发育东西向岩浆岩带以外，华北板块南缘、华北板块东部及朝鲜半岛也广泛发育造山后伸展背景下的岩浆作用。

该时期岩浆岩岩石类型多样，不仅包括基性 超基性等拉斑系列岩石和辉长岩 闪长岩 花岗岩等钙碱系列岩石，还包括正长岩 碱长花岗岩等碱性系列岩石，产自于不同的岩浆源区和复杂的岩浆过程（图５、图８；Ｙａｎｇｅｔａｌ ，２００５；田伟等，２００７；Ｐｅｎｇｅｔａｌ ，２００８；杨进辉和吴福元等，２００９；刘锦等，
２０１６）。

杨进辉和吴福元（２００９）提出这些岩浆活动与大陆深俯冲及陆陆碰撞造山作用所引起的地壳加厚和岩石
８５８ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报２０２３，３９（３）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｓｘｂ．ａｃ．ｃｎ
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