1、山东青岛崂顶一带碱长花岗岩特征及成因分析摘要：青岛崂山花岗岩分布广泛，岩性包括二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩。崂山主峰崂顶一带出露岩性主要为碱长花岗岩，为崂山花岗岩后期侵入产物。侵入体呈岩基状分布，为多期侵入。岩石粒度由外向内由粗变细，总体呈半环状特征。根据岩石结构特征、侵入关系，对其进行了岩石谱系单位划分，划分为太清宫、八水河、上清宫、大平兰、小平兰等五个单元，各单元之间侵入关系呈脉动、涌动接触。根据各单元的岩石学特征、岩石化学特征分析，崂顶一带碱长花岗岩为A 型花岗岩，为同熔型花岗岩，其形成于非造山期，侵位受沧口断裂控制，形成于沧口断裂活动后期，为张性环境下侵位。 关键词：青岛、崂顶、
2、碱长花岗岩、A 型花岗岩、张性环境 中图分类号：C35 文献标识码： A 一、引言 青岛崂山一带花岗岩分布广泛，受沧口断裂控制，分布于沧口断裂以东的广大区域（图 1） 。崂山花岗岩体为一复式岩体，呈多期次侵入的特点。早期侵入的是二长花岗岩，其后为正长花岗岩，晚期为碱长花岗岩。该花岗岩体空间分布上呈一半圆状规律性分布，二长花岗岩位于岩体外边，中间部分为正长花岗岩，岩体中心主要为碱长花岗岩。可见，崂山花岗岩体侵入时间有早到晚，空间上由外向内，岩性均呈碱性程度渐趋增高趋势1-2。 通过野外调查，依据岩体的侵入时间、各侵入体的相互接触关系等，将崂山花岗岩体划归为一个超单元。依据岩性不同，又进一步划分为
3、三个亚超单元，即浮山亚超单元（二长花岗岩） 、石门山亚超单元（正长花岗岩） 、崂顶亚超单元（碱长花岗岩） 。 崂山主峰崂顶一带分布岩性主要为碱长花岗岩（图 1） ，各侵入体规模大小不一，自几平方千米至上百平方千米均有分布，多呈岩基、岩株状产出。对该区碱长花岗岩进行岩石谱系单位划分，研究其岩石学、岩石化学特征以及演化规律，对于探讨其成因和侵位机制具有十分重要的意义。 图 1 崂顶一带碱长花岗岩分布图 二、岩石谱系单位划分 崂顶一带碱长花岗岩归属于崂顶亚超单元。根据侵入体岩石结构、构造特征不同，以及各侵入体之间的接触关系、侵入先后顺序，由早到晚将该区的碱长花岗岩划分为五个单元，即太清宫单元、八水河
4、单元、上清宫单元、大平兰单元、小平兰单元，详见表 1。 表 1 崂顶一带碱长花岗岩岩石谱系单位划分表3 三、各单元基本特征 （一）太清宫中粗粒碱长花岗岩单元（lT） 该单元分布广泛，多呈岩株状分布。其侵入早期莱阳群地层中，被后期八水河中粒碱长花岗岩脉动侵入。 1.岩石学特征 该单元岩性为中粗粒碱长花岗岩，岩石呈浅灰-浅肉红色，晶洞构造发育，中粗粒花岗结构，粒径 2-8mm。主要由钾长石（65-70%） 、钠长石（0-2%） 、石英（30-35%）组成，黑云母少量，副矿物主要为磷灰石、锆石，局部见钠闪石等碱性暗色矿物。 2.岩石化学特征 太清宫单元岩石化学特征及标准矿物特征见表 2、表 3. 由
5、表可见，该单元岩石化学成分以高硅、低铝、低铁镁，贫钙、富钠、钾为特征。其里特曼指数 为 0.89，为钙碱性岩系； Al2O3K2O+Na2O，反映其岩性为过铝质，A/CNK 平均为 0.95，分异指数DI 平均为 93.16，反应岩浆侵位较深。 该单元岩石化学特征较戴里碱性花岗岩岩石化学特征相比，SiO2 含量相近，Al2O3 略高，Fe2O3+FeO、MgO 偏低，Na2O 略低，K2O 偏高，K2ONa2O。 3.微量元素特征 太清宫单元微量元素含量及有关参数见表 4。 该单元微量元素含量较维氏酸性岩相比，大离子亲石元素 Sr、Ba 低6 倍之多，Rb 偏低，相容元素 Cr、V 低数倍，C
6、o、Ni 低近 1 倍，其他元素 Nb、Zr、Be、Pb、Sn 偏高，Zn、Cu、Mo、Mn 偏低，K/Rb 值为258.19，Rb/Sr 值为 2.84。 4.稀土元素特征 太清宫单元稀土元素含量见表 5。该单元稀土总量较低，REE=90.1；LREE/HREE=9.42，反映轻重稀土分异程度较高4；（La/Sm）N=5.19，说明轻稀土分馏较好，为富集型；（Gd/Yb）N=1.0，反映重稀土趋于富集；（La/Yb）N=7.88，Eu=0.14，反映铕负异常明显，铕强度亏损。 （二）八水河中粒碱长花岗岩单元（1B） 该单元分布面积较大，呈岩基、岩株状分布。脉动侵入早期太清宫单元，被后期上清宫
7、单元涌动侵入。 1.岩石学特征 该单元岩性为中粒碱长花岗岩。岩石呈灰白色、浅肉红色，晶洞构造，中粒花岗结构，矿物粒度 2-4.5mm，主要矿物成分为石英（25-40%） 、钾长石（60-72%） 、钠长石（0-3%） ，局部见钠闪石等碱性暗色矿物，黑云母少量。 2.岩石化学特征 八水河单元岩石化学成分及标准矿物特征见表 2、表 3。从表中可见该单元岩石化学特征为高硅、低铝、富碱。里特曼指数=2.44K2O+Na2O，为过铝质；A/CNK=0.99，分异指数 DI 平均 93.79，说明岩浆分异程度很高，氧化度 Ox 为 0.28，反映岩浆侵位较深。 该单元岩石化学特征较戴里碱性花岗岩相比，Si
8、O2 偏高， Fe2O3+FeO、MgO 偏低，Al2O3 略高，K2O 偏高，Na2O 略低，CaO 稍低，K2O+Na2O 较对照岩性相当，K2ONa2O。 3.微量元素特征 该单元微量元素含量及有关参数见表 4。其微量元素含量较维氏酸性岩相比，大离子亲石元素 Sr、Ba 含量低近 10 倍，Rb 略高。相容元素Cr、V、Ni、Co 均明显偏低。K/Rb=169.11，Rb/Sr=3.73。 4.稀土元素特征 该单元稀土元素含量及有关参数见表 5。稀土总量为 REE=175.1，较低；LREE/HREE=9.66，反映轻重稀土分异程度较高；（La/Sm）N=7.18，反映轻稀土分馏相对较好
9、；（Gd/Xh）N=0.78，显示重稀土分馏程度较高，重稀土明显富集；（La/Yb）N=8.39，Eu=0.26，反映铕具负异常，铕强度亏损。 （三）上清宫中细粒碱长花岗岩单元（1S） 该单元侵入体呈岩株状分布，规模不大，涌动侵入八水河单元，被后期大平兰单元涌动侵入。 1.岩石学特征 该单元岩性为中细粒碱长花岗岩。岩石呈灰白-浅肉红色，细中粒花岗结构，块状构造，晶洞构造，主要矿物成分：石英（26-40%） 、钾长石（60-74%） 、钠长石K2O+Na2O+CaO，为过铝型；部分样品 CIPW 标准矿物中出现 C。A/CNK=1.05，分异指数 DI=94.54，反映岩浆分异程度很高；氧化度
10、Ox=32，反映岩浆侵位较深。 该单元岩石化学成分较戴里碱性花岗岩相比，SiO2 明显偏高，Al2O3稍高，Fe2O3 偏低，FeO 略高，MgO、CaO 偏低，Na2O 偏低，K2O 略高，其中 K2ONa2O。 3.微量元素特征 小平兰单元微量元素含量及有关参数见表 4。该单元微量元素含量较维氏酸性岩相比，大离子亲石元素 Sr、Ba 低近 4-6 倍，Pb 偏高，相容元素 Cr、V、Ni、Co 均明显偏低，其它元素 Nb、Zr、Be、Pb、Sn 等略高，K/Rb 平均 141.43，Rb/Sr 平均 34.8。 4.稀土元素特征 该单元稀土元素含量及有关参数见表 5。该单元稀土总量较低，R
11、EE=103.22；LREE/HREE=11.38，说明轻重稀土分馏程度较高；（La/Sm）N=9.76，反映轻稀土分馏较好，轻稀土富集；（Gd/Yb）N=0.44，反映重稀土分馏一般，趋于富集。 （La/Yb）N=8.36。Eu=0.37，说明铕强度亏损，铕负异常明显。 四、演化特征 （一）分布特征 崂顶一带碱长花岗岩受区域 NE 向断裂构造控制，整体呈 NE 向展布，各单元之间具明显的侵入接触关系。早期太清宫单元中粗粒碱长花岗岩呈环状岩基产出，分布于该亚超单元边部，或呈残留包体状产于后期单元中；中期的八水河单元呈岩基状大面积出露，分布较广；之后的上清宫单元、大平兰单元，则呈岩株状产出；晚期
12、的小平兰单元呈小岩株状产出。由早到晚，侵入体规模逐渐变小，晚期单元多产于早期单元之中，空间上呈近环状分布，由外向内，侵入时间上为由早到晚。 （二）岩石矿物成分演化特征 该区碱长花岗岩侵入时间由早到晚矿物成分表现为渐趋碱性的特点。早期太清宫单元到中期八水河单元，钾长石含量逐渐增高，斜长石降低，暗色矿物黑云母呈逐渐降低趋势。自中期八水河单元至晚期小平兰单元，钾长石含量略有降低，这反映岩浆侵入后期，受围岩不同程度的混染变异，岩浆碱性程度相应降低。该亚超单元局部存在碱性暗色矿物霓石、钠闪石等，反映其碱性程度较高，为典型的碱性花岗岩系列。 （三）组构演化特征 该区碱长花岗岩有早到晚岩石结构上表现出明显的
13、规律性。由早期太清宫单元至晚期的小平兰单元，岩石结构依次表现为中粗粒结构-中粒结构-中细粒结构-斑状中细粒结构-细粒结构，构成一个完整的同源岩浆结构演化序列。由此可见该区碱长花岗岩划分为一个亚超单元是准确地的，有早到晚呈一个以结构演化序列为主，成分演化为辅，结构与成分双重演化为特征的岩浆演化序列。 （四）化学成分演化特征 崂顶一带碱长花岗岩由早到晚，各单元主要氧化物含量变化具明显的规律性。SiO2 含量由早到晚呈上升趋势，从早期太清宫单元到中期上清宫单元，SiO2 含量渐趋增高，上清宫单元 SiO2 含量最高，之后略有下降，但又趋于平稳上升；TiO2、Fe2O3+FeO、CaO 呈逐渐降低；A
14、l2O3 含量总体渐趋降低，于八水河单元为最低点，呈一低谷；MgO 总体变化无规律，于大平兰单元呈一峰值；Na2O 呈渐趋下降；K2O 于太清宫单元偏高，到八水河单元降低，之后则逐渐升高。以上充分反映岩浆演化晚期的特点。 对该区岩石化学成分进行分析研究，认为该区碱长花岗岩其钾、钠组分变化范围不大，但总体显示渐趋碱性的特点；铁镁组分变化范围较窄，总体显示逐渐减少的趋势。对岩石化学分析结果在 Q-Ab-Or 图解（图 2）中投点，显示样品分布较集中，充分反应钙碱性岩系的演化趋势。图 2 崂顶亚超单元 Q-Ab-Or 图解 （五）微量元素演化特征 该区碱长花岗岩由早到晚微量元素变化规律较明显。其中大离子亲石元素 Sr、Ba 演化规律基本一致，由太清宫单元到大平兰单元呈渐趋降低，至小平兰单元处呈一异常峰值。而 Rb 含量与之相反，由太清宫单元
