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1、燕山西段侏罗白垩纪侵入活动时间序列及其地质意义 夏希凡1 汪洋2 3 姬广义1 l 北京市地质研究所，北京1 0 0 0 1 1 ；2 中国科学院广州地球化学研究所，广东广州5 1 0 6 4 0 ； 3 中国地质大学地球科学与资源学院，北京1 0 0 0 8 3 ；。通讯作者e m a i l ：a l l e n _ t h a l a s s a s i n a C O r n 本文所称燕山西段系指河北隆化天津蓟县一线以西，赤城怀来以东，隆化丰宁以南，河北官 厅北京南口天津蓟县一线以北的地域。该区内于侏罗白垩纪( 燕山期) 发育广泛的岩浆活动，形 成了八达岭杂岩带、雾灵山千层背、大海坨等
2、著名花岗岩体。本文基于近年来高精度锆石U P b 测 年数据对燕山西段侏罗白垩纪侵入岩的时间序列进行初步总结，并探讨其所反映的燕山带构造演化 意义。 以往总结的该区域内侏罗白垩纪侵入活动序列主要建立在K A r 、R b S r 等测年结果之上。然而 由于燕山带侏罗白垩纪强烈构造运动所导致的区域变质作用( 纪玉洁，2 0 0 3 ；姬广义等，2 0 0 4 a ，b ) ， 燕山带侵入岩的K - A r 年龄很不可靠。同时，有证据表明2 0 世纪7 0 8 0 年代对燕山西段侏罗白垩纪 侵入岩的各类同位素年龄测试均不可靠( 表1 ) 。因此，基于前人同位素年龄所厘定的八达岭杂岩带 和北京地区侏
3、罗白垩纪侵入岩的岩石谱系( 白志民等，1 9 9 1 ；白志民，2 0 0 1 ) 并未反映燕山西段侏罗- 自垩纪侵入岩的实际活动序列，其总结的岩浆演化规律自然缺乏事实依据。 表1 燕山西段侵入岩前人测年结果与高精度锆石U P b 年龄的比较 岩体前人结前人方锆石年差值岩体前人结前人方法锆石年差值 果法龄果龄 大海坨 1 3 2 7K A t 1 1 91 3 棋盘岩 1 8 4 6 锆石U P b 1 3 2 95 2 大水峪 1 1 3 9K - A t1 4 3- 2 9 石城 1 3 7 9 锆石U P b 1 5 9- 2 1 对臼峪 1 2 9 4 K - A r 1 3 7 79
4、 四干项 1 9 0 7 锆石U P b 1 5 9 33 2 汉家川 1 6 3 9R b - S r1 3 7 62 6 五道河 1 2 2 4 K - A r1 4 1 - 1 9 黑山寨 1 3 7 5K - A t1 2 5 11 2 薛家石梁 1 5 2 8K - A r1 2 72 6 黑熊山 1 2 0 9K A r1 2 3 7- 3 云蒙山 1 1 5 9K - A r1 4 22 6 年龄值单位：M a 我们根据近年发表的高精度锆石U P b 年龄数据( 包括单颗粒锆石T I M S 和s H 砌M P ) ，初步总 结的燕山西段侏罗白垩纪侵入岩时间序列见表2 。根据国际
5、地层委员会( 2 0 0 4 ) 推荐地层年代，研 究区燕山期的侵入活动主要发生在晚侏罗世早白垩世。其中石城闪长岩和四千顶石英二长岩侵位于 晚侏罗世早期的牛津阶，与之对应的火山活动为髫髻山组下部( 1 6 1 1 5 7M a ) 。长园、官山和沙坨子 岩体侵位于基末利阶，与之对应的火山活动为髫髻山组上部( 1 5 2 , - - 1 4 8M a ) 。云蒙山、对臼峪等大型 岩体侵位于早白垩世早期贝利阿斯阶凡兰吟阶。雾灵山千层背、薛家石梁等岩体侵位于早白垩世中 期欧特里夫阶巴雷特阶，对应于张家I = 1 组和义县组火山活动。大海坨、四桥子、黑熊山等岩体侵位 于早白垩世晚期阿普特阶。 各阶段侵
6、入岩的岩性组合表明，燕山西段晚侏罗世早白垩世侵入岩浆的成分演化体现出2 个大 旋回的变化。从1 6 0M a 到1 3 5M a 的第l 旋回，岩浆成分大致表现出从基性到酸性的演化特征，早 期有辉石闪长岩、闪长岩侵位，而后期( 1 4 5 1 3 5M a ) 表现为大规模酸性岩基的侵位。从1 3 5M a 到1 1 5M a 的第2 旋回，岩浆成分从基性到酸性、再到偏碱性的演化特征比较明显，后期侵位的白查、 本文为国家自然科学基金资助项目( 编号4 0 3 7 6 0 1 3 ，4 0 1 0 4 0 0 3 ) ，中国博士后科学基金资助项目和中国科学院王宽诚博士后奖励基金资助项目 的成果
7、1 4 7 黑熊山、四桥子、大海坨花岗岩普遍发育晶洞构造，白查、四桥子、黑熊山岩体成分相当或接近于 铝质A 型花岗岩。燕山西段在晚侏罗世早白垩世多数时期均发育基性岩体，而且许多中酸性岩体中 普遍含微粒镁铁质包体( M M E ) ，表明基性岩浆底侵( u n d e r p l a t i n g ) 和( 或) 中侵( i n t r a p l a t i n g ) 作用的广 泛性。因此我们认为燕山西段晚侏罗世早白垩世侵入岩浆的成分演化并不具备如白志民等( 1 9 9 1 ) 所总结的“斜置锯条状”演化规律；旋回后期未见基性岩体侵位是因为地壳中上部已被充分加热、 生成大量花岗质熔体，上升
8、的基性岩浆注入未固结的中酸性岩体中，而不能直接到达地壳浅部。 表2 燕山西段侏罗白垩纪侵入岩时间序列 侵入活侵入体及其年龄M a来源侵入活侵入体及其年龄M a来源 动时限动时限 M aM a 汉家川石英二长闪长岩1 3 7 6 四桥子正长花岗岩1 1 6 1 2 3 ( 1 ) 士I 2 S H R I M P 1 1 5 大海坨花岗岩1 1 9 2D a v i s 对臼峪二长花岗岩1 3 7 7 士3 6 S H R I M P 1 3 S 一 1 2 5 黑熊山花岗岩1 2 3 7 士1 1 S H R I M P 1 ：。 五道河花岗闪长岩1 4 l 2D a v i s 大水峪花岗片
9、麻岩1 4 3 3 D a v i s 湖门正长岩1 2 4 2 1 8 S H R I M P 云蒙山花岗片麻岩1 4 3 3 ：D ，S h r i m p 1 4 4 7 2 7 大东沟花岗岩1 2 7 + 2 D a v i s 白查花岗岩1 2 7 0 7 S H R I M P 4 5 - 篓旱变账籼划纪7 ：盎唧 黑山寨石英_ x K 岩1 2 5 1 土1 5 S H R I M P ”5 薯j 盎祀出m 匕出 ( 豸 。 薛家石梁闪长岩1 2 7 1 5 ；1 3 0D ， 官山交花岗闪长岩 一 一。 土1 7S h r i m p 上庄辉长岩1 2 8 8 1 7 S H
10、R I M P 石城变闪长岩1 5 9 2 ：1 5 5 8 千层背碱长花岗岩1 2 8 8 1 5 D a r t s 1 5 5 一 一DS h r i m p l s 、3 1 1 1 l | l l 雾灵山正长岩1 3 1 7 士1 5 D a v l 8 1 6 5 蔷旱顶石英二长岩1 5 9 3 1 9 s H l u M P 棋盘岩辉长岩13 2 9 0 7 s H R j M P 年龄值单位：M a D a v i s ，伊据D a v i s 等( 2 0 0 1 ) ( 1 ) 老的锆石u - P b 年龄，符合野外接触关系；( 2 ) 与长园变闪长岩 之间为涌动接触 根据
11、燕山西段侏罗白垩纪侵入岩的地球化学数据，具有高s r 低Y 特征的中酸性岩体自1 5 0M a 左右一直到1 2 5M a 都有产出，1 2 5M a 之后不发育具备高S r 低Y 特征的岩体；而具有碱性花岗岩( 广 义) 的岩体自1 3 0M a 左右开始形成。这表明燕山西段地壳发生减薄、进入后造山阶段( p o s t o r o g e n i c s t a g e ) 的时限应该在1 3 0 1 2 5M a 。1 3 0M a 之前的基性岩浆活动暗示了地幔减薄熔融事件，而中酸性 岩浆活动指示地壳增厚和熔融作用。因此，燕山西段岩石圈地幔和地壳一起发生减溥的时间在1 2 5 M a 之
12、后，而不是1 5 0 1 4 0 M a 。 参考文献： 白志民2 0 0 1 第二篇侵入岩见：鲍亦刚主编，北京地质百年研究北京：地质出版社，1 2 3 1 7 8 白志民，许淑贞，葛市伟1 9 9 1 八达岭花岗杂岩北京：地质出版社，1 - 1 7 2 国际地层委员会2 0 0 4 国际地层表地层学杂志，2 0 0 5 ，2 9 ( 2 ) ：9 8 姬广义，汪洋，孙永华2 0 0 4 北京云蒙山岩浆杂岩体的岩石学和构造变形特征北京地质，1 6 ( 3 ) ：1 - 1 1 姬广义，汪洋，夏希凡2 0 0 4 北京怀柔长园花岗杂岩体岩石学和构造变形特征及其地质意义北京地质，1 6 ( 3 )
13、 ：1 - 1 1 纪玉杰2 0 0 3 北京西山侏罗纪煤系变质特征与地质灾害的关系北京地质，1 5 ( 2 ) ：1 - 1 5 D a v i sG A ，Z h e n gYD ，W a n gC ，e ta 1 2 0 0 1 M e s o z o i ct e c t o n i ce v o l u t i o no f t h eY a n s h a nf o i da n dt h r u s tb e l t , w i t he m p h a s i s O l lH e b e ia n dL i a o n i n gp r o v i n c e s n o r t h e r nC h i n a G e 0 1 S o c A m M e m o i r , 1 9 4 ：1 7 1 1 9 7
