赖群生，樊中玲，易志强，邵世威，张　跃，杨　涛

（河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，郑州450000）

东秦岭灵山岩体岩石谱系单位类埃达克质花岗岩及其成因和构造环境意义

赖群生，樊中玲，易志强，邵世威，张跃，杨涛

（河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，郑州450000）

灵山岩体地处东秦岭造山带的南秦岭构造带的桐（柏）-商（城）断裂两侧。根据内部接触关系和结构等方面的差异，将灵山岩体划分为主侵入期四个单元和补充期三个独立单元。该花岗岩属高硅碱富钾贫钙低镁碱性系列，稀土元素总量较高且具右倾海鸥式配分模式，微量元素具富集大离子亲石元素K、Rb、Ba等和亏损高场强元素Zr、Hf、P、Ta、Nb、Ti等特点；是具有某些I型（类埃达克质）花岗岩地球化学特征的同熔性S型花岗岩，形成于弧-陆碰撞造山后（非造山）的拉张环境。

岩石谱系单位；S型花岗岩；东秦岭；灵山岩体；类埃达克质花岗岩

2010-2014年，笔者在开展1∶5万河南省境内游河等十一幅矿产地质调查中，对上世纪80年代1∶20万区域地质调查［1］和90年代1∶5万区域地质调查［2-4］对灵山岩体的划分再认识，对其进行解体，划分为主侵入期四个单元和补充期三个独立单元［5］。本文介绍灵山岩体岩石谱系单位划分和内部接触关系，在岩石地球化学特征研究的基础上对岩石成因类型和构造环境再分析。

1　地质背景

灵山岩体主体呈北西向椭圆状，出露面积约385 km2，位于河南省信阳市区东南部，展布于罗山县朱堂-彭新-山店一带，向南西、向南延伸到湖北省境内。灵山岩体地处秦岭造山带东段的南秦岭构造带中的龟（山）-梅（山）断裂南侧和桐（柏）-商（城）断裂两侧（图1）。岩体的西南侧超动侵入早古生代姚畈片麻岩杂岩，西侧超动侵入早白垩世李家寨岩体，北侧及东侧侵入震旦系-下奥陶统肖家庙岩组、中元古界龟山岩组、泥盆系南湾组、下古生界定远组及中-新元古界浒湾岩组。接触面外倾，变形较弱。北西侧围岩普遍具角岩化、萤石矿化、硅化和褐铁矿化，在肖畈一带见有多金属矿化和钼矿化；北东侧及东侧围岩具弱角岩化、硅化和褐铁矿化。

图1　灵山岩体岩石谱系单位划分略图（左下角图据参照文献［6］修改）Fig.1 The Sketch Map of classification of lithodemic units on the Lingshan Pluton

区域上基本构造格架表现为北西西向弱应变域和线状强应变带相间排列，并且被北东-北北东向脆性断裂截切，形成网格状构造系统。北东-北北东向断裂及其与北西西向断裂复合部位，除控制大别山地区灵山、新县、商城三大花岗岩基的形态外，还控制了大别山北麓中酸性小岩体的侵位和产出状态［7］。

2　岩石谱系单位划分及地质特征

以前，1∶20万区域地质调查曾经把灵山岩体划分为从粗粒到细粒的中心相、过渡相和边缘相。后来，1∶5万区域地质调查则依据花岗岩类岩石谱系单位的划分原则［8］，又把灵山岩体从早期单元到晚期单元划分为由细粒演化为粗粒或由粗粒演化为细粒。1∶5万矿产地质调查通过对内部接触关系观察分析，结合1∶5万地面高精度磁测、地质剖面测量、地质路线调查和岩性及岩石地球化学特征对比，对灵山岩体的划分进行了再认识，将1∶5万游河等五幅区域地质调查划分的灵山岩体西段（杨家湾-界牌水库西一线以西）解体为李家寨岩体，其特征为富含斜长花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、辉长岩和斜长角闪岩包体；解体后的灵山岩体划分为主侵入期四个单元和补充期三个独立单元（图1、表1）。按其形成的先后顺序描述如下：

表1　灵山岩体各单元基本特征Table.1 The basic features table of the Lingshan Pluton various units

2.1一单元

零星分布于灵山岩体的南部、西部及北部边缘，共由28个侵入体组成，出露面积约19 km2；本单元为该岩体最早的侵入体，黑云母K-Ar年龄131.6 Ma［2］。与二、三、四单元均呈脉动接触，三个单元中常见本单元的残留体、捕虏体，但未见明显的应变组构和蚀变。与三单元接触带附近可见钾长伟晶岩囊包体，沿接触带可见不连续的似伟晶岩带，长石晶体生长方向垂直于接触面，且指向三单元。南部边缘的侵入体中围岩捕虏体较发育，规模变化也较大，大的几米到几十米，小的只有几厘米；暗色包体较发育，其粒度小于1 cm，形态一般均较规则，尤其是靠近接触带的包体，其长轴平行片麻理方向分布，显示较强的应变组构。西部及北部边缘的侵入体中偶见微粒包体。

2.2二单元

灵山岩体的主要单元，主要分布于岩体的中部，由51个大小不等的侵入体组成，出露面积约116 km2。与一、四单元均呈脉动接触；南部侵入体与一单元的接触带，在本单元一侧可见1 cm左右冷凝边和一单元的捕虏体，有时可见有粗大的钾长石、石英形成似斑晶，组成宽几cm到十几cm的似伟晶岩带。与三单元在西部主要呈脉动接触；局部为涌动接触，混合带宽2～3 m，沿接触带无明显的应变组构。与三单元在中东部主要呈涌动接触，局部呈脉动接触。涌动接触表现为粒度上呈过渡性连续变化，接触界线不清，接触带内二者均无明显的应变组构；脉动接触表现为岩性界线清晰，沿接触带可见断续发育有粗大的微斜条纹长石斑晶和球粒状石英斑晶、黑云母条带平行接触带分布，三单元中见有本单元的捕虏体。本单元中微粒包体少见，可见暗色的矿物析离体，粒径小于1 cm。

2.3三单元

也是灵山岩体的主要单元，主要分布于岩体的南部、东部和西部，由25个大小不等的侵入体组成，出露面积约169 km2。与一、四单元呈脉动接触；与一单元接触面附近，本单元中可见一单元的捕虏体。与二单元在西部主要呈脉动接触，局部为涌动接触；在中东部主要呈涌动接触，局部呈脉动接触，接触面附近可见本单元的岩枝穿入二单元。东部和西南部的侵入体中微粒包体较发育，含量1%±，南部和西部的侵入体中可见微粒包体。

2.4四单元

分布于灵山岩体的西部，由8个规模不等的侵入体组成，出露面积约17 km2。与一、二、三单元均呈脉动接触。

2.5团山独立单元

主要呈不规则状分布于岩体的中东部，南部呈条带状、浑圆状零星出露，由52个规模大小不等的侵入体组成，出露面积约56 km2。与围岩均呈超动型侵入接触，沿接触带见有细粒边或冷凝边，并见有岩枝穿入围岩，急变式接触关系清楚，接触面倾向围岩。可见该单元截切三单元中石英脉。本单元中偶见微粒包体。

2.6杨湾独立单元

零星分布于灵山岩体西南部，由12个侵入体组成，总出露面积约4 km2。一般呈岩脉、小岩株出现，产于二、三单元之中，与围岩超动式侵入接触，界面较清晰。本单元中常见微粒包体。

2.7八宝山独立单元

零星分布于灵山岩体北东部，由9个侵入体组成，总出露面积约4 km2。与围岩超动式侵入接触，界面较清晰。与团山独立单元的接触面附近，可见团山独立单元的捕虏体，并可见本单元呈枝状穿入团山独立单元中，为该岩体最晚的侵入体。该单元中微粒包体发育。

3　岩石地球化学特征

3.1主量元素

灵山岩体各单元岩石化学成分变化范围较窄（表2）。SiO2含量较高，为71.03%～77.41%（平均75.26%）；（K2O+Na2O）较富，为7.58%～9.20%（平均8.56%）且K2O/Na2O比值除一单元为0.41外，其他单元均大于1，为1.01～1.47（平均1.19）；CaO含量较低，为0.36%～1.15%（平均0.61%）；MgO含量较低，为0.08%～0.45%（平均0.24%）；总体显示出高硅碱富钾贫钙低镁的特征。

灵山岩体各单元岩石分异指数（DI）为88.64～97.17，平均94.44，反映了岩体经过了高程度的分异演化作用；碱度率（AR）为2.50～4.70，平均3.62，在AR-SiO2碱度关系图（图2）上，样品投点仅个别落在钙碱性岩区，其他落在碱性岩区；铝饱和指数（A/CNK）为0.97～1.25，平均1.05；CIPW标准矿物中多有刚玉（C）分子出现，属铝质A型花岗岩，与前人的研究结果相同［10］。

图2　AR-SiO2与碱度关系图解［11］Fig.2 The diagram of the relationship between AR-SiO2and alkalinity

3.2稀土元素和微量元素

灵山岩体稀土元素含量及特征参数、微量元素含量及特征参数见表3、表4。稀土元素总量 （∑REE）较高（77.90×10-6～178.63×10-6）；轻重稀土元素比值（LREE/HREE）为8.51～26.49，分馏程度高；δEu单元平均值为0.33～0.72，Eu亏损明显。稀土元素球粒陨石标准化分布型式呈右倾海鸥式展布（图3），反映同源岩浆演化的特征。

图3　稀土元素球粒陨石标准化分布型式Fig.3 The figure of the chondrite-normalized rare-earth element pattern

图4　微量元素原始地幔标准化蛛网图Fig.4 The figure of the primary mantle-normalized trace elements

大离子亲石元素Rb（144.2×10-6～411×10-6）含量高，Ba（21.2×10-6～1 008×10-6）变化范围大，Sr （5.7×10-6～342.5×10-6）变化范围大，放射性热元素U（1.6×10-6～10×10-6）含量高，Th（7.05×10-6～41.3×10-6）含量高，高场强元素Nb（10×10-6～36.53×10-6）和Ta（0.68×10-6～7.2×10-6）含量变化大。在微量元素原始地幔标准化蛛网图（图4）上，大离子亲石元素K、Rb、Ba等富集，高场强元素P、Ta、Nb和Ti等相对相邻元素亏损，其中1、4单元和八宝山独立单元显示较强地亏损Ta和4单元亏损Nb，均为主动大陆边缘花岗岩类的特点，具典型的低Ba、Sr、低Y和低Yb花岗岩的特征，U、Th含量显著偏高。由表4可知，有4个样品的Nb/Ta比值大于17.5和3个样品的Zr/Hf比值大于37.5，均大于地幔值，暗示岩浆来源有地幔岩浆成分的加入。

图5　埃达克质岩的岩石地球化学图解［16］Fig.5 The geochemical diagrams of adakitic rock

表3可见，除9和16号样品以外，大多数样品Yb≤1.9×10-6和Y≤18×10-6；除16号样品以外，其他样品La/Yb比值＞12。表4可见，Sr/Y比值较低，除8号样为40.13外，其他样品为1.10～16.08，不超过C-型埃达克岩Sr/Y比值（≥20）；Nb/Zr比值皆大于0.04。Harker图解上，Sr、Y、Yb的含量和Sr/Y比值与SiO2的含量成反比关系，K2O的含量和SiO2的含量关系不明显（图5a-e），La/Yb-Yb图解上（图5a-f），除9和16号样品以外，其他样品落入C-型埃达克岩范围内。综上所述，灵山花岗岩可称为C-型（大陆型）类埃达克质花岗岩［13-14］，可与海南岛晚海西-印支期，甚至喜马拉雅期埃达克质岩的构造环境及其成因相对比［15］。

La/Yb比值≥12、Nb/Zr比值＞0.04是主动大陆边缘埃达克质花岗岩的特征标志，指示碰撞俯冲环境和岩浆侵入过程中存在强烈结晶分异作用。上述特征表明灵山岩体的成岩过程经历了高度的分异演化作用。

表2　灵山岩体岩石化学成分及特征参数Table2　The parameter of the petrochemical compositions and features of Lingshan Pluton

表3　灵山岩体稀土元素含量及特征参数Table3　The parameter of the REE contents and features of lingshan Pluton

表4　灵山岩体微量元素含量及特征参数Table4　The parameter of trace elemnts contents and features of the Lings Pluton

4　岩石成因类型和构造环境分析

图6　A-C-F图解Fig.6 The ACF diagram I.I型花岗岩；S.S型花岗岩.

灵山岩体与围岩呈明显的侵入接触；沿岩体与地层的接触带，围岩普遍具角岩化、萤石矿化、硅化和褐铁矿化，局部有多金属矿化和钼矿化；岩体内含有围岩捕虏体；反映出岩浆成因特点。各单元岩石均由黑云二长花岗岩组成，其成分变化范围很窄。从岩石地球化学特征上看，A/CNK为0.97～1.25且多小于1.1，SiO2含量71.03%～77.41%，均大于65%，Na2O含量3.74%～5.39%，均大于3%，100Fe3+/（Fe3++Fe2+）为31.58～50且多大于40，CIPW标准矿物刚玉为0～3.6%且多小于1%，无透辉石；在A-C-F图解（图6）中，样品多落入S型花岗岩区。部分元素对比值：Li×103/Mg为2.19～23.28，K/Rb多为112～258，K/Cs为7758～19151，Rb/Cs为45.93～152.11，Rb/Li多为17～54.92，与刘英俊［12］划分的同熔型花岗岩较为接近。大陆型（C-型）埃达克质岩的微量元素地球化学特征表现为La/Yb比值＞12，Sr/Y比值＞20，Nb/Zr比值＞0.04，稀土元素强烈富集La和Ce，其稀土配分型式为铲式右倾斜式；对比研究表明，灵山花岗岩具埃达克质岩（C-型）微量元素和稀土元素的部分地球化学特征。上述表明灵山花岗岩是具有某些I型和类埃达克质花岗岩地球化学特征的同熔S型花岗岩，岩浆物质来源主要为下壳源，有地幔物质的加入。

大离子亲石元素K、Rb、Ba等富集，高场强元素P、Ta、Nb、Ti等相对相邻元素亏损，具壳源花岗岩特将征。在R1-R2图解（图7）中，多数样品落入造山期后花岗岩区中；在Rb-（Yb+Nb）、Rb-（Yb+Ta）图解（图8）中，样品多落入同碰撞花岗岩区，少数样品落入火山弧花岗岩区，可能与源岩成分和重熔程度低有关；ORG标准化地球化学配分模式（图9）与中国西藏同碰撞花岗岩相似，但是，1和4号样品具有明显的Ta和Nb低谷，而且2、5和6号的Ba低谷比西藏同碰撞花岗岩更加突出；在图10（a）图解中，大多数样品落入大陆板内的陆-陆碰撞区，少数样品落入大陆拉张带（初始裂谷）区，在图10（b）图解中，大多数样品落入活动大陆边缘，少数样品落入陆缘岛弧。上述表明灵山花岗岩可能形成于弧-陆碰撞造山后（非造山）的拉张环境，但还没有达到陆内初始裂谷的程度。

图7　R1-R2构造环境判别图解Fig.7 The diagram of the R1-R2tectonic setting discrimination

在三叠纪中晚期华北克拉通和扬子克拉通结束板块构造体制的全面碰撞而最终闭合后，中国东部全面转入陆内构造演化阶段。早中侏罗世陆内叠覆造山使秦岭-大别山地区地壳加厚，原有的造山带岩石圈结构失衡，俯冲楔断离拆沉，上地幔与中下地壳物质混熔形成造山期后中酸性混浆型岩浆源。晚侏罗世，受环太平洋构造域的影响，中国东部乃至整个东秦岭地区构造运动发生了大的体制转换，即从近南北向挤压机制转入近东西向伸展机制，形成近东西-北西西向走滑正断层和北东向平移正断层，使地幔对流平衡和岩石圈状态平衡遭到破坏，岩石圈不同程度减薄，发生的岩石圈拆沉作用，幔源岩浆与地壳重熔的岩浆混合形成花岗质岩浆，两组深大断裂构成棋盘格子状构造，为造山期后形成中酸性混浆型岩浆提供了通道。桐柏-大别山地区的晚侏罗-早白垩世商城、新县、灵山、鸡公山、车云山混浆型花岗岩岩基侵入就位和一系列山前断陷盆地南缘晚侏罗-早白垩世早中期金刚台组、陈棚组陆相中酸性火山岩喷发（溢）是当时东秦岭-大别山地区构造体制发生转换的有力佐证［17］。

图8　Rb-（Yb+Nb）、Rb-（Yb+Ta）构造环境判别图解Fig.8 The tectonic setting discrimination diagram of the Rb-（Yb+Nb）and Rb-（Yb+Ta）

图9　灵山序列ORG标准化地球化学配分模式与典型地区对比Fig.9 The contrast of the ORG normalized geochemical distribution patterns on Lingshan sequence and typical area

图10　埃达克质岩的构造环境判别图解Fig.10 The tectonic setting discrimination diagrams of adakitic rock

5　结论

（1）根据1∶5万地面高精度磁测、岩体内部接触关系、结构及岩石地球化学等特征对比，将前人划分的灵山岩体进行解体，划分为主侵入期四个单元和补充期三个独立单元。岩石类型为黑云母二长花岗岩，岩体的岩性单一。

（2）岩石化学成分为碱性系列，具高硅碱富钾贫钙低镁的特征；属铝质花岗岩。稀土元素总量较高，轻重稀土分馏程度高，Eu亏损明显；稀土元素球粒陨石标准化分布型式呈右倾海鸥式，反映同源岩浆演化的特征。微量元素原始地幔标准化蛛网图上，大离子亲石元素K、Rb、Ba等富集，高场强元素Zr、Hf、P、Ta、Nb、Ti等相对相邻元素亏损，具典型的低Ba、Sr、低Y和Yb花岗岩的特征，表明灵山花岗岩经历了充分演化。众多的岩石地球化学特征表明灵山花岗岩是具有某些I型和类埃达克质花岗岩地球化学特征的同熔型S型花岗岩。岩浆演化以结构演化为主，成分演化为辅；具明显的同源岩浆演化特征。

（3）灵山岩体沿北东向和北西西向断裂复合部位被动就位；岩石地球化学特征参数及图解判断该花岗岩形成于弧-陆碰撞造山后（非造山）的拉张环境，但还没有达到陆内初始裂谷的程度。

本文是曾在该区从事过1︰5万区域地质调查和矿产地质调查工作同志劳动成果的总结。作者与河南省地调院曾宪友教授级高级工程师、河南省国土厅王志宏高级工程师讨论过该岩体的成因和构造环境，在此一并表示诚挚的感谢！

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［5］赖群生，易志强，易成龙，等.河南省境内游河幅、长台关半幅、浉 河港幅、信阳市幅、五里店半幅、谭家河幅、李家寨幅、涩港幅、蔡家河幅、大新店幅、宣化店幅1∶5万矿产地质调查报告［R］.郑州:河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，2014:1-541.

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Lai Q S，Fan Z L，Yi Z Q，Shao S W，Zhang Y an Yang T.The lithodemic units of adakite-like granite on genetic Types and tectonic settings for the Lingshan Pluton，East Qinling.Geology abd Mineral Resources of South China ，2016，32：21-33.

LAI Qun-Sheng，FAN Zhong-Ling，YI Zhi-Qiang，SHAO Shi-Wei，ZHANG Yue，YANG Tao

（The First Geological Exploration Institute of Henan Provincial Bureau of Geo-exploration and Mineral Depvelopment，Zhengzhou 450000，Henan）

Lingshan Pluton is located in two sides of the Tongbai-Shangcheng Fault，which is the south Qinling metamorphic belt of East Qinling orogenic belt.According to the internal contact relation and structure differences，Lingshan Rock stage divided into four main units as well as another three independent units.Lingshan granite show high silica-alkali，potassium-rich，low magnesium，poor calcium alkaline series.The high total REE is rightward incline，and the features of trace elements are rich in large ion lithophile elements（K，Rb，Ba）. while the high field strength elements（Zr，Hf，P，Ta，Nb，Ti）are depleted.Lingshan granite is syntectic S-type with the geochemical characteristics of I-type and adakite-like granite，which was formed in the arc-continent post collision（anorogenesis）tensional environment.

Lithodemic units；S-type granite；East Qinling；Lingshan pluton；adakite-like granite

中图分类法：P588.12+1A

1007-3701（2016）01-021-013

10.3969/j.issn.1007-3701.2016.01.004

2015-11-11；

2016-1-11.

河南省2009年度地质勘查基金矿调项目：河南省境内游河幅、长台关半幅、浉 河港幅、信阳市幅、五里店半幅、谭家河幅、李家寨幅、涩港幅、蔡家河幅、大新店幅、宣化店幅1∶5万矿产地质调查.

赖群生（1968-），男，高级工程师，长期从事地质调查和找矿工作，E-mail：laiqunsheng@126.com.