Petrogenesis of granites in Dachen Island, Zhejiang Province: constraints from geochemistry, zircon U-Pb ages and Sr-Nd-Hf isotope
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摘要:
大陈岛地处浙闽晚中生代构造岩浆带的中部，出露钾长花岗岩、基性岩脉和酸性火山岩。对大陈岛地区钾长花岗岩进行岩相学、主量和微量元素、Sr-Nd-Hf同位素及锆石U-Pb年龄分析，结果显示大陈岛地区钾长花岗岩锆石U-Pb年龄加权平均值为95.9±1.8 Ma，形成于晚白垩世早期。大陈岛的花岗岩主要由钾长石、石英及少量黑云母、斜长石组成，发育典型的文象结构。花岗岩富SiO2、K2O，贫CaO、MgO，呈弱过铝质(A/CNK=1.0~1.1)和高分异(DI=96.0~96.9)特征，具较高的Ga/Al值(2.6~2.8)，为高钾钙碱性系列。稀土元素配分曲线呈右倾，负Eu异常明显(0.32~0.39)，微量元素蛛网图显示，岩石相对富集Rb、K、Th、U，亏损Sr、Ti、Nb、Ta，属于A型花岗岩。大陈岛钾长花岗岩ISr值为0.7092~0.7094，Nb/U和Ta/U值较低，εNd(t)与εHf(t)值分别为-7.07~-6.93和-11.1~-6.7，表明钾长花岗岩的源区主要为浙东南古老的富铝地壳物质且成岩过程中有新生物质的参与。结合前人的认识，认为大陈岛钾长花岗岩是在晚中生代古太平洋板块俯冲消减过程中弧后伸展背景下，伴随深部基性岩浆上涌，地壳基底减压部分熔融形成长英质岩浆并与基性岩浆发生少量的混合作用，幔源物质比例在35%左右，随后伴随较强的矿物结晶分异作用，最终在地壳浅部侵位形成。
Abstract:Dachen Island is located in Zhejiang-Fujian Late Mesozoic tectonic magmatic belt.K-feldspar granites, mafic dike and volcanic rock are wide distribution in the Dachen Island.In this study, petrography, major and trace elements, Sr-Nd-Hf isotopes and zircon U-Pb geochronology of the granites are studied systematically.The zircon U-Pb weighted average age shows the magmatic event at 95.9±1.8 Ma, representing the Early Late-Cretaceous.The Dachen Island granite is mainly composed of K-feldspar, quartz, plagioclase and few of biotite.The major and trace elements show that the granite has high SiO2, K2O and Ga/Al ratios(2.6~2.8), low CaO, MgO and weakly peraluminous(1.0~1.1 of A/CNK)and highly heterogeneous(96.0~96.9 in DI), belonging to high-K calc-alkaline series.The rare earth element is obvious with a rightward REE distribution pattern and negative Eu anomaly(0.32~0.39).The granite enriches in LILEs(Rb, K, Th, U)at different degress, and depletes relatively to Sr, Ti, Nb and Ta.The ISr(0.7092~0.7094), low Nb/U and Ta/U values, and εNd(t)= -7.07~-6.93 of whole rock, εHf(t)= -11.1~-6.7 of zircons indicate that the granite is mainly derived from aluminum enrichment crust in the southeast Zhejiang, and mantle materials inputting to the magmatic process.Combining with the previous study, the Dachen granites were generated by the subduction of the Paleo-Pacific plate in the Late Mesozoic, which resulted in partial melting of the crust materials to form felsic magmas and mixing proportion of mafic material about 35%.Aluminosilicate magmas experienced strong crystallization differentiation and then formed the Dachen Island A-type granite.
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Keywords:
- A-type granite /
- Paleo-Pacific plate /
- petrogenesis /
- Dachen Island /
- Late Mesozoic
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中国东南部晚中生代广泛发育燕山期火成岩，形成一条长约800 km、宽60~80 km，沿NE—NNE向延伸的，以酸性岩浆岩为主、伴有少量基性岩出露的火成岩带[1-4]。其岩石成因和构造环境的厘定一直是国内外研究的热点[5-9]。自20世纪70年代板块构造学说引入后，国内外地质学家普遍接受了古太平洋板块向欧亚板块俯冲导致中国东部中生代强烈的构造-岩浆活动及成矿的观点[10-14]。东南沿海在约120 Ma出现大量的双峰式火山-侵入岩，即玄武岩-流纹岩组合、辉长岩-花岗岩杂岩体等，这些岩石组合记录了丰富的壳幔相互作用信息。在100 Ma前后，浙江东部出现了辉长岩-正长岩-A型花岗岩-橄榄安粗质岩石组合和最晚一期的双峰式火山岩岩石组合，包括雁荡山正长岩(98 Ma)、岩坦正长花岗岩体(95 Ma)、猫狸岭石英二长岩体(104 Ma)[15-18]等，反映浙江在100 Ma前后处于重要的岩石圈拉张环境。但是，这些研究多集中于陆内，对沿海各岛屿上分布的同时代岩石研究较少。
近年，随着分析测试技术的不断发展，花岗岩的研究更加精细化。前人通过对中国东南部地区晚中生代花岗岩进行矿物原位分析、数值模拟、实验岩石学、地球物理，以及多种同位素-微量元素分析等方法，获得了更多的岩浆演化过程的信息，更好地揭示了该地区花岗岩成因与壳幔相互作用之间的耦合关系[19-21]。在此基础上，本文选择位于浙闽沿海岩浆构造带重要位置的大陈岛地区为研究区，对该地区进行了较详细的野外地质调查，针对岛上出露的花岗岩进行岩相学、地球化学、Sr-Nd同位素，以及锆石U-Pb年代学、Hf同位素等分析，探讨大陈岛花岗岩的岩石成因和演化过程，补充中国学者对东南沿海岛屿花岗岩研究的不足。
1. 区域地质背景与岩相学特征
浙江地区出露较大面积的晚中生代火成岩，岩性从早至晚大致有中酸性→酸性→偏碱性的演化规律。大多数岩体受NE向断裂控制，而浙江沿海与东海岛屿地区发育的花岗岩主要受长乐-南澳断裂带控制。长乐-南澳断裂带是形成于中生代的大型陆内韧性剪切带，主要沿福建长乐—广东南澳一线呈NE向展布，东濒台湾海峡，南、北两端深入周围海域。从更大的范围看，其北端有可能延伸至朝鲜半岛南部[22]，是中国东南部一条重要的构造带。大陈岛位于浙江沿海岛屿群的中部，台州湾东南海域(图 1-a)，长乐-南澳断裂带北段，隶属于浙东南地区。
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图 1 浙江省地质略图[23](a)和大陈岛地区地质简图及采样位置(b)Figure 1. Geological sketch map of Zhejiang Province(a)and geological map of the Dachen Island area and sampling locations(b)大陈岛主要由上、下大陈岛2个岛屿组成，两岛的海拔高度均不超过228 m。大陈岛出露花岗岩、基性脉岩及晚白垩世厚层流纹质熔结凝灰岩。大陈岛地区断裂不太发育，在下大陈岛水库附近发育NE向正断层。花岗岩体与凝灰岩层的接触界线也沿此展布。本次研究显示，花岗岩为中、细粒钾长花岗岩，其中发育NE向基性岩脉和中基性岩石包体(图 1-b)。
下大陈岛的东北侧是研究区花岗岩主要出露区(图 1-b)，上大陈岛只有零星出露，总出露面积约5 km2。岩体为浅肉红色中细粒钾长花岗岩，晶洞构造发育(图版Ⅰ-a)，露头风化较弱。岩体侵入到凝灰岩中，侵入接触关系较清晰，与凝灰岩层接触带附近粒度变粗。大陈岛南、北部的花岗岩存在一定的结构差异。
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图版Ⅰa.下大陈岛花岗岩体野外露头；b.下大陈岛水库附近花岗岩与熔结凝灰岩接触带；c、d.下大陈岛花岗岩偏光显微镜(正交)镜下特征。Qtz—石英; Kf—钾长石; Bt—黑云母图版Ⅰ.大陈岛花岗岩主要由钾长石(55%~60%)、石英(30%~35%)、斜长石(1%~3%)和黑云母(5%~10%)组成，副矿物有锆石、磷灰石、磁铁矿等，细粒花岗结构，块状构造。其中，钾长石矿物颗粒较大，达厘米级，半自形，偶见简单双晶；石英呈他形粒状，暗色矿物主要为黑云母(图版Ⅰ-e)。文象结构较发育(图版Ⅰ-c，d)，石英呈他形交生镶嵌于钾长石中，指示花岗岩形成于地壳浅部地位，这与火成岩带中太姥山[5]、普陀山[24]、魁岐[25]等地的花岗岩体矿物组成相似。
2. 分析测试方法
本次对大陈岛钾长花岗岩开展了主量、微量元素、Sr-Nd-Hf同位素和锆石U-Pb年代学分析，测试流程简述如下。
全岩主量、微量元素在广州澳实分析检测有限公司完成测试。主量元素分析采用X射线荧光光谱分析方法测定，并采用等离子光谱和化学法测定进行互相检测。将0.7 g岩石粉末混合LiBO2置于铂坩埚中，在980 ℃条件下完全熔融，冷凝后形成玻璃熔片，最后在X射线荧光光谱仪上用外标法测定氧化物含量，分析精度和准确度优于1%。微量元素分析采用四酸消解法电感耦合等离子质谱法测定，稀土元素分析采用熔融法电感耦合等离子质谱法测定，分析精度和准确度优于5%，含量极少(＜10-8)的元素精度优于10%。
LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及锆石原位Hf同位素测试在南京聚谱检测科技有限公司完成，测试采用了193 nm ArF准分子激光剥蚀系统。准分子激光发生器产生的深紫外光束经匀化光路聚焦于锆石表面，能量密度为8.0 J/cm2，束斑直径为32 μm，频率为6 Hz，共剥蚀40 s，剥蚀气溶胶由氦气送入ICP-MS完成测试。测试过程中以标准锆石91500为外标，校正仪器质量歧视与元素分馏；以标准锆石GJ-1为盲样，检验U-Pb定年数据质量；以NIST SRM 610为外标，以Si为内标标定锆石中的Pb元素含量，以Zr为内标标定锆石中其余微量元素含量。
锆石原位Hf同位素采用193 nm ArF准分子激光剥蚀系统，准分子激光发生器产生的深紫外光束经匀化光路聚焦于锆石表面，能量密度为4.5 J/cm2。先收集20 s气体本底，随后以50 μm束斑、9 Hz频率剥蚀40 s，气溶胶由氦气送出剥蚀池，与氩气混合后进入MC-ICP-MS。
全岩Sr、Nd同位素前处理和测试由武汉上谱分析科技有限责任公司完成。同位素分析在MC-ICP-MS(Neptune Plus)上完成。Sr同位素测试过程中，每10个样品插入1个国际标样并进行误差校正，矫正过程参考Lin等[26]。全部分析数据采用Iso-Compass软件进行数据处理[27]。
3. 锆石U-Pb年龄
本次选取3个花岗岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，测试和分析结果见图 3和表 1。大陈岛花岗岩样品锆石多为无色半自形—自形的柱状晶体，粒径为80~130 μm，长宽比介于1:1~2:1之间，大部分发育明显的振荡环带结构(图 2-a)，显示出典型的岩浆锆石成因特征。
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图 2 大陈岛钾长花岗岩代表性锆石阴极发光(CL)图像(a)及锆石U-Pb同位素年龄图(b、c、d)(a实线圆圈为U-Pb定年点位，虚线圆圈为Hf同位素点位)Figure 2. Representative zircon CL images(a) and plots of zircon U-Pb isotopic age in the Dachen Island K-feldspar granite![]()
表 1 大陈岛花岗岩锆石U-Th-Pb同位素测年结果Table 1. Zircon U-Th-Pb isotopic dating results of the Dachen Island granites分析点号 Th U Th/U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 208Pb/232Th 207Pb/235U 206Pb/238U 208Pb/232Th 含量/10-6 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ 年龄/Ma 1σ 年龄/Ma 1σ 年龄/Ma 1σ DCD1-1-01 363 273 1.33 0.0001 0.0000 0.098 0.197 0.015 0.0017 0.0000 0.0001 98.1 5.1 93.6 1.5 94.8 1.9 DCD1-1-02 322 167 1.93 0.0502 0.0027 0.101 0.006 0.015 0.0003 0.0047 0.0001 99.5 5.9 98.7 1.7 104.4 2.5 DCD1-1-03 105 127 0.83 0.0479 0.0031 0.100 0.005 0.016 0.0003 0.0058 0.0002 99.2 5.5 98.2 1.9 94.0 2.1 DCD1-1-04 328 155 2.12 0.0486 0.0031 0.103 0.006 0.015 0.0003 0.0052 0.0001 92.6 3.0 96.9 1.3 94.5 1.5 DCD1-1-05 238 136 1.76 0.0505 0.0033 0.103 0.006 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 98.1 4.3 94.3 1.2 96.7 2.2 DCD1-1-06 894 336 2.66 0.0458 0.0015 0.096 0.003 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 95.1 3.0 97.1 1.1 95.5 1.6 DCD1-1-07 270 226 1.19 0.0506 0.0024 0.101 0.005 0.015 0.0002 0.0048 0.0001 97.2 4.0 94.6 1.6 95.4 2.0 DCD1-1-08 1240 469 2.64 0.0469 0.0015 0.098 0.003 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 99.0 4.9 101.2 1.9 97.9 2.4 DCD1-1-09 373 215 1.74 0.0504 0.0023 0.100 0.004 0.015 0.0003 0.0047 0.0001 92.6 5.5 96.6 2.1 99.3 2.7 DCD1-1-10 243 119 2.03 0.0480 0.0028 0.102 0.005 0.016 0.0002 0.0049 0.0001 97.0 4.7 98.4 1.6 101.4 2.5 DCD1-1-11 202 124 1.63 0.0469 0.0030 0.096 0.006 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 99.7 5.3 94.0 1.6 96.0 2.5 DCD1-1-12 277 174 1.59 0.0478 0.0025 0.100 0.005 0.015 0.0002 0.0050 0.0001 99.9 4.7 92.8 1.5 93.8 2.1 DCD1-1-13 224 196 1.15 0.0515 0.0029 0.103 0.006 0.015 0.0003 0.0048 0.0001 92.7 4.7 92.7 1.6 96.9 2.7 DCD1-1-14 228 165 1.38 0.0529 0.0029 0.103 0.005 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 93.8 6.1 92.6 1.6 88.5 2.0 DCD1-1-15 319 194 1.64 0.0473 0.0027 0.096 0.005 0.014 0.0003 0.0048 0.0001 97.2 5.4 94.9 1.9 96.5 2.6 DCD1-1-16 388 175 2.22 0.0491 0.0034 0.097 0.007 0.014 0.0002 0.0044 0.0001 97.6 5.8 95.3 1.8 97.8 2.4 DCD1-1-17 354 196 1.80 0.0518 0.0034 0.101 0.006 0.015 0.0003 0.0048 0.0001 101.1 6.4 101.7 2.2 104.3 3.3 DCD1-1-18 560 275 2.04 0.0499 0.0033 0.101 0.006 0.015 0.0004 0.0049 0.0001 98.4 5.4 94.1 1.8 96.0 2.2 DCD1-1-19 300 182 1.65 0.0502 0.0034 0.105 0.007 0.016 0.0002 0.0052 0.0002 98.1 4.1 99.5 1.7 98.2 2.1 DCD1-1-20 878 334 2.63 0.0485 0.0023 0.101 0.004 0.016 0.0003 0.0049 0.0001 99.5 5.4 98.4 1.7 103.8 2.7 DCD3-3-01 300 160 1.88 0.0501 0.0032 0.098 0.006 0.014 0.0002 0.0047 0.0001 95.3 5.5 91.5 1.5 95.5 2.6 DCD3-3-02 791 281 2.82 0.0464 0.0022 0.094 0.004 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 91.6 4.2 95.3 1.3 97.9 1.8 DCD3-3-03 535 227 2.36 0.0478 0.0023 0.097 0.004 0.015 0.0002 0.0050 0.0001 94.4 3.9 96.6 1.4 100.8 1.8 DCD3-3-04 409 222 1.84 0.0473 0.0022 0.101 0.005 0.016 0.0003 0.0049 0.0001 97.7 4.3 100.2 1.9 98.8 2.1 DCD3-3-05 386 203 1.90 0.0489 0.0024 0.101 0.005 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 97.8 4.6 96.7 1.4 98.2 2.1 DCD3-3-06 236 210 1.12 0.0508 0.0032 0.099 0.006 0.015 0.0003 0.0045 0.0001 95.4 5.1 94.1 1.7 90.3 2.6 DCD3-3-07 989 312 3.17 0.0493 0.0020 0.101 0.004 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 97.4 3.8 95.6 1.4 94.9 1.6 DCD3-3-08 269 112 2.41 0.0486 0.0035 0.103 0.007 0.016 0.0003 0.0046 0.0001 99.6 6.6 99.8 1.9 92.4 2.4 DCD3-3-09 935 290 3.23 0.0486 0.0024 0.102 0.005 0.015 0.0002 0.0048 0.0001 98.5 4.3 97.8 1.5 95.9 1.7 DCD5-1-01 300 345 0.87 0.0516 0.0024 0.099 0.004 0.014 0.0003 0.0046 0.0001 96.2 3.7 92.2 1.8 91.9 2.0 DCD5-1-02 389 200 1.94 0.0511 0.0033 0.102 0.006 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 98.2 5.5 94.0 1.5 98.2 2.6 DCD5-1-03 524 316 1.66 0.0499 0.0020 0.102 0.004 0.015 0.0002 0.0052 0.0002 98.4 3.4 96.0 1.4 105.5 4.8 DCD5-1-04 358 396 0.90 0.0491 0.0019 0.099 0.003 0.015 0.0002 0.0050 0.0001 96.0 3.1 93.7 1.2 100.4 2.3 DCD5-1-05 251 214 1.17 0.0488 0.0026 0.103 0.005 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 99.8 4.9 97.1 1.6 99.2 2.4 DCD5-1-06 267 160 1.67 0.0493 0.0034 0.104 0.006 0.016 0.0002 0.0049 0.0003 100.8 5.9 99.6 2.2 98.3 6.4 DCD5-1-07 839 313 2.68 0.0476 0.0020 0.098 0.004 0.015 0.0003 0.0046 0.0001 95.2 3.8 96.6 1.4 93.2 1.8 DCD5-1-08 321 176 1.82 0.0527 0.0036 0.108 0.007 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 104.3 6.5 96.4 1.7 99.3 2.8 DCD5-1-09 584 288 2.03 0.0518 0.0022 0.104 0.004 0.015 0.0002 0.0046 0.0001 100.4 3.9 94.6 1.5 92.7 1.8 DCD5-1-10 660 489 1.35 0.0505 0.0020 0.101 0.004 0.015 0.0004 0.0046 0.0001 98.0 3.5 94.6 1.3 93.1 2.2 DCD5-1-11 150 86 1.75 0.0521 0.0043 0.106 0.008 0.016 0.0002 0.0049 0.0002 101.9 7.0 99.3 2.4 98.3 3.3 DCD5-1-12 387 178 2.17 0.0505 0.0026 0.100 0.005 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 96.7 4.5 94.2 1.7 97.9 2.1 DCD5-1-13 186 228 0.82 0.0499 0.0027 0.098 0.005 0.015 0.0003 0.0046 0.0001 94.9 4.6 93.5 1.3 93.6 2.8 DCD5-1-14 606 393 1.54 0.0484 0.0024 0.102 0.004 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 98.4 3.9 96.7 1.5 99.7 2.0 DCD5-1-15 442 189 2.34 0.0489 0.0038 0.103 0.007 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 99.8 6.9 98.3 2.0 98.3 2.4 DCD5-1-16 745 342 2.18 0.0494 0.0022 0.097 0.004 0.014 0.0003 0.0048 0.0001 94.3 4.0 92.6 1.4 96.1 1.7 DCD5-1-17 259 189 1.37 0.0488 0.0031 0.104 0.007 0.016 0.0003 0.0047 0.0002 100.1 6.1 101.1 2.1 95.5 3.5 DCD5-1-18 711 226 3.15 0.0483 0.0024 0.097 0.005 0.015 0.0002 0.0045 0.0001 94.2 4.7 93.6 1.5 91.5 1.8 DCD5-1-19 326 159 2.05 0.0485 0.0031 0.100 0.006 0.015 0.0003 0.0051 0.0001 96.5 5.5 96.6 1.7 102.3 2.7 对样品DCD1-1的22个锆石点进行分析，其Th/U值在0.98~2.54之间，206Pb/238U年龄范围为92.6~101.7 Ma，206Pb/238U年龄加权平均值为96.2±0.9 Ma(图 2-b)。对样品DCD3-3锆石晶体的9个点进行分析，其Th/U值在1.12~3.23之间，206Pb/238U年龄范围为90.6~100.8 Ma，206Pb/238U年龄加权平均值为96.1±1.9 Ma(图 2-c)。对样品DCD5-1锆石的20个点进行分析，其Th/U值在0.87~3.15之间，206Pb/238U年龄范围为92.2~101.1 Ma，206Pb/238U年龄加权平均值为95.3±1.0 Ma(图 2-d)。3个样品的平均年龄95.9 Ma应代表大陈岛花岗岩的形成时代，即大陈岛花岗岩为晚白垩世早期岩浆活动的产物。
4. 岩石地球化学和同位素特征
大陈岛钾长花岗岩全岩主量和微量元素分析结果见表 2。
表 2 大陈岛花岗岩主量和微量元素分析结果Table 2. Major and trace element compositions of the Dachen Island granites样品号 DCD1-1 DCD1-2 DCD1-3 DCD3-1 DCD3-2 DCD3-3 DCD3-4 DCD5-1 岩性 细粒钾长花岗岩 细粒钾长花岗岩 细粒黑云母钾长花岗岩 细粒黑云母花岗岩 细粒黑云母花岗岩 细粒黑云母花岗岩 细粒黑云母花岗岩 中粒黑云母钾长花岗岩 SiO2 76.81 77.33 76.61 77.30 77.13 77.33 77.15 77.61 TiO2 0.15 0.13 0.14 0.13 0.13 0.13 0.15 0.11 Al2O3 12.65 12.50 12.69 12.70 12.66 12.78 12.87 12.50 Fe2O3T 1.43 1.11 1.17 0.96 1.15 1.01 1.00 0.91 MgO 0.13 0.12 0.13 0.07 0.08 0.04 0.10 0.05 MnO 0.04 0.04 0.06 0.03 0.05 0.02 0.02 0.03 CaO 0.17 0.19 0.27 0.15 0.16 0.11 0.11 0.16 Na2O 4.28 4.12 4.54 4.25 4.28 4.28 4.27 4.21 K2O 4.33 4.44 4.33 4.41 4.35 4.29 4.31 4.42 P2O5 0.01 0.01 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 烧失量 0.35 0.31 0.26 0.35 0.31 0.4 0.38 0.01 总计 100.4 100.3 100.3 100.4 100.3 100.4 100.4 100.2 La 27.8 19.2 22.3 19.9 22.3 18.8 26.6 13.6 Ce 57.6 38.8 44.6 39.3 44.8 36.6 52.4 31.1 Pr 5.92 4.23 5.09 4.37 4.77 3.98 5.84 3.62 Nd 20.2 15.5 17.4 15.6 18.3 14.3 20.3 12.8 Sm 3.81 3.29 3.57 3.38 4.07 3.02 4.27 2.89 Eu 0.45 0.35 0.41 0.35 0.43 0.33 0.47 0.31 Gd 3.03 2.98 3.01 3.01 3.64 2.64 3.66 2.74 Tb 0.51 0.56 0.55 0.55 0.65 0.48 0.65 0.52 Dy 3.19 3.58 3.52 3.50 4.09 3.03 4.06 3.50 Ho 0.69 0.81 0.76 0.78 0.89 0.68 0.88 0.77 Er 2.03 2.38 2.23 2.32 2.66 1.99 2.64 2.47 Tm 0.32 0.38 0.36 0.38 0.43 0.33 0.43 0.37 Yb 2.29 2.72 2.51 2.67 2.94 2.38 2.91 2.76 Lu 0.39 0.45 0.43 0.43 0.49 0.39 0.47 0.45 Y 12.2 15.1 14.0 9.7 11.6 8.9 13.8 24.5 Ga 18.6 18.7 18.3 18.8 18.2 17.8 18.7 18.0 Rb 115 131 127 146 156 134 142 130 Ba 668 541 620 520 507 587 610 449 Th 11.7 11.3 11.3 11.3 11.9 11.1 11.4 11.6 U 2.89 3.63 3.35 2.74 3.94 2.67 3.37 3.66 Nb 12.0 13.0 13.2 14.3 15.1 11.6 10.1 13.4 Ta 0.76 0.86 0.83 0.94 0.98 0.74 0.62 0.95 Pb 27.0 23.1 26.9 25.5 24.6 24.4 30.2 24.7 Sr 34.2 28.3 44.9 39.1 32.0 46.4 32.9 28.7 Zr 141 116 118 118 119 127 135 109 Hf 4.5 4.1 4.0 4.2 4.4 4.3 4.6 3.7 Cs 0.96 0.89 0.86 1.51 1.67 1.13 1.25 1.00 ΣREE 128.2 95.2 106.5 96.5 110.5 89.0 125.6 78.0 LREE/HREE 5.9 7.0 6.1 6.0 6.5 7.0 7.5 4.7 A/CNK 1.05 1.05 1.00 1.05 1.05 1.07 1.08 1.04 A/NK 1.08 1.08 1.04 1.08 1.08 1.09 1.10 1.07 (La/Yb)N 8.71 5.06 6.37 5.35 5.44 5.67 6.56 3.53 (Gd/Yb)N 1.09 0.91 0.99 0.93 1.02 0.92 1.04 0.82 σ 2.19 2.14 2.34 2.18 2.18 2.14 2.16 2.15 DI 96.0 96.4 96.4 96.9 96.5 96.8 96.6 96.5 δEu 0.39 0.34 0.37 0.33 0.33 0.35 0.35 0.33 TFeO/MgO 12.74 10.69 10.41 15.83 16.62 29.16 11.55 21.00 TZr/℃ 783 767 764 768 769 775 781 761 注：主量元素含量单位为%，微量元素含量单位为10-6；σ＝(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)；DI为分异指数；TZr据参考文献[28]方法计算出的锆石饱和温度 4.1 岩石主量元素特征
大陈岛钾长花岗岩SiO2和Al2O3含量分别为76.61%~77.61%和12.50%~12.87%，有较高的全碱含量(K2O+Na2O=8.56%~8.87%)，且相对富钾(K2O/Na2O=0.95%~1.08%)，而TFe2O3(0.91%~1.43%)、MgO(0.04%~0.13%)、TiO2(0.11%~0.15%)和CaO(0.11%~0.27%)的含量较低，显示出高硅、富碱、贫镁和钙的特点(表 2)。TFeO/MgO值为10.41~29.16，相对富铁，且明显高于I型和S型花岗岩(I型平均值为1.3，S型为1.2)[29]；分异指数(DI)为96.0~96.9，反映花岗岩经历了较高程度的分异演化作用。在TAS图解(图 3-a)中，大陈岛钾长花岗岩显示出钙碱性花岗岩的特征，里特曼指数σ为2.14~2.34，属于高钾钙碱性系列(图 3-b)。AKI值为0.91~0.96，为碱非过饱和岩石，与矿物组成上未发现碱性暗色矿物一致；铝饱和指数A/CNK=1.00~1.09(平均值为1.04)，为弱过铝质钙碱性岩石(图 3-c)。
4.2 岩石微量元素特征
大陈岛钾长花岗岩富集轻稀土元素，稀土元素配分显示为向右倾斜的曲线(图 4-a)，LREE/HREE和(La/Yb)N值分别为4.7~7.5和3.53~8.71(平均值为5.84)，轻稀土元素分馏作用强于重稀土元素分馏。
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图 4 大陈岛花岗岩稀土元素球粒陨石配分型式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图[32](b)Figure 4. Chondrite-normalized REE distribution patterns(a) and primitive mantle-normalized trace elements spider diagrams of the Dachen Island granite(b)细粒花岗岩稀土元素总量(ΣREE)较低，为89.0×10-6~125.6×10-6，而中粒钾长花岗岩的稀土元素总量更低(78.0×10-6)，且贫La、Ce等轻稀土元素。整体看，中、细粒钾长花岗岩均显示较明显的负Eu异常(δEu=0.32~0.39)，富集轻稀土元素，贫重稀土元素。
在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 4-b)中，大陈岛钾长花岗岩富集大离子亲石元素(LILE)，如Rb、Th、U、K、Pb等，相对亏损Nb、Ta、Sr、Eu、P、Ti，与东南沿海A型花岗岩相似[5]，暗示地壳熔融的特征。Rb/Sr与Rb/Ba值分别为2.82~4.86和0.17~0.31，相对于瑶坑[33]、外北山[34]及桃花岛[24]A型花岗岩体来说偏低，与雁荡山A型花岗岩[23]相似，结合稀土元素的特征，在花岗质岩浆演化过程中可能存在斜长石、磷灰石、含钛矿物的分离结晶。
4.3 Sr-Nd-Hf同位素特征
本次对大陈岛花岗岩的代表性样品进行了Sr-Nd同位素组成和锆石原位Hf同位素分析(表 3、表 4)。分析结果显示，大陈岛钾长花岗岩Isr值为0.7092~0.7094，εNd(t)值为-7.07~-6.93，其Nd同位素模式年龄为1.46~1.47 Ga，较华夏地块基底变质岩的Nd同位素模式年龄(1.8~2.2 Ga)年轻[33]，这与东南沿海地区的燕山晚期花岗岩大部分具有较低的Isr、较高的εNd(t)和相对年轻的Nd同位素模式年龄一致，反映源区可能有新生地壳物质加入[25, 34-38]。
表 3 大陈岛花岗岩Sr-Nd同位素组成Table 3. Sr-Nd isotopic compositions of the Dachen Island granite样品号 DCD1-1 DCD1-3 (1) DCD1-3 (2) DCD3-3 (1) DCD3-3 (2) Rb/10-6 - 127 127 134 134 Sr/10-6 - 44.9 44.9 46.4 46.4 87Rb/86Sr - 8.165592 8.165592 8.368284 8.368284 87Sr/86Sr - 0.720367 0.720339 0.720750 0.720776 Isr - 0.709205 0.709177 0.709323 0.709350 Sm/10-6 3.81 3.57 3.57 3.02 3.02 Nd/10-6 20.2 17.4 17.4 14.3 14.3 147Sm/144Nd 0.113971 0.123976 0.123976 0.127612 0.127612 143Nd/144Nd 0.512230 0.512230 0.512237 0.512237 0.512239 εNd(t) -6.95 -7.07 -6.93 -6.98 -6.94 T2DM/Ga 1.46 1.47 1.46 1.47 1.46 表 4 大陈岛花岗岩代表性样品锆石原位Hf同位素组成Table 4. In-situ Hf isotopic composition of zircons from representative samples of the Dachen Island granite测点号 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 1σ (176Hf/177Hf)i (176Hf/177Hf)CHUR 1σ εHf(t) TDM2/Ga DCD1-1-01 0.002780 0.282491 0.000012 0.282486 0.282725 0.4 -8.5 1.66 DCD1-1-02 0.003224 0.282485 0.000012 0.282479 0.282726 0.4 -8.7 1.68 DCD1-1-03 0.001982 0.282541 0.000014 0.282538 0.282726 0.5 -6.7 1.55 DCD1-1-04 0.002393 0.282513 0.000013 0.282508 0.282724 0.5 -7.6 1.61 DCD1-1-05 0.002570 0.282530 0.000010 0.282526 0.282726 0.4 -7.1 1.57 DCD1-1-06 0.002917 0.282501 0.000012 0.282496 0.282724 0.4 -8.1 1.64 DCD1-1-07 0.002218 0.282509 0.000012 0.282505 0.282726 0.4 -7.8 1.62 DCD3-3-01 0.003155 0.282476 0.000014 0.282470 0.282724 0.5 -9.0 1.70 DCD3-3-02 0.001996 0.282536 0.000014 0.282532 0.282726 0.5 -6.9 1.56 DCD3-3-03 0.002657 0.282513 0.000014 0.282508 0.282724 0.5 -7.7 1.61 DCD3-3-04 0.002429 0.282523 0.000014 0.282519 0.282725 0.5 -7.3 1.59 DCD3-3-05 0.002871 0.282530 0.000013 0.282525 0.282725 0.5 -7.1 1.58 DCD3-3-06 0.003341 0.282518 0.000016 0.282512 0.282724 0.6 -7.5 1.60 DCD5-1-01 0.003314 0.282479 0.000016 0.282473 0.282725 0.6 -8.9 1.69 DCD5-1-12 0.002641 0.282508 0.000014 0.282503 0.282724 0.5 -7.8 1.62 DCD5-1-03 0.001553 0.282503 0.000014 0.282500 0.282724 0.5 -7.9 1.63 DCD5-1-04 0.003899 0.282420 0.000013 0.282413 0.282726 0.5 -11.1 1.82 DCD5-1-05 0.002860 0.282494 0.000012 0.282489 0.282726 0.4 -8.4 1.66 DCD5-1-06 0.002852 0.282525 0.000012 0.282519 0.282725 0.4 -7.3 1.59 DCD5-1-07 0.003321 0.282485 0.000013 0.282480 0.282727 0.5 -8.7 1.68 大陈岛花岗岩的εHf(t)值均为负值，变化范围为-11.1~-6.7，具体表现为DCD1-1的εHf(t)值变化于-6.7~-8.7之间, DCD3-3的εHf(t)值变化于-6.9~-9.0之间，而DCD5-1的εHf(t)值变化于-7.3~-11.1之间，每个样品的εHf(t)值变化幅度在2~4个ε单位之间(表 4)。且其均落在华夏地块元古宙基底之上(图 5)，它们的二阶段模式年龄(TDM2)为1.55~1.82 Ga，比华夏基底变质岩[36]模式年龄年轻，暗示在成岩过程中可能有新生地壳组分的参与。
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浙闽地区晚中生代火成岩，尤其是花岗岩的εNd (t)和εHf (t)值大多落在华南元古宙基底演化域内，说明浙闽地区下地壳组成差异和晚中生代岩浆产物的复杂性。在此时期浙闽沿海地区花岗岩的εHf(t)值变化范围较大，变化幅度可达20多个ε单位，大陈岛钾长花岗岩εHf (t)值处于浙江和福建重叠的区域，高于华夏地块基底的演化线约4个ε单位(图 5)。
5. 讨论
5.1 大陈岛花岗岩类型
大陈岛花岗岩SiO2含量高(平均值为77.10%)，Al2O3含量较低(12.50%~12.87%)，K2O+Na2O含量较高(8.56%~8.87%)，A/CNK在1.05左右，属于弱过铝质；TFeO/MgO值较高(平均值16.0)，AKI值(0.91~0.96)接近东部沿海区域铝质A型花岗岩的平均值，这与浙闽沿海地区同一时期的太姥山[5]、魁岐[25]、瑶坑[33]、外北山[34]及青田[42]A型花岗岩体的地球化学特征基本一致。在以Ga/Al×10000为基础的多组A型花岗岩判别图解上，大陈岛花岗岩处于I、S和A型花岗岩的分界线附近(图 6)。除石狮花岗岩体[46]外，与同时代太姥山、金刚山、乌山[5]等铝质A型花岗岩相比，大陈岛花岗岩的Zr含量低(250×10-6)，Zr+Nb+Ce+Y总量小于350×10-6，推测其经历了较强的结晶分异作用[45]，由富Ga、Zr、Y等高场强元素的矿物，如锆石、褐帘石等矿物结晶导致的[34, 44]。
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此外，与普陀山过碱性A型花岗岩体[24]中出现钠铁闪石、霓石-霓辉石等碱性铁镁矿物不同，大陈岛花岗岩中未发现类似碱性暗色矿物，这体现出浙闽晚中生代岩浆岩带中A型花岗岩体的复杂性。据Watson等[28]实验所得出的锆石溶解度、温度与熔体成分之间的函数关系式：TZr(℃)=[12900/(ln DZr(496000/熔体)+0.85M+2.96)]-273.15，计算得出大陈岛花岗岩的结晶温度为761~783℃，低于东南沿海地区碱性A型花岗岩的平均温度(883℃)[34]，并非典型A型高温花岗岩，但是接近铝质A型花岗岩(781℃)[46-50]。
与浙闽晚中生代酸性岩浆岩带的其他同时代花岗岩岩体相比，瑶坑岩体[33]和外北山岩体[34]属于A1型(图 7)，可能与两岩体紧邻深大断裂有关，源区构造伸展程度明显强于其他岩体，表现出A1型花岗岩的特征。外北山岩体则是由于岩浆分离结晶时受到富F流体的交代，使其演化形成铝质A1型花岗岩。太姥山[5]、魁岐[25]、青田[42]等岩体则落入A2区域，表现为后碰撞的构造环境。而大陈岛花岗岩落于界线之上，表现出A1和A2的过渡状态特征(图 7)。一般来说，A1型花岗岩的岩浆有较多地幔物质的参与，如瑶坑岩体幔源物质占70%[33]；A2型花岗岩则是在碰撞后的背景下形成的壳源花岗岩，无幔源物质的参与。Azer[44]指出，岩浆源区混入一定比例的地幔物质能够导致同一构造背景的A型花岗岩显示出A1与A2亚型共存的现象。因此，认为大陈岛花岗岩岩浆源区主要为壳源物质，幔源物质卷入量低于瑶坑岩体[33]，这与距离长乐-南澳断裂活动带较远有关。从而使其在A1-A2判别图中表现出兼具两类构造环境的特征，这揭示了浙闽沿海晚中生代A型花岗岩成因的复杂性，以及主要断裂对壳幔相互作用的控制。
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此外，大陈岛A型花岗岩富铁趋势较明显(表 1)，负Eu异常，稀土元素配分图呈右倾(图 4-a)，轻重稀土元素分馏明显，相对贫Nb、Ba而富集Rb、Th、U等，这些特征也与浙闽沿海区域内青田[42]、太姥山[5]等铝质A型花岗岩体相似。结合华南在100 Ma前后伸展背景下出现辉长岩-正长岩-A型花岗岩-橄榄安粗质岩石和双峰式火山岩岩石组合[21]，笔者认为，大陈岛花岗岩记录了这次伸展作用，岩石类型上属于A型花岗岩，但是华南晚中生代A1与A2的过渡类型，是较特殊的一类岩石，反映出华南晚中生代岩浆作用的复杂性。
5.2 源区特征
大陈岛花岗岩属于铝质A型花岗岩，不过这类岩石的源区特征还存在争议，其源区可以多样化，形成过程可与地幔组分和壳幔作用有关[47-52]。大陈岛有基性岩脉侵入花岗岩体中，未发现有大面积同期基性岩出露，即这些花岗岩并非由地幔玄武质岩浆演化而来。
从大陈岛花岗岩的微量元素看，其La/Nb值为1.5~2.6，La/Ta值为21~43，且Nb/U值为3.0~5.2，明显低于下地壳的估算值(Nb/U≈25)[53]，大部分略低于上地壳的平均值(Nb/U≈4.5)[53]，且未发现与之伴生的同期大规模基性岩出露，表明大陈岛花岗岩主体为壳源岩浆岩，但并非纯粹起源于古老的地壳物质，可能存在经过俯冲板片改造的岩石圈地幔物质加入，较低的Ta/U值(0.18~0.34)也证实了这一点。同时，大陈岛花岗岩与瑶坑岩体[33]的Y/Nb值偏低(Y/Nb＜1.2)、Nb/Ta值偏高(14.1~16.3)，与普陀山[24]、魁岐[25]、青田[42]及其他A型花岗岩体存在差异，反映出大陈岛花岗岩质岩浆的演化规律与瑶坑[33]相似，源区存在地幔物质的加入，但是幔源物质加入的比例比瑶坑岩体[33]低。
从大陈岛花岗岩的Hf-Nd同位素组成可看出，3个花岗岩样品的εHf(t)平均值分别为为-7.8、-7.6和-8.6，对应的TDM, 2年龄均值区间为1.61~1.67 Ga，高于华夏下地壳基底演化线，与浙闽沿海晚中生代火成岩演化趋势一致(图 5)，表明大陈岛花岗岩起源于元古代古老地壳物质的部分熔融。而εNd(t)值为-7.07~-6.93，对应的模式年龄TDM2为1.46~1.47 Ga，较Hf同位素模式年龄年轻，Hf、Nd同位素的解耦现象暗示幔源物质更多的影响全岩Nd同位素。
区域内同时代的其他A型花岗表现出明显不同的Hf-Nd同位素组成：魁岐岩体εHf(t)=1.2~1.4[25]，上营和诏安岩体εHf(t)与εNd(t)分别为-0.2~5.1和-3.0~-0.4[54]，鸡山和笔架山岩体εHf(t)与εNd(t)分别为-3.0~1.4和-5.5~-4.0[9]，很可能说明其源区受到了较多但程度不同的幔源组分的影响；而大陈岛花岗岩体Nd-Hf同位素组成与外北山岩体(εHf(t)= -12.9~-8.0)[34]，普陀山岩体(εHf(t)= -9.8~-3.1和εNd(t)= -7.3~-6.7)[24]，雁荡山花岗岩体(εHf(t)= -6.76~-5.69和εNd(t)= -6.87~-5.99)[23]相似。Nd同位素组成不受岩浆分异演化的影响，东南沿海的燕山晚期花岗岩多具较高的εNd(t)值及相对年轻的Nd模式年龄，反映源区中有一定的新生地壳组分加入[34]。
东南沿海地区晚中生代壳幔相互作用已得到广泛的关注，并取得一定认识[19, 55-59]。幔源岩浆可以作为诱导地壳部分熔融的热源，也可以不同程度地与地壳发生混合并参与岩浆的形成和演化过程。这一时期的岩浆活动均受古太平洋板块俯冲过程的控制。Qiu[60]利用华南上地壳和亏损地幔作为混合单元，计算出整个浙闽沿海区域内A型花岗岩成岩过程中幔源物质的卷入比例(27.3%~61.1%)。本文选择亏损地幔(DM)和华南上地壳平均值(UC)作为端元的混合模型[41, 60]作为参照(图 8-a)。估算大陈岛花岗岩中壳幔组分的比例，计算结果显示本区域内同时代的花岗岩体中幔源物质比例基本在20%~70%之间，大陈岛花岗岩落入混合模型线附近，其幔源物质比例在35%左右，明显低于瑶坑岩体(70%)，与浙江的青田岩体、舟山岩体和福建的鸡山岩体相似。
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同时，瑶坑、魁岐、石狮、长泰及鸡山岩体处于政和-大埔、温州-镇海、长乐-南澳等NE向断裂带附近，岩体分布与断裂方向一致，显示出Isr偏小，εNd(t)值偏正的同位素特征[60-61]。尤其是瑶坑岩体，紧邻长乐-南澳断裂带，处于多组断裂交会处，其Nd同位素组成也明显区别于其他岩体，说明幔源岩浆贡献较大，在其成岩过程中起到了重要作用。此外，魁岐、石狮等花岗岩体还伴有较大规模的同时期基性岩体出露，也可佐证上述推论。而大陈岛、青田及普陀山岩体相对于瑶坑和魁岐等花岗岩体来说，距离东南沿海地区的主要断裂位置(长乐-南澳断裂)较远或断裂切割深度较浅，Isr偏小，εNd(t)值略高于基底演化线(图 8-b)，其幔源组分加入的比例较少。晚中生代东南沿海地区的A型花岗岩与地幔物质不同程度的混合受控于构造断裂的活动，从而形成不同的岩浆演化过程。
在晚中生代伸展构造背景下，浙闽沿海晚中生代的岩浆活动主要受控于长乐-南澳断裂带，断裂切割深度的变化可能直接影响花岗岩的岩浆源区性质，伸展规模的不同也会使断裂切割的深度不同，导致源区加入幔源组分的量也有较大的差异[62-64]，这最终在Nd-Hf同位素组成上体现出来。因此，笔者认为浙东南及邻区燕山晚期A型花岗岩的形成与古太平洋板块俯冲消减过程中岩石圈减薄引起的伸展作用有关。在古太平洋板块俯冲的构造体制下，伴随有深大断裂的再活化作用，大陈岛地区在伸展构造环境下，地幔物质底侵使浙东南古老基底在减压和热源的双重作用下发生部分熔融，由于大陈岛地区远离长乐-南澳断裂，仅有少量地幔组分加入岩浆源区，形成富硅富碱、具有明显的负Eu异常、高度分异演化的酸性岩浆，最终形成大陈岛A型花岗岩。
6. 结论
(1) 大陈岛地区花岗岩锆石U-Pb年龄为95.9±1.8 Ma，属于晚白垩世早期岩浆活动产物，其时代与浙闽沿海地区晚中生代形成的酸性岩浆带岩相一致。
(2) 大陈岛地区花岗岩具有高硅、高碱、低钙、高Nb/Ta值、富集大离子亲石元素，Ga/Al值、Zr等地球化学特征及全岩锆石饱和温度均显示出A型花岗岩特征。
(3) 大陈岛钾长花岗岩的年代学、元素地球化学特征和Sr-Nd-Hf同位素组成表明，在太平洋板块俯冲背景引起的伸展背景下，大陈岛花岗岩起源于浙闽一带下地壳发生部分熔融；随后在上升侵位过程中，由于长乐-南澳断裂再活化，造成岩石圈地幔发生熔融，幔源岩浆的少量(约35%)混入至花岗质岩浆中，混合的岩浆逐步冷却形成大陈岛花岗岩。大陈岛岩浆过程与浙闽沿海其他花岗岩共同记录了晚白垩世早期(约100 Ma)的伸展背景。
致谢: 野外工作得到台州市自然资源和规划局椒江分局和大陈岛开发建设管理委员会的支持和帮助，LA-ICP-MS测年分析得到浙江大学地球科学学院郝艳涛副教授的支持和帮助，审稿专家认真审阅了本文并提出了很多建设性意见，在此一并表示感谢。 -
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图 1 浙江省地质略图[23](a)和大陈岛地区地质简图及采样位置(b)
Figure 1. Geological sketch map of Zhejiang Province(a)and geological map of the Dachen Island area and sampling locations(b)
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图版Ⅰ
a.下大陈岛花岗岩体野外露头；b.下大陈岛水库附近花岗岩与熔结凝灰岩接触带；c、d.下大陈岛花岗岩偏光显微镜(正交)镜下特征。Qtz—石英; Kf—钾长石; Bt—黑云母
图版Ⅰ.
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图 2 大陈岛钾长花岗岩代表性锆石阴极发光(CL)图像(a)及锆石U-Pb同位素年龄图(b、c、d)
(a实线圆圈为U-Pb定年点位，虚线圆圈为Hf同位素点位)
Figure 2. Representative zircon CL images(a) and plots of zircon U-Pb isotopic age in the Dachen Island K-feldspar granite
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图 4 大陈岛花岗岩稀土元素球粒陨石配分型式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图[32](b)
Figure 4. Chondrite-normalized REE distribution patterns(a) and primitive mantle-normalized trace elements spider diagrams of the Dachen Island granite(b)
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表 1 大陈岛花岗岩锆石U-Th-Pb同位素测年结果
Table 1 Zircon U-Th-Pb isotopic dating results of the Dachen Island granites
分析点号 Th U Th/U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 208Pb/232Th 207Pb/235U 206Pb/238U 208Pb/232Th 含量/10-6 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ 年龄/Ma 1σ 年龄/Ma 1σ 年龄/Ma 1σ DCD1-1-01 363 273 1.33 0.0001 0.0000 0.098 0.197 0.015 0.0017 0.0000 0.0001 98.1 5.1 93.6 1.5 94.8 1.9 DCD1-1-02 322 167 1.93 0.0502 0.0027 0.101 0.006 0.015 0.0003 0.0047 0.0001 99.5 5.9 98.7 1.7 104.4 2.5 DCD1-1-03 105 127 0.83 0.0479 0.0031 0.100 0.005 0.016 0.0003 0.0058 0.0002 99.2 5.5 98.2 1.9 94.0 2.1 DCD1-1-04 328 155 2.12 0.0486 0.0031 0.103 0.006 0.015 0.0003 0.0052 0.0001 92.6 3.0 96.9 1.3 94.5 1.5 DCD1-1-05 238 136 1.76 0.0505 0.0033 0.103 0.006 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 98.1 4.3 94.3 1.2 96.7 2.2 DCD1-1-06 894 336 2.66 0.0458 0.0015 0.096 0.003 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 95.1 3.0 97.1 1.1 95.5 1.6 DCD1-1-07 270 226 1.19 0.0506 0.0024 0.101 0.005 0.015 0.0002 0.0048 0.0001 97.2 4.0 94.6 1.6 95.4 2.0 DCD1-1-08 1240 469 2.64 0.0469 0.0015 0.098 0.003 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 99.0 4.9 101.2 1.9 97.9 2.4 DCD1-1-09 373 215 1.74 0.0504 0.0023 0.100 0.004 0.015 0.0003 0.0047 0.0001 92.6 5.5 96.6 2.1 99.3 2.7 DCD1-1-10 243 119 2.03 0.0480 0.0028 0.102 0.005 0.016 0.0002 0.0049 0.0001 97.0 4.7 98.4 1.6 101.4 2.5 DCD1-1-11 202 124 1.63 0.0469 0.0030 0.096 0.006 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 99.7 5.3 94.0 1.6 96.0 2.5 DCD1-1-12 277 174 1.59 0.0478 0.0025 0.100 0.005 0.015 0.0002 0.0050 0.0001 99.9 4.7 92.8 1.5 93.8 2.1 DCD1-1-13 224 196 1.15 0.0515 0.0029 0.103 0.006 0.015 0.0003 0.0048 0.0001 92.7 4.7 92.7 1.6 96.9 2.7 DCD1-1-14 228 165 1.38 0.0529 0.0029 0.103 0.005 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 93.8 6.1 92.6 1.6 88.5 2.0 DCD1-1-15 319 194 1.64 0.0473 0.0027 0.096 0.005 0.014 0.0003 0.0048 0.0001 97.2 5.4 94.9 1.9 96.5 2.6 DCD1-1-16 388 175 2.22 0.0491 0.0034 0.097 0.007 0.014 0.0002 0.0044 0.0001 97.6 5.8 95.3 1.8 97.8 2.4 DCD1-1-17 354 196 1.80 0.0518 0.0034 0.101 0.006 0.015 0.0003 0.0048 0.0001 101.1 6.4 101.7 2.2 104.3 3.3 DCD1-1-18 560 275 2.04 0.0499 0.0033 0.101 0.006 0.015 0.0004 0.0049 0.0001 98.4 5.4 94.1 1.8 96.0 2.2 DCD1-1-19 300 182 1.65 0.0502 0.0034 0.105 0.007 0.016 0.0002 0.0052 0.0002 98.1 4.1 99.5 1.7 98.2 2.1 DCD1-1-20 878 334 2.63 0.0485 0.0023 0.101 0.004 0.016 0.0003 0.0049 0.0001 99.5 5.4 98.4 1.7 103.8 2.7 DCD3-3-01 300 160 1.88 0.0501 0.0032 0.098 0.006 0.014 0.0002 0.0047 0.0001 95.3 5.5 91.5 1.5 95.5 2.6 DCD3-3-02 791 281 2.82 0.0464 0.0022 0.094 0.004 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 91.6 4.2 95.3 1.3 97.9 1.8 DCD3-3-03 535 227 2.36 0.0478 0.0023 0.097 0.004 0.015 0.0002 0.0050 0.0001 94.4 3.9 96.6 1.4 100.8 1.8 DCD3-3-04 409 222 1.84 0.0473 0.0022 0.101 0.005 0.016 0.0003 0.0049 0.0001 97.7 4.3 100.2 1.9 98.8 2.1 DCD3-3-05 386 203 1.90 0.0489 0.0024 0.101 0.005 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 97.8 4.6 96.7 1.4 98.2 2.1 DCD3-3-06 236 210 1.12 0.0508 0.0032 0.099 0.006 0.015 0.0003 0.0045 0.0001 95.4 5.1 94.1 1.7 90.3 2.6 DCD3-3-07 989 312 3.17 0.0493 0.0020 0.101 0.004 0.015 0.0002 0.0047 0.0001 97.4 3.8 95.6 1.4 94.9 1.6 DCD3-3-08 269 112 2.41 0.0486 0.0035 0.103 0.007 0.016 0.0003 0.0046 0.0001 99.6 6.6 99.8 1.9 92.4 2.4 DCD3-3-09 935 290 3.23 0.0486 0.0024 0.102 0.005 0.015 0.0002 0.0048 0.0001 98.5 4.3 97.8 1.5 95.9 1.7 DCD5-1-01 300 345 0.87 0.0516 0.0024 0.099 0.004 0.014 0.0003 0.0046 0.0001 96.2 3.7 92.2 1.8 91.9 2.0 DCD5-1-02 389 200 1.94 0.0511 0.0033 0.102 0.006 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 98.2 5.5 94.0 1.5 98.2 2.6 DCD5-1-03 524 316 1.66 0.0499 0.0020 0.102 0.004 0.015 0.0002 0.0052 0.0002 98.4 3.4 96.0 1.4 105.5 4.8 DCD5-1-04 358 396 0.90 0.0491 0.0019 0.099 0.003 0.015 0.0002 0.0050 0.0001 96.0 3.1 93.7 1.2 100.4 2.3 DCD5-1-05 251 214 1.17 0.0488 0.0026 0.103 0.005 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 99.8 4.9 97.1 1.6 99.2 2.4 DCD5-1-06 267 160 1.67 0.0493 0.0034 0.104 0.006 0.016 0.0002 0.0049 0.0003 100.8 5.9 99.6 2.2 98.3 6.4 DCD5-1-07 839 313 2.68 0.0476 0.0020 0.098 0.004 0.015 0.0003 0.0046 0.0001 95.2 3.8 96.6 1.4 93.2 1.8 DCD5-1-08 321 176 1.82 0.0527 0.0036 0.108 0.007 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 104.3 6.5 96.4 1.7 99.3 2.8 DCD5-1-09 584 288 2.03 0.0518 0.0022 0.104 0.004 0.015 0.0002 0.0046 0.0001 100.4 3.9 94.6 1.5 92.7 1.8 DCD5-1-10 660 489 1.35 0.0505 0.0020 0.101 0.004 0.015 0.0004 0.0046 0.0001 98.0 3.5 94.6 1.3 93.1 2.2 DCD5-1-11 150 86 1.75 0.0521 0.0043 0.106 0.008 0.016 0.0002 0.0049 0.0002 101.9 7.0 99.3 2.4 98.3 3.3 DCD5-1-12 387 178 2.17 0.0505 0.0026 0.100 0.005 0.015 0.0003 0.0049 0.0001 96.7 4.5 94.2 1.7 97.9 2.1 DCD5-1-13 186 228 0.82 0.0499 0.0027 0.098 0.005 0.015 0.0003 0.0046 0.0001 94.9 4.6 93.5 1.3 93.6 2.8 DCD5-1-14 606 393 1.54 0.0484 0.0024 0.102 0.004 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 98.4 3.9 96.7 1.5 99.7 2.0 DCD5-1-15 442 189 2.34 0.0489 0.0038 0.103 0.007 0.015 0.0002 0.0049 0.0001 99.8 6.9 98.3 2.0 98.3 2.4 DCD5-1-16 745 342 2.18 0.0494 0.0022 0.097 0.004 0.014 0.0003 0.0048 0.0001 94.3 4.0 92.6 1.4 96.1 1.7 DCD5-1-17 259 189 1.37 0.0488 0.0031 0.104 0.007 0.016 0.0003 0.0047 0.0002 100.1 6.1 101.1 2.1 95.5 3.5 DCD5-1-18 711 226 3.15 0.0483 0.0024 0.097 0.005 0.015 0.0002 0.0045 0.0001 94.2 4.7 93.6 1.5 91.5 1.8 DCD5-1-19 326 159 2.05 0.0485 0.0031 0.100 0.006 0.015 0.0003 0.0051 0.0001 96.5 5.5 96.6 1.7 102.3 2.7 
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表 2 大陈岛花岗岩主量和微量元素分析结果
Table 2 Major and trace element compositions of the Dachen Island granites
样品号 DCD1-1 DCD1-2 DCD1-3 DCD3-1 DCD3-2 DCD3-3 DCD3-4 DCD5-1 岩性 细粒钾长花岗岩 细粒钾长花岗岩 细粒黑云母钾长花岗岩 细粒黑云母花岗岩 细粒黑云母花岗岩 细粒黑云母花岗岩 细粒黑云母花岗岩 中粒黑云母钾长花岗岩 SiO2 76.81 77.33 76.61 77.30 77.13 77.33 77.15 77.61 TiO2 0.15 0.13 0.14 0.13 0.13 0.13 0.15 0.11 Al2O3 12.65 12.50 12.69 12.70 12.66 12.78 12.87 12.50 Fe2O3T 1.43 1.11 1.17 0.96 1.15 1.01 1.00 0.91 MgO 0.13 0.12 0.13 0.07 0.08 0.04 0.10 0.05 MnO 0.04 0.04 0.06 0.03 0.05 0.02 0.02 0.03 CaO 0.17 0.19 0.27 0.15 0.16 0.11 0.11 0.16 Na2O 4.28 4.12 4.54 4.25 4.28 4.28 4.27 4.21 K2O 4.33 4.44 4.33 4.41 4.35 4.29 4.31 4.42 P2O5 0.01 0.01 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 烧失量 0.35 0.31 0.26 0.35 0.31 0.4 0.38 0.01 总计 100.4 100.3 100.3 100.4 100.3 100.4 100.4 100.2 La 27.8 19.2 22.3 19.9 22.3 18.8 26.6 13.6 Ce 57.6 38.8 44.6 39.3 44.8 36.6 52.4 31.1 Pr 5.92 4.23 5.09 4.37 4.77 3.98 5.84 3.62 Nd 20.2 15.5 17.4 15.6 18.3 14.3 20.3 12.8 Sm 3.81 3.29 3.57 3.38 4.07 3.02 4.27 2.89 Eu 0.45 0.35 0.41 0.35 0.43 0.33 0.47 0.31 Gd 3.03 2.98 3.01 3.01 3.64 2.64 3.66 2.74 Tb 0.51 0.56 0.55 0.55 0.65 0.48 0.65 0.52 Dy 3.19 3.58 3.52 3.50 4.09 3.03 4.06 3.50 Ho 0.69 0.81 0.76 0.78 0.89 0.68 0.88 0.77 Er 2.03 2.38 2.23 2.32 2.66 1.99 2.64 2.47 Tm 0.32 0.38 0.36 0.38 0.43 0.33 0.43 0.37 Yb 2.29 2.72 2.51 2.67 2.94 2.38 2.91 2.76 Lu 0.39 0.45 0.43 0.43 0.49 0.39 0.47 0.45 Y 12.2 15.1 14.0 9.7 11.6 8.9 13.8 24.5 Ga 18.6 18.7 18.3 18.8 18.2 17.8 18.7 18.0 Rb 115 131 127 146 156 134 142 130 Ba 668 541 620 520 507 587 610 449 Th 11.7 11.3 11.3 11.3 11.9 11.1 11.4 11.6 U 2.89 3.63 3.35 2.74 3.94 2.67 3.37 3.66 Nb 12.0 13.0 13.2 14.3 15.1 11.6 10.1 13.4 Ta 0.76 0.86 0.83 0.94 0.98 0.74 0.62 0.95 Pb 27.0 23.1 26.9 25.5 24.6 24.4 30.2 24.7 Sr 34.2 28.3 44.9 39.1 32.0 46.4 32.9 28.7 Zr 141 116 118 118 119 127 135 109 Hf 4.5 4.1 4.0 4.2 4.4 4.3 4.6 3.7 Cs 0.96 0.89 0.86 1.51 1.67 1.13 1.25 1.00 ΣREE 128.2 95.2 106.5 96.5 110.5 89.0 125.6 78.0 LREE/HREE 5.9 7.0 6.1 6.0 6.5 7.0 7.5 4.7 A/CNK 1.05 1.05 1.00 1.05 1.05 1.07 1.08 1.04 A/NK 1.08 1.08 1.04 1.08 1.08 1.09 1.10 1.07 (La/Yb)N 8.71 5.06 6.37 5.35 5.44 5.67 6.56 3.53 (Gd/Yb)N 1.09 0.91 0.99 0.93 1.02 0.92 1.04 0.82 σ 2.19 2.14 2.34 2.18 2.18 2.14 2.16 2.15 DI 96.0 96.4 96.4 96.9 96.5 96.8 96.6 96.5 δEu 0.39 0.34 0.37 0.33 0.33 0.35 0.35 0.33 TFeO/MgO 12.74 10.69 10.41 15.83 16.62 29.16 11.55 21.00 TZr/℃ 783 767 764 768 769 775 781 761 注：主量元素含量单位为%，微量元素含量单位为10-6；σ＝(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)；DI为分异指数；TZr据参考文献[28]方法计算出的锆石饱和温度
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表 3 大陈岛花岗岩Sr-Nd同位素组成
Table 3 Sr-Nd isotopic compositions of the Dachen Island granite
样品号 DCD1-1 DCD1-3 (1) DCD1-3 (2) DCD3-3 (1) DCD3-3 (2) Rb/10-6 - 127 127 134 134 Sr/10-6 - 44.9 44.9 46.4 46.4 87Rb/86Sr - 8.165592 8.165592 8.368284 8.368284 87Sr/86Sr - 0.720367 0.720339 0.720750 0.720776 Isr - 0.709205 0.709177 0.709323 0.709350 Sm/10-6 3.81 3.57 3.57 3.02 3.02 Nd/10-6 20.2 17.4 17.4 14.3 14.3 147Sm/144Nd 0.113971 0.123976 0.123976 0.127612 0.127612 143Nd/144Nd 0.512230 0.512230 0.512237 0.512237 0.512239 εNd(t) -6.95 -7.07 -6.93 -6.98 -6.94 T2DM/Ga 1.46 1.47 1.46 1.47 1.46
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表 4 大陈岛花岗岩代表性样品锆石原位Hf同位素组成
Table 4 In-situ Hf isotopic composition of zircons from representative samples of the Dachen Island granite
测点号 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 1σ (176Hf/177Hf)i (176Hf/177Hf)CHUR 1σ εHf(t) TDM2/Ga DCD1-1-01 0.002780 0.282491 0.000012 0.282486 0.282725 0.4 -8.5 1.66 DCD1-1-02 0.003224 0.282485 0.000012 0.282479 0.282726 0.4 -8.7 1.68 DCD1-1-03 0.001982 0.282541 0.000014 0.282538 0.282726 0.5 -6.7 1.55 DCD1-1-04 0.002393 0.282513 0.000013 0.282508 0.282724 0.5 -7.6 1.61 DCD1-1-05 0.002570 0.282530 0.000010 0.282526 0.282726 0.4 -7.1 1.57 DCD1-1-06 0.002917 0.282501 0.000012 0.282496 0.282724 0.4 -8.1 1.64 DCD1-1-07 0.002218 0.282509 0.000012 0.282505 0.282726 0.4 -7.8 1.62 DCD3-3-01 0.003155 0.282476 0.000014 0.282470 0.282724 0.5 -9.0 1.70 DCD3-3-02 0.001996 0.282536 0.000014 0.282532 0.282726 0.5 -6.9 1.56 DCD3-3-03 0.002657 0.282513 0.000014 0.282508 0.282724 0.5 -7.7 1.61 DCD3-3-04 0.002429 0.282523 0.000014 0.282519 0.282725 0.5 -7.3 1.59 DCD3-3-05 0.002871 0.282530 0.000013 0.282525 0.282725 0.5 -7.1 1.58 DCD3-3-06 0.003341 0.282518 0.000016 0.282512 0.282724 0.6 -7.5 1.60 DCD5-1-01 0.003314 0.282479 0.000016 0.282473 0.282725 0.6 -8.9 1.69 DCD5-1-12 0.002641 0.282508 0.000014 0.282503 0.282724 0.5 -7.8 1.62 DCD5-1-03 0.001553 0.282503 0.000014 0.282500 0.282724 0.5 -7.9 1.63 DCD5-1-04 0.003899 0.282420 0.000013 0.282413 0.282726 0.5 -11.1 1.82 DCD5-1-05 0.002860 0.282494 0.000012 0.282489 0.282726 0.4 -8.4 1.66 DCD5-1-06 0.002852 0.282525 0.000012 0.282519 0.282725 0.4 -7.3 1.59 DCD5-1-07 0.003321 0.282485 0.000013 0.282480 0.282727 0.5 -8.7 1.68
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