大同—集宁一带太古宙构造岩浆岩带

如前所述，该岩浆岩带1∶20万大同市幅将其与北侧的大同-阳高新太古代构造岩浆岩带皆将地层处理，统称为葛胡窑组，本次工作认为，从地质产状、组成岩性来看，其具有变质深成岩的典型特征，因其与北部的大同-阳高新太古代构造岩浆岩带在物质组成上、变质变形特征上存在明显的差异，故应归属于不同的岩浆岩带，李永刚（1995）、翟明国等（1996）将其称作桑干钾质花岗岩带，郭敬辉（1996）将其称作桑干构造带，本次工作也认为《中国地层典》所称的“桑干杂岩”实际上包括了不同性质的变质深成岩类，可进一步划分为以葛胡窑片麻岩为主的“怀安杂岩”，可称作大同-阳高新太古代构造岩浆岩带和以上深井片麻岩为主的桑干杂岩，并且该带并非以钾质花岗岩为主，同位素年代学研究表明，带内变质深成岩形成于新太古代，从而将该带称作桑干新太古代构造岩浆岩带，包括上深井片麻岩、柳子堡片麻岩和于家窑片麻岩3个填图单位，三者密切共生（图3-104～图3-108）。在该构造岩浆岩带内含有大量透镜状产出的高压麻粒岩（翟明国，1992；郭敬辉，1993，1998，2000，2001；胡世玲，1999）。

桑干新太古代构造岩浆岩带呈北东向展布于研究区的东南部的巨乐堡—大白登乡一线以南，向东延伸出图，并在邻区为主体分布部分，展布方向转为呈近东西向。

图3-104　桑干构造岩浆岩带变质深成岩TAS图解

[资料来源：Earth-Science Reviews，vol.37，（1994）：215-224]Ir.Irvine分界线，上方为碱性，下方为亚碱性。1.橄榄辉长岩；2a.碱性辉长岩；8.二长辉长岩；9.二长闪长岩；14.副长石二长闪长岩；15.副长石二长正长岩

图3-105　桑干构造岩浆岩带变质

深成岩K2O-SiO2图解

图3-106　桑干构造岩浆岩带变质

深成岩An-Ab-Or图解（据奥康诺，1965）

图3-107　桑干构造岩浆岩带变质

深成岩Q-Ab-Or图解
Td.奥长花岗演化趋势；CA.钙碱岩演化趋势

图3-108　桑干构造岩浆岩带变质深成岩K-Na-Ca图

Td.奥长花岗演化趋势；CA.钙碱岩演化趋势

（一）上深井片麻岩（Ar3Sgn）

1.地质特征

上深井片麻岩是本次调查新发现的地质体，主要出露于大同县北东-阳高县南东及阳原县北的基岩山区。前人将其作为地层对待，统称为葛胡窑组。本次工作发现其岩性组成以黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩为主，在野外宏观上该套片麻岩具有非常一致的地质特征，常可见球状风化，总体上表现为典型的侵入体外貌（图3-109），并常含大量变质基性岩包体或围岩（葛胡窑片麻岩）捕虏体（图3-110a），从而表明其原岩为变质深成岩类。但从该套片麻岩的组成岩性上来看，其与葛胡窑片麻岩的主体岩性明显不同，在变质程度上二者也有明显的区别，其变质程度为高角闪岩相，而葛胡窑片麻岩变质程度达麻粒岩相。在该套片麻岩常可见到葛胡窑片麻岩的捕虏体，捕虏体大小不一，呈不规则椭圆状、透镜状，个别呈巨大的岩块状出现等。鉴于上述原因，该套片麻岩有必要建立单独的填图单位，其在大同县上深井一带较典型，故命名为上深井片麻岩。

图3-109　上深井片麻岩宏观特征（a）及岩性特征（b）

上深井片麻岩主要分布于大同县周士庄镇—阳高县大白登乡一线以南地区，以规模巨大的岩基状产出，但出露不完整，其四周多被新生代黄土掩盖，研究区内虽未见其与葛胡窑片麻岩的接触关系，但东部邻区山西省天镇县大庄科—台家坪东一带可见到该套片麻岩与葛胡窑片麻岩呈侵入接触关系，二者接触界线处发育有混杂岩带，宽约数十米。

在该片麻岩中多见暗色包体（图3-110b），包体大小不等，一般为0.5～1m，个别呈巨大的岩块，其形态多种多样，一般为透镜状、棱角状、条带状等，岩性复杂，以麻粒岩相的变质基性岩类为主，岩性多为斜长二辉麻粒岩、角闪斜长二辉麻粒岩、黑云紫苏斜长麻粒岩等，少量为具角闪岩相变质程度的斜长角闪岩、透辉斜长角闪岩等。部分为具“白眼圈”构造的高压麻粒岩（石榴二辉斜长麻粒岩），部分包体内部发育的定向构造与寄主岩石大角度斜交，说明二者经历了不同的变质变形历史。对于包体的类型，根据其变质变形程度、结构构造与寄主岩石的差别，认为大部分包体属于变质表壳岩捕虏体和残留体，此类包体的归属由于后期变质变形的强烈改造，大部分已无法辨别。

图3-110　上深井片麻岩中包体特征

a.上深井片麻岩中的细粒斜长二辉麻粒岩包体（大同县麦早）；b.棱角状斜长角闪岩捕虏体（二者片理斜交）

上深井片麻岩被于家窑片麻岩、布丁化变质基性岩（新太古代斜长角闪岩）（图3-111）及古元古代变质花岗岩类、中元古代辉绿岩及中新生代侵入岩侵入。

图3-111　侵入上深井片麻岩中布丁化的新太古代斜长角闪岩脉体群

2.岩石特征

上深井片麻岩岩性以灰白色、灰色黑云斜长片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩为主，另见少量含角闪黑云斜长片麻岩，岩石具中细粒鳞片粒状变晶结构、中细粒柱粒状变晶结构，总体上条带状构造、片麻状构造极为发育，仅局部具弱片麻状构造。其中条带可分为两种类型，较为常见的条带由灰白色钠质长英质矿物组成，宽一般为0.3～0.5mm，个别达1cm左右，其与基体呈渐变过渡关系，此类条带多为变质深熔条带，说明该套片麻岩经历了中深构造相的变质与变形改造。另一类为肉红色钾质条带，其与基体也呈渐变过渡关系，并常与肉红色花岗质脉体伴生，表明其成因为钾质混合岩化的结果。上深井片麻岩的矿物组成及含量为浅色矿物以斜长石（60%～78%）、石英（20%～25%）为主，暗色矿物以黑云母和角闪石为主，含量10%～25%。

3.副矿物特征

上深井片麻岩中的主要副矿物组合为磁铁矿+磷灰石+锆石+自然铅+黄铁矿。另外还见有石榴石+绿泥石+赤-褐铁矿等副矿物。其中磁铁矿一般含量（33.43～214）×10-6，锆石含量（2～11.27）×10-6，磷灰石含量（45.6～274.13）×10-6，赤-褐铁矿含量3190.5×10-6，其余矿物大部分数十粒或更低。

其中磁铁矿：粒径0.05～0.5mm，黑色，不规则棱角状，个别为八面体。金属光泽。

磷灰石：粒径0.05～0.45mm，淡黄色、无色，浑圆柱状及粒状颗粒，透明，玻璃光泽。

自然铅：粒径0.05～0.3mm，铅灰色，片状，半透明，金属光泽。

黄铁矿：粒径0.02～0.15mm，黄色，碎块颗粒及立方体，金属光泽。

其中锆石a×b×c为（0.03～0.25）mm×（0.03～0.25）mm×（0.05～0.4）mm，浅褐色、淡黄色，晶体细小均匀，晶棱、顶角浑圆状，极个别晶体晶面清晰。晶体为浑圆四方柱及四方双锥组成的聚形。晶体由四方柱（110）、（100）和四方双锥面（111）以及偏锥面（311）、（131）组成的聚形，多数半透明，少数透明、不透明，金刚光泽，晶体表面溶蚀坑呈细小麻点状，基本未见黑色包体，宽长比为1∶（1.2～2），个别1∶3。

4.岩石地球化学特征

上深井片麻岩主量元素含量见表3-35，CIPW标准矿物及有关参数见表3-36，微量元素含量见表3-37，稀土元素含量见表3-38。

1）主量元素

由表3-35可以看出，上深井片麻岩9件样品SiO2含量介于66.00%～68.50%之间，平均为66.85%，含量较高。Al2O3含量介于15.35%～18.45%之间，平均为16.13%。Na2O含量在3.32%～5.80%之间变化，平均为4.62%。K2O含量在1.26%～3.26%之间，平均为2.26%。K2O/Na2O为0.25～0.67，Na2O含量大于K2O，岩石以富钠为特征。CaO含量在1.72%～3.71%之间，平均为2.98%。MgO含量介于1.03%～2.38%之间，平均为1.68%。TiO2含量介于0.22%～0.7%之间，平均为0.46%。全铁（=FeO+0.899×Fe2O3）在1.56%～5.01%之间，平均为3.35%，较葛胡窑片麻岩含量偏低。其镁铁质元素Fe2O*3+MgO+Mn O+TiO2（Fe2O*3=total Fe expressed as Fe2O3）含量在3.38%～7.75%之间，平均为5.57%。Mg#[（Mg#=Mg/（Mg+Fe2+）]（原子数比）为0.50～0.80，普遍偏高，平均为0.67。采用侵入岩TAS图解（图3-104）对其岩石类型进行判别，投点主要落于花岗闪长岩区，1件样品落于石英二长岩区。里特曼指数（σ43）为1.29～3.52，多数样品小于3，为钙碱性岩。在图3-105上样品总体上显示为钙碱性系列。岩石以富Si、Na、Al，贫K、Mg、Ca、Ti为特征。上深井片麻岩A/CNK介于0.95～1.21之间，大部分样品大于1而小于1.1，为弱过铝质岩石；分异指数（DI）为70.82～83.71，分异程度中等。

CIPW标准矿物计算结果表明（表3-36），上深井片麻岩石英含量在14.64%～28.90%之间，平均为23.41%，标准矿物中刚玉含量在0～3.09%之间，平均为1.57%，紫苏辉石平均含量在6.23%左右，钙长石平均为13.27%，钠长石平均为37.98%，正长石平均为13.50%。选取标准矿物石英含量大于10%的样品采用奥康诺（1965）研究灰色片麻岩时提出的An-Ab-Or图解（图3-106）进行投点，上深井片麻岩投点落入英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩区。在图3-107上演化趋势不明显，在图3-108上显示具钙碱性岩演化趋势，并与低硅埃达克岩（张旗，2012）的投点位置相近。与太古宙典型TTG岩石组合相比富钠特征不明显。

表3-35　桑干构造岩浆岩带变质深成岩主量元素分析结果表（%）

续表3-35

注：序号1～9号为上深井片麻岩；10～17号为柳子堡片麻岩；18～27号为于家窑片麻岩；28～35号为柳子堡片麻岩中的暗色麻粒岩包体；36号样品为柳子堡片麻岩中的葛胡窑片麻岩捕虏体；37～43号为上深井片麻岩中的暗色包体；44～45号为于家窑片麻岩中的包体。

表3-36　桑干构造岩浆岩带变质深成岩岩石化学计算及有关参数（标准矿物含量为重量百分含量）

续表3-36

注：序号1～9号为上深井片麻岩；10～17号为柳子堡片麻岩；18～27号为于家窑片麻岩；28～36号为柳子堡片麻岩中的暗色麻粒岩包体；41～43号为上深井片麻岩中的暗色包体；44～45号为于家窑片麻岩中的包体。

表3-37　桑干构造岩浆岩带变质深成岩微量元素分析结果表（×10-6）

表3-38　桑干构造岩浆岩带变质深成岩稀土元素分析结果表（×10-6）

注：表3-37和表3-38中，序号1～7号为上深井片麻岩；8～11号为柳子堡片麻岩；12～16号为于家窑片麻岩；17～19号为柳子堡片麻岩中的包体；20号为于家窑片麻岩中的包体。

上深井片麻岩中的暗色包体其SiO2含量介于46.53%～52.66%之间，平均为51.17%，含量偏高。Al2O3含量介于6.10%～18.60%之间，平均为12.53%。Na2O含量在0.38%～4.34%之间变化，平均为2.13%。K2O含量在0.36%～1.65%之间，平均为0.88%，K2O/Na2O为0.18～2.55，平均为0.41，岩石总体以富钠为特征，个别K2O含量偏高可能与后期钾化有关。CaO含量在2.67%～12.36%之间，平均为8.58%，MgO含量介于2.64%～12.84%之间，平均为6.27%，TiO2含量介于0.18%～1.19%之间，平均为1.00%，Fe2O*3（全铁=FeO+0.899×Fe2O3）为8.05%～29.70%，平均为14.66%，CaO、MgO、TiO2、Fe2O*3含量较高。其镁铁质元素Fe2O*3+MgO+MnO+TiO2（Fe2O*3=total Fe expressed as Fe2O3）含量在14.27%～32.68%之间，平均为22.11%，含量极高，符合基性岩的特征。Mg#[（Mg#=Mg/（Mg+Fe2+）]（原子数比）为0.26～0.74，普遍偏高，平均为0.55，显示了分异地幔源岩的特征。采用侵入岩TAS图解（图3-104）对其岩石类型进行判别，3件样品落于亚碱性辉长岩区，3件样品落于辉长闪长岩区，1件样品落于二长闪长岩区。在图3-105上样品总体显示为钙碱性系列。

2）微量元素

上深井片麻岩微量元素中不相容元素略显富集，均是原始地幔的10倍到近百倍左右，而相容元素含量偏低，一般为原始地幔的数倍以下。按元素的晶体化学和地球化学性质划分的元素类型中亲石元素Ba、Sr、Zr元素丰度较高，过渡族元素中亲铁元素含量稍高。Sr/Ba值为0.91～1.11，K/Rb为387～532，符合太古宙TTG岩石组合的成分特征。

微量元素原始地幔标准化蛛网图显示配分形式右倾特征明显（图3-112），发育有Th、Nb、P、Ti槽和Ba、K等峰，曲线在不相容元素部分斜率较大，到相容元素一侧趋于平坦。

图3-112　上深井片麻岩微量元素原始地幔比值蛛网图

（原始地幔值据Sun & McDoungh，1995；图中样品号对应于表3-37中的序号）

3）稀土元素

上深井片麻岩7件样品稀土总量差别较大，可划分为两组：一组有2件样品偏低，其∑REE为（48.0～59.65）×10-6；另一组有5件样品总量偏高，其∑REE为（102.6～163.6）×10-6。LREE/HREE为13.64～19.50，轻、重稀土分馏中等偏高，（La/Sm）N为3.66～5.78，（Gd/Yb）N为2.72～3.96，轻稀土分馏程度较重稀土分馏程度略强。δEu为0.85～1.77，两件样品具弱的负铕异常，两件样品具较明显的正铕异常，其余样品铕异常不发育。La含量为（11.82～32.49）×10-6，平均含量为23.62×10-6，含量偏高，Yb含量为（0.30～1.11）×10-6，平均为0.71×10-6，Y含量为（3.70～17.00）×10-6，平均为9.61×10-6，其球粒陨石标准化配分图（图3-113）右倾特征明显。

图3-113　上深井片麻岩稀土元素球粒陨石标准化配分图

（标准化值均据Sun & McDonough，1989；图中样品号对应于表3-38中的序号）

上深井片麻岩在岩石化学特征上，SiO2平均含量为66.85%，Al2O3平均含量为16.13%，Na2O平均含量为4.62%。K2O平均含量为2.26%。K2O/Na2O为0.25～0.67，富Na特征明显，MgO平均含量为1.68%。微量元素方面，Y（平均含量为9.61×10-6）、Yb（平均含量为0.71×10-6）含量较低，Sr含量（平均为744×10-6）较高，均符合埃达克岩的定义，在图3-114上样品投点落于埃达克岩区。在张旗等（2012）的花岗岩Sr-Yb分类图上（图3-115）显示为埃达克型花岗岩。

图3-114　埃达克岩Sr/Y-Y判别图（据Defant et al.，2002）

A.MORB部分熔融曲线，残留物为流纹岩；B.结晶分离趋势（Ol+Pl+Cpx+Opx）

图3-115　花岗岩的Sr-Yb分类图

（据张旗，2012）

5.时代讨论

1）地质依据

如前所述，野外调查发现该片麻岩与葛胡窑片麻岩接触界线清楚，界面产状与两侧片麻理产状一致，为后期构造改造后平行化的结果，二者从界线性质上难以判断接触关系性质，但在于家窑片麻岩中可以看到葛胡窑片麻岩的捕虏体，从而可以认为上深井片麻岩侵入于葛胡窑片麻岩中。另外在该片麻岩中可见到大量于家窑片麻岩的脉体，故认为于家窑片麻岩侵入于其中。这样可以推断，其形成时代晚于葛胡窑片麻岩而早于于家窑片麻岩。

2）同位素年代学研究

上深井片麻岩中锆石外形呈柱状或长柱状和宽板状，粒度较粗，粒径普遍大于100μm，次棱角状或次圆状（图3-116），可粗略地划分为核和边两部分，其中核部色暗，棱角状，完整，自形程度较高，并发育有较清晰的振荡环带，应为岩浆结晶锆石。边部又可划分为两部分，但宽度均小于10μm，均为均质，内部结构不清，一部分色暗，深灰色，另一部分色浅，亮白色，应为变质增生成因，与岩石的结构构造和矿物组合所反映的经历了角闪岩相的变质改造相吻合。

图3-116　上深片麻岩P20TW1号样品锆石阴极发光图像

对其核部具岩浆成因的部分进行激光烧蚀测年，测年结果见表3-39和图3-117。共采集34个测点，其Th/U值介于0.1～1之间（图3-118），获得了8个谐和度较高的207 Pb/206 Pb年龄，207 Pb/206 Pb加权平均年龄为2495±12Ma。在其年龄谐和图上获得上交点年龄为2502±14Ma，因此可以认为上深井片麻岩的形成时代为新太古代。

图3-117　上深井片麻岩P20TW1号样品锆石U-Pb年龄谐和图

图3-118　上深井片麻岩P20TW1号样品锆石Th-U相关图

表3-39　上深井片麻岩P20TW1号样品锆石U-Pb LA-ICP-MS 测年结果表

续表3-39

（二）柳子堡片麻岩（Ar3Lgn）

1.地质特征

该片麻岩也是本次调查新发现的地质体，前人将其与葛胡窑片麻岩、上深井片麻岩及于家窑片麻岩一起统称为葛胡窑组，本次工作发现其岩性组成以角闪斜长片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩为主，在野外宏观上该套片麻岩具有非常一致的地质特征，常可见球状风化，总体上表现为典型的侵入体外貌，并常含变质基性岩包体或捕虏体，从而表明其原岩为变质深成岩类。但从该套片麻岩的组成岩性上来看，其与葛胡窑片麻岩、上深井片麻岩的主体岩性明显不同，在变质程度上与葛胡窑片麻岩也有明显的区别，其变质程度为高角闪岩相，而葛胡窑片麻岩变质程度达麻粒岩相。鉴于上述原因，该套片麻岩有必要建立单独的填图单位，其在邻区1∶5万天镇县幅内的柳子堡一带较典型，故1∶5万天镇县幅区调时将其命名为柳子堡片麻岩。

该片麻岩主要分布于研究区东部大白登乡南东燕窝村一带以及研究区南部的麦早村—赵石庄村一带，呈不规则的岩株状，出露面积最大的侵入体面积为10km2。其侵入于上深井片麻岩中，二者接触界线截然分明，但由于后期构造改造，现今二者多为构造平行接触，其特征表现为接触面总体产状与两侧片麻岩之片麻理产状一致。柳子堡片麻岩被于家窑片麻岩侵入，在柳子堡片麻岩中可见到于家窑片麻岩呈岩脉状穿插，并被新太古代变质基性岩及古元古代变质花岗岩类、中元古代辉绿岩及中新生代侵入岩侵入。

与上深井片麻岩一样，在该片麻岩中可见暗色包体（图3-119a），岩性多为斜长角闪岩和二辉斜长麻粒岩。包体形态呈透镜状、带状，其内部可见围岩呈枝脉状贯入其中。另外在该片麻岩中还可见到葛胡窑片麻岩之捕虏体，其内部发育的片理多与围岩片麻理斜交（图3-119b）。

图3-119　柳子堡片麻岩中的包体特征

a.带状斜长二辉麻粒岩包体，围岩呈枝脉状侵入；b.透镜状葛胡窑片麻岩之捕虏体，二者片麻理斜交

2.岩石特征

柳子堡片麻岩岩性主要为浅灰色、灰色角闪斜长片麻岩，含黑云角闪斜长片麻岩，（含角闪透辉）黑云斜长片麻岩等，少量含角闪黑云斜长片麻岩。具中细粒柱粒状变晶结构、中细粒鳞片柱粒状变晶结构，片麻状构造。浅色矿物以斜长石（60%～75%）、石英（10%～20%）为主，暗色矿物（10%～15%）以角闪石为主，黑云母次之，局部见含量一般不足2%的透辉石。其与上深井片麻岩最大的区别在于该片麻岩色调较深，暗色矿物以角闪石为主，石英含量偏低，而上深井片麻岩色调较浅，暗色矿物以黑云母、角闪石为主，且石英含量较高。

3.人工重砂副矿物特征

柳子堡片麻岩中的主要副矿物组合为磁铁矿+磷灰石+锆石+自然铅+黄铁矿+赤铁矿。其中磁铁矿一般含量4514.14×10-6，锆石含量2.99×10-6，磷灰石含量142.06×10-6，其余矿物10粒以下。

磁铁矿：粒径0.05～0.5mm，黑色，不规则棱角状颗粒，个别为八面体。金属光泽。

磷灰石：粒径0.05～0.45mm，无色、少数为淡黄色，浑圆柱状及粒状颗粒，透明，玻璃光泽。

自然铅：粒径0.1～0.5mm，铅灰色，片状，半透明，金属光泽。

黄铁矿：粒径0.02～0.4mm，黄色，棱角状颗粒，金属光泽。(www.xing528.com)

其中锆石a×b×c为（0.03～0.05）mm×（0.03～0.05）mm×（0.15～0.3）mm，浅褐色、淡黄色，晶体为次浑圆—浑圆四方柱及四方双锥组成的聚形，由柱面{100}、{110}，锥面{111}、{311}、{131}组成。晶体细小均匀，晶棱、顶角浑圆状，晶面不清，极个别晶体晶面清晰。透明、半透明，金刚光泽，晶体表面干净光亮，少数具溶蚀坑，未见黑色包体，宽长比为1∶（1.2～2），个别为1∶（2.5～3）。

4.岩石地球化学特征

柳子堡片麻岩主量元素含量见表3-35，CIPW标准矿物及有关参数见表3-36，微量元素含量见表3-37，稀土元素含量见表3-38。

1）主量元素

由表3-35可以看出，柳子堡片麻岩8件样品SiO2含量介于55.36%～63.02%之间，平均为59.13%，含量偏低。Al2O3含量介于15.22%～18.85%之间，平均为17.10%，含量明显偏高。Na2O含量在4.19%～6.11%之间变化，平均为4.90%。K2O含量在0.96～2.33%之间，平均为1.58%。K2O/Na2O为0.20～0.50，富Na特征明显。CaO含量在4.45%～5.75%之间，平均为5.38%，含量偏高。MgO含量介于2.38%～4.58%之间，平均为3.30%，含量偏高。TiO2含量介于0.50%～0.75%之间，平均为0.64%，含量也明显偏高。全铁（=FeO+0.899×Fe2O3）在5.4%～8.15%之间，平均为6.37%，较上深井片麻岩含量偏高。其镁铁质元素Fe2O*3+Mg O+MnO+TiO2（Fe2O*3=total Fe expressed as Fe2O3）含量在8.12%～13.61%之间，平均为10.45%，也明显偏高。Mg#[（Mg#=Mg/（Mg+Fe2+）]（原子数比）为0.59～0.69，普遍偏高，平均为0.65。采用侵入岩TAS图解（图3-107）对其岩石类型进行判别，投点主要落于闪长岩和二长岩区。里特曼指数（σ43）为1.49～4.99，多数样品在3左右，为钙碱性岩。在图3-108上样品总体上显示为钙碱性系列。从上述柳子堡片麻岩的岩石化学成分来看，其与上深井片麻岩最大的区别在于上深井片麻岩更偏酸性，而柳子堡片麻岩偏中性。

CIPW标准矿物计算结果表明（表3-36），其石英含量变化区间较大，在0～18.18%之间，平均为8.35%，未出现标准矿物刚玉，紫苏辉石平均含量在9.39%左右，钙长石平均为20.20%，钠长石平均为41.42%，正长石平均为9.45%。选取标准矿物石英含量大于10%的样品采用奥康诺（1965）研究灰色片麻岩时提出的An-Ab-Or图解（图3-109）进行投点，投点落入英云闪长岩区，由此看来，柳子堡片麻岩原岩相当于闪长岩-英云闪长岩，个别相当于二长岩。在图3-110和图3-111上演化趋势均不明显。

柳子堡片麻岩中暗色包体SiO2含量介于42.17%～50.84%之间，平均为49.27%，含量较低。Al2O3含量介于11.59%～15.12%之间，平均为13.51%，Na2O含量为1.54%～3.59%，平均为2.40%。K2O含量在0.19～0.99%之间，平均为0.59%。K2O/Na2O为0.08～0.62，平均为0.26，富Na特征明显。CaO含量在7.90%～11.93%之间，平均为9.90%，含量偏高。Mg O含量介于3.62%～7.13%之间，平均为5.65%，含量偏低。TiO2含量介于0.90%～2.50%之间，平均为1.41%，含量也明显偏高。全铁（=FeO+0.899×Fe2O3）在12.56%～20.17%之间，平均为15.56%。其镁铁质元素Fe2O*3+MgO+Mn O+TiO2（Fe2O*3=total Fe expressed as Fe2O3）含量在19.12%～26.53%之间，平均为22.87%，明显偏高。Mg#[（Mg#=Mg/（Mg+Fe2+）]（原子数比）为0.33～0.57，平均为0.51。采用侵入岩TAS图解（图3-107）对其岩石类型进行判别，投点主要落于亚碱性辉长岩区，个别样点落入辉长闪长岩区，有一个样品显示为橄榄辉长岩。在图3-108上样品总体上显示为拉斑-钙碱性系列。与上深井片麻岩的暗色包体相比更偏基性，且K2O含量更低。

2）微量元素

柳子堡片麻岩4件样品微量元素具有较为一致的含量特征，其不相容元素中大离子亲石元素Ba、Sr含量较高，Rb、Cs含量偏低。高场强元素Zr含量较高，其余元素含量偏低。与上深井片麻岩相比，V、Co、Cr、Ni含量偏高，原始地幔比值蛛网图给出非常一致的曲线形态（图3-120），呈单斜形态，由不相容元素向相容元素含量逐渐降低，并发育高场强元素Th、Nb、P槽，Ti略显亏损状态，大离子亲石元素Ba、K等略显富集。

图3-120　柳子堡片麻岩及其暗色包体微量元素原始地幔比值蛛网图

（原始地幔值据Sun & McDoungh，1995；图中8～11号为柳子堡片麻岩，其余为其包体）

柳子堡片麻岩中暗色包体的微量元素原始地幔比值蛛网图总体上为平坦型，元素的富集、亏损特征不明显，其与寄主岩石柳子堡片麻岩相比，不相容元素含量偏低，而随着相容程度的增高，元素含量趋于一致，并逐渐高于寄主岩石，但在强相容元素Cr、Ni一侧二者含量近于相近或略显偏低。暗色包体与寄主岩石在微量元素含量上的互补性，可能寓示着二者在成因上具有某种关系。

3）稀土元素

在稀土元素方面，4件样品中有3件样品具有非常一致的含量特征，其稀土总量含量偏高，∑REE为（192.30～194.7）×10-6，较上深井片麻岩含量明显偏高，另1件总量偏低仅为71.9×10-6。3件样品的LREE为（178.60～182.1）×10-6，另1件为61.8×10-6。3件样品的HREE为（12.52～14.80）×10-6，另1件样品为10.13×10-6。3件样品的LREE/HREE为12.06～14.55，其轻、重稀土分馏较强，（La/Sm）N为2.45～3.56，平均为2.90，（Gd/Yb）N为1.51～3.02，平均为2.60，轻稀土分馏程度较重稀土分馏程度略强。δEu为0.85～0.92，具弱的负铕异常。3件样品La含量为（30.97～40.51）×10-6，含量较高，Yb含量为（1.34～1.68）×10-6，Y含量为（15.01～18.84）×10-6，较上深井片麻岩Yb、Y含量偏高，其球粒陨石标准化配分图（图3-121）右倾特征明显，在轻稀土部分斜率较大，在重稀土部分趋于平缓。

柳子堡片麻岩中暗色包体的稀土配分形式呈平坦型（图3-121），具有弱的负铕异常，其与寄主岩石柳子堡片麻岩相比，轻、重稀土分馏程度低，轻稀土含量低于寄主岩石，且轻稀土分馏程度也低于寄主岩石，而重稀土含量高于寄主岩石，重稀土分馏程度基本相近，二者呈明显的交切互补性。与微量元素含量特征一样，这同样可能暗示着二者在成因上具有一定的联系。

图3-121　柳子堡片麻岩及其包体稀土元素配分图

（球粒陨石值据Sun & McDoungh，1989；图中8～11号为柳子堡片麻岩，其余为其包体）

柳子堡片麻岩岩石化学特征上，SiO2平均含量为59.13%，Al2O3平均含量为17.10%，Na2O平均含量为4.90%，K2O平均含量为1.58%。K2O/Na2O为0.20～0.50，富Na特征明显。微量元素方面Y（平均含量为16.7×10-6）、Yb（平均含量为1.5×10-6）含量较低，Sr含量（平均为904×10-6）较高，均符合埃达克岩的定义，但在图3-114上样品投点落于埃达克岩和弧安山岩的交界区。在张旗等（2012）的花岗岩Sr-Yb分类图上（图3-115）显示为埃达克型花岗岩。

5.时代讨论

如前所述，野外调查发现该片麻岩与上深井片麻岩接触界线清楚，界面产状与两侧片麻理产状一致，为后期构造改造后平行化的结果，从界线特征上难以判断二者接触关系性质，可能为同期岩浆活动的产物。另在该片麻岩中也可见到大量于家窑片麻岩的脉体，故认为其被于家窑片麻岩侵入，而于家窑片麻岩已获得有2500±11Ma的单颗粒锆石U-Pb激光烧蚀法年龄，由此可以推断，柳子堡片麻岩的形成时代为新太古代。

（三）于家窑片麻岩（Ar3Yjgn）

1.地质特征

该片麻岩也是本次调查新发现的地质体，前人也将其作为变质表壳岩处理，并与区内其他片麻岩一起在1∶20万大同幅划分为葛胡窑组，在1∶20万天镇县幅内划分为右所堡组。本次调查发现，其野外宏观产状具典型的岩体特征，首先是其岩石组合单一，以黑云角闪二长片麻岩为主，岩性均匀，在大范围内岩性无大的变化；其次在该片麻岩中多见暗色包体；再次其与围岩具明显的侵入接触关系。前人所依据的其为变质表壳岩的主要依据是所谓的层状构造，实为后期变质变形所形成的片麻状构造的表现。鉴于上述原因，有必要将该片麻岩从前人所划分的变质地层系统中解体出来，并建立单独的填图单位。由于其在大同县于家窑一带较为典型，故命名为于家窑片麻岩。

于家窑片麻岩分布范围与上深井片麻岩相同，多呈不规则岩株状、宽脉状，以及枝脉状穿插于上深井片麻岩及柳子堡片麻岩中，与围岩接触面产状多与两侧片麻理一致，为后期构造改造平行化的结果，围岩中多发育有大量的花岗质脉体及条带，局部地段出现肉红色眼球状构造，从而使围岩具钾质混合岩化现象。其中在山西省大同县南仁窑、上深井、于（峪）家窑一带岩株状片麻岩体出露规模最大，出露面积一般为5～16km2。在盆儿井一带出露面积较小，多为宽脉状及枝脉状，面积一般小于1km2。

该片麻岩被新太古代变质基性岩脉，古元古代变质花岗岩，中元古代辉绿玢岩脉、辉绿岩脉等后期侵入岩侵入。

在该片麻岩中多见暗色包体（捕虏体），包体岩性包括两类：一类为角闪岩相变质程度的斜长角闪岩、辉石（普通辉石和透辉石）斜长角闪岩等，另一类为具麻粒岩相变质程度的角闪斜长二辉麻粒岩类。包体形态多为透镜状、不规则状，其边缘多为棱角状（图3-122），内部可见围岩呈枝脉状侵入其中。

图3-122　于家窑片麻岩中的包体

2.岩石特征

于家窑片麻岩岩性主要为肉红色、浅肉红色黑云二长片麻岩，黑云角闪二长片麻岩等。中细粒花岗变晶结构，片麻状构造。浅色矿物以斜长石（25%～35%）、钾长石（25%～40%）、石英（10%～15%）为主，暗色矿物（15%～25%）以角闪石、黑云母为主。

3.人工重砂副矿物特征

于家窑二长片麻岩中的主要副矿物组合为磁铁矿+磷灰石+锆石+自然铅+黄铁矿+绿泥石+褐帘石。其中磁铁矿一般含量（49.68～794.74）×10-6，锆石含量（40.1～70.23）×10-6，磷灰石含量（213.86～1264.3）×10-6，其余矿物10粒以下。

磁铁矿：粒径0.05～0.5mm，黑色，不规则棱角状颗粒，少数为八面体，金属光泽。

磷灰石：粒径0.05～0.5mm，无色，少数为淡黄色，浑圆柱状及粒状颗粒，透明，玻璃光泽。

自然铅：粒径0.1～0.2mm，铅灰色，片状，半透明，金属光泽。

黄铁矿：粒径0.02～0.4mm，黄色，棱角状颗粒，个别为立方体，金属光泽。

锆石a×b×c为（0.03～0.3）mm×（0.03～0.05）mm×（0.3～0.65）mm，多数淡黄色，少数浅褐色、浅灰白色，晶体为浑圆四方柱及四方双锥组成的聚形。晶体细小均匀，晶棱、顶角浑圆状，晶面不清，个别晶体晶面清晰。透明度较差，半透明、不透明，金刚光泽，部分晶体表面具溶蚀坑及晶体内含细小黑色包体，宽长比为1∶（1.5～2.5），个别为1∶（3～3.5）。

4.岩石地球化学特征

1）主量元素

于家窑片麻岩主量元素含量见表3-35，CIPW标准矿物及有关参数见表3-36，微量元素含量见表3-37，稀土元素含量见表3-38。

由表3-35可以看出，于家窑片麻岩10件样品SiO2含量介于58.73%～62.89%之间，平均为61.08%，含量偏低。Al2O3含量介于14.42%～18.82%之间，平均为16.73%，含量略显偏高。Na2O含量在3.32%～6.63%之间变化，平均为4.24%。K2O含量在1.64%～6.42%之间，平均为4.00%。Na2O+K2O为6.49%～10.01%，碱质总量较高，K2O/Na2O为0.25～1.79，除1件样品Na2O含量大于K2O，其余样品为钾、钠含量相近或钾高于钠。CaO含量在0.42%～6.22%之间，平均为3.31%，含量偏低。MgO含量介于1.05%～3.53%之间，平均为2.65%。TiO2含量介于0.27%～1.32%之间，平均为0.75%，略显偏高。全铁（=FeO+0.899×Fe2O3）在3.38%～7.36%之间，平均为4.95%，较柳子堡片麻岩含量偏低。其镁铁质元素Fe2O*3+MgO+Mn O+TiO2（Fe2O*3=total Fe expressed as Fe2O3）含量在5.64%～11.91%之间，平均为8.43%，含量偏低。Mg#[（Mg#=Mg/（Mg+Fe2+）]（原子数比）为0.42～0.68，普遍偏高，平均为0.61。采用侵入岩TAS图解（图3-107）对其岩石类型进行判别，投点主要落于石英二长岩区、二长岩区、正长岩的交界部位。里特曼指数（σ43）为2.61～5.73，多数样品在3左右，虽主体为钙碱性岩，但有向碱性岩过渡的趋势。在图3-108上样品总体上显示为高钾钙碱性系列甚至钾玄岩系列。于家窑片麻岩A/CNK介于0.65～1.27之间，为准铝质岩石-过铝质岩石；分异指数（DI）为59.3～80.06，反映其分异程度不平衡，从低到中等偏高。从上述于家窑片麻岩的岩石化学成分来看，其与上深井片麻岩和柳子堡片麻岩最大的区别在于其钾质含量较高。

CIPW标准矿物计算结果表明（表3-36），其石英含量变化区间较大，在4.94%～13.13%之间，平均为10.13%，标准矿物刚玉含量为0～4.46%，钙长石平均为11.86%，钠长石平均为36.47%，正长石平均为24.13%。选取标准矿物石英含量大于10%的样品采用奥康诺（1965）研究灰色片麻岩时提出的An-Ab-Or图解（图3-109）进行投点，投点落入花岗岩区及花岗闪长岩和石英二长岩区交界部位，由此来看，于家窑片麻岩原岩相当于花岗闪长岩-花岗岩，个别相当于石英二长岩。在图3-110和图3-111上均显示为钙碱岩的演化趋势。

于家窑片麻岩中的两件暗色包体样品岩石化学成分非常接近，其SiO2平均为51.30%，含量偏高。Al2O3含量平均为13.56%，含量偏低。Na2O含量平均为2.71%。K2O含量平均为1.3%。K2O/Na2O为0.47，样品富钠特征明显。CaO含量平均为9.04%，含量偏高。MgO含量平均为6.38%。TiO2含量平均为1.07%，含量较高。全铁（=FeO+0.899×Fe2O3）平均为11.88%，其镁铁质元素Fe2O*3+MgO+MnO+TiO2（Fe2O*3=total Fe expressed as Fe2O3）含量平均为19.52%，含量较高。Mg#[Mg#=Mg/（Mg+Fe2+）]（原子数比）平均为0.65，显示为幔源特征，且基本无明显的分异演化。采用侵入岩TAS图解（图3-107）对其岩石类型进行判别，投点落于亚碱性辉长岩区与辉长闪长岩区的交界部位。在图3-108上样品总体上显示为钙碱性-高钾钙碱性系列。

2）微量元素

于家窑片麻岩微量元素总体上含量偏低，其中不相容元素略显富集，均是原始地幔的10倍到数十倍左右，而相容元素含量更低，一般为原始地幔的数倍以下，且随着相容程度的增高，元素含量明显降低，强相容元素含量不及原始地幔的10%。相对而言，按元素的晶体化学和地球化学性质划分的元素类型中亲石元素Rb、Ba、Sr、Zr元素丰度较高，过渡族元素中亲铁元素V、Ni含量稍高。微量元素原始地幔标准化蛛网图显示配分形式右倾特征明显（图3-123），曲线在不相容元素部分斜率较大，到相容元素一侧趋于平坦，发育有Nb、Ta、P、Ti槽，反映出其陆壳成分的增加。

于家窑片麻岩中暗色包体的微量元素原始地幔比值蛛网图上总体为平坦型，具弱的Nb、Ta、P、Ti亏损特征，可能与其上升过程受到地壳物质的混染有关，与寄主岩石于家窑片麻岩相比，不相容元素含量偏低，而随着相容程度的增高，元素含量趋于一致，并逐渐高于寄主岩石。暗色包体与寄主岩石在微量元素含量上的互补性，可能寓示着二者在成因上具有某种关系。

3）稀土元素

在稀土元素方面，5件样品含量变化区间较大，总体上稀土总量含量偏高，∑REE为（106.00～820.70）×10-6，平均为352.07×10-6。LREE为（98.6～803.6）×10-6，平均为338.31×10-6，HREE为（7.40～17.13）×10-6，平均为13.76×10-6，LREE/HREE为13.32～46.92，平均为22.745，其轻、重稀土分馏强烈，（La/Sm）N为3.36～7.58，平均为4.48，（Gd/Yb）N为2.61～11.09，平均为4.87，轻、重稀土分馏程度相近。δEu为0.71～1.16，多数样品具弱的负铕异常。Yb含量为（0.732～1.57）×10-6，Y含量为（8.99～18.05）×10-6，Yb、Y含量偏低，其球粒陨石标准化配分图（图3-124）右倾特征明显，在轻稀土部分斜率较大，在重稀土部分趋于平缓。

图3-123　于家窑片麻岩及其包体微量元素原始地幔比值蛛网图

（原始地幔值据Sun & McDoungh，1995；图中12～16号为于家窑片麻岩，其余为其包体）

图3-124　于家窑片麻岩稀土元素配分图

（球粒陨石值据Sun & McDoungh，1989；图中12～16号为于家窑片麻岩，其余为其包体）

于家窑片麻岩中暗色包体的稀土配分形式呈右倾型（图3-124），铕异常不明显，与寄主岩石柳子堡片麻岩相比，稀土总量略显偏低，轻、重稀土分馏程度低，轻稀土含量低于寄主岩石，且轻稀土分馏程度也低于寄主岩石，而重稀土含量高于寄主岩石，重稀土分馏程度也低于寄主岩石，二者呈明显的交切互补性，与微量元素含量互补性特征一样，同样可能暗示着二者在成因上具有一定的联系。

于家窑片麻岩具有较高的Al2O3、Sr含量和较低的MgO、Y、Yb含量，据图3-114投点显示为埃达克岩区，但其富钾特征又与典型埃达克岩相区别，与张旗（2001）所划分的“C”形埃达克岩相类似。在张旗等（2012）的花岗岩Sr-Yb分类图上（图3-115）也显示为埃达克型花岗岩。

5.时代讨论

1）地质依据

如前所述，野外调查发现该片麻岩与上深井片片麻岩、柳子堡片麻岩接触界线清楚，界面产状与两侧片麻理产状一致，为后期构造改造后平行化的结果，从界线性质上难以判断二者接触关系性质，但可以看到于家窑片麻岩呈枝脉状、脉状侵入于上深井片麻岩和柳子堡片麻岩中，并造成了围岩的钾质混合岩化，从而可以认为于家窑片麻岩侵入于上深井片麻岩及柳子堡片麻岩中。该片麻岩中亦可见到弱片麻状的古元古代变质花岗岩呈脉状侵入，这样可以推断，其形成时代晚于上深井片麻岩和柳子堡片麻岩，而早于古元古代变质花岗岩。

2）锆石同位素年龄

本次工作对于家窑片麻岩进行了单颗粒锆石U-Pb激光烧蚀法测年，样品采自大同县于家窑村一带，样品编号为P20TW2，岩性为黑云角闪二长片麻岩。于家窑片麻岩中的锆石外形呈柱状或长柱状，粒径均大于100μm，边部为次棱角状或次圆状，岩石的结构构造和矿物组合表明其经历了角闪岩相的变质改造，锆石内部棱角分明，呈板状形态，岩浆振荡环带发育、清晰，仍保留有岩浆锆石的形态特征（图3-125）。

图3-125　于家窑片麻岩P20TW2号样品锆石阴极发光图像

对于家窑片麻岩样品锆石核部具岩浆成因的部分进行激光烧蚀测年，测年结果见表3-40，图3-126。共采集38个测点，其Th/U值多数大于0.1，在其年龄谐和图上获得上交年龄为2511±12Ma，落于谐和线上10个点207 Pb/206 Pb加权平均年龄为2500±11Ma，二者年龄值相近，可以代表其岩浆结晶的时代，故通过上述讨论可以认为于家窑片麻岩的形成时代为新太古代。

表3-40　于家窑片麻岩P20TW2号样品锆石U-Pb LA-ICP-MS 测年结果表

续表3-40

图3-126　P20TW2号样品锆石U-Pb年龄谐和图和Th-U相关图

（四）桑干新太古代构造岩浆岩带成因、构造环境探讨及岩浆演化

1.岩石成因讨论

如前所述，桑干新太古代构造岩浆岩带内可划分出3个填图单位，分别为上深井片麻岩、柳子堡片麻岩和于家窑片麻岩，可统称其为桑干杂岩。从各种特征来看，三者皆为中酸性变质深成岩类，其暗色矿物含量均以黑云母和角闪石为主，其中柳子堡片麻岩中角闪石含量更高。三者人工重砂副矿物组合相同，均为磁铁矿+磷灰石+锆石型，另外3套片麻岩体中均含有大量暗色包体，其包体岩性均为变质基性火成岩类。在该套片麻岩分布区无其他变质表壳岩出露，而在其东部邻区桑干杂岩分布区出露有被称为右所堡岩组的一套变质表壳岩组合，其岩性组合以白云母大理岩、石榴斜长角闪岩、条带状斜长角闪岩为主，夹少量矽线二云片岩、石墨片岩、黑云变粒岩、黑云片岩、矽线黑云斜长片麻岩、石墨黑云斜长片麻岩。由此来看，桑干杂岩中暗色包体部分可能为右所堡岩组中变质基性火山岩的构造透镜体，部分可能为其同源包体（暗色深源包体）。因而从其包体特征上说明桑干杂岩的成因与基性岩有关，其人工重砂副矿物组合也反映了这一成因可能。但其与葛胡窑片麻岩相比，葛胡窑片麻岩副矿物中含大量钛铁矿，说明二者在源区上还存在差异，或者说是非同源的。

在岩石化学成分上，上深井片麻岩具有高硅（平均为68.5%）、富铝（平均为15.35%）、富钠（平均为4.62%）、中钾（平均为2.26%）、低铁（FeO*平均为3.35%）、低镁（平均为1.68%）、低钙（平均为3.15%）的特征，属钙碱性系列。柳子堡片麻岩显示为低硅（平均为59.13%）、富铝（平均为17.10%）、富钠（平均为4.90%）、高钙（平均为5.38%）、中钾（平均为1.58%）、低铁（FeO*平均为6.37%）、低镁（平均为3.30%）的特征，也为钙碱性系列。于家窑片麻岩则具有低硅（平均为61.08%）、富铝（平均为16.73%）、富钠（平均为4.23%）、低钙（平均为3.31%）、高钾（平均为4.00%）、低铁（FeO*平均为4.95%）、低镁（平均为2.65%）的特征，属高钾钙碱性系列。3套片麻岩的镁铁质成分均较高（平均为5.57%～10.45%），皆具有较高的Mg#值（0.61～0.67）。上述岩石化学特征均反映3套片麻岩的源岩与基性岩类有关。在图3-127上投点上深井片麻岩和柳子堡片麻岩均落于基性岩的部分熔融区，而上深井片麻岩位于其上方可能与其结晶分异程度高有关。于家窑片麻岩多数样品落于基性岩的部分熔融区外，并有样点落入变质沉积岩熔融区，结合其高钾的特征，说明其具有壳幔混合成因的可能。

另外从微量元素特征来看，柳子堡片麻岩、于家窑片麻岩中所含暗色包体（变质基性岩）的原始地幔比值蛛网图与寄主岩之间具有良好的互补性，同样说明其与变质基性岩具有成因关系。从其稀土元素的特征来看，上深井片麻岩较低的稀土总量和极低的重稀土含量特征同样寓示着其成因与变质基性岩有关。柳子堡片麻岩、于家窑片麻岩与其所含暗色包体（变质基性岩）的稀土配分形式的互补性也说明其成因与基性岩的部分熔融有关。

2.构造环境探讨

桑干新太古代构造岩浆岩带处于北部大同-阳高新太古代构造岩浆岩带与南部的恒山新太古代构造岩浆岩带之间，部分研究者在基于新太古代存在板块构造格局认识的基础上，结合带内分布有大量的高压麻粒岩透镜体，认为该带主体是新太古代钾质花岗岩带，并认为该带为二者间的碰撞拼合带（李永刚，1995；翟明国，1996；郭敬辉，1996）。但笔者与上述研究者认识不同，认为该带主体上为钙碱性-高钾钙碱性的中酸性变质深成岩类组合，其中的所谓钾质花岗岩应为古元古代的产物，与新太古代变质深成岩具有截然不同的特征，应予以区分。

由于研究区内缺乏同期沉积作用的佐证，或者说难以确认区内存在与该岩浆岩带同期沉积物构造环境的佐证，因此对该构造岩浆岩带构造环境的探讨主要依赖于其自身特征进行判别。

主量元素方面在R1-R2判别图（图3-128）中，上深井片麻岩投点主要位于板块碰撞前花岗岩，柳子堡片麻岩落于板块碰撞前花岗岩和板块碰撞后隆起期花岗岩区，而于家窑片麻岩落于板块碰撞后隆起期花岗岩和晚造山期花岗岩。在图3-129中，桑干构造岩浆岩带内的变质深成岩均显示出镁闪长岩类的特征，而这类岩石被认为是产出于与大洋板片俯冲有关的构造环境中。

图3-127　A/FM-C/FM图

（底图据Altherr et al.，2000）

图3-128　桑干构造岩浆岩带R1-R2判别图

①地幔斜长花岗岩；②破坏性活动板块边缘（板块碰撞前）花岗岩；③板块碰撞后隆起期花岗岩；④晚造山期花岗岩；⑤非造山区A型花岗岩；⑥同碰撞（S型）花岗岩；⑦造山期后A型花岗岩

桑干新太古代构造岩浆岩带内各变质深成岩在Pearce（1984）的花岗岩微量元素构造环境判别图中（图3-130），投点均落于火山弧花岗岩区。

综合以上分析，笔者认为桑干新太古代构造岩浆岩带形成于与俯冲有关的火山弧构造环境中，从早到晚由钙碱性系列向高钾钙碱性系列演化，反映有由俯冲向碰撞环境转换的可能，或者说从早到晚具有从火山弧向陆缘弧演化的趋势。

图3-129　SiO2-MgO图（a）和SiO2-FeO*/MgO图（b）（均据Deng et al.，2009）

HMA.高镁安山岩/闪长岩类；MA.镁安山岩/安山岩类；LF-CA.低Fe-CA；CA.钙碱性系列；TH.拉斑玄武岩系列。竖虚线表示SiO2=52%

图3-130　桑干新太古代构造岩浆岩带变质深成岩微量元素构造环境判别图（据Pearce et al.，1984）

ORG.洋中脊花岗岩；VAG.火山弧花岗岩；WPG.板内花岗岩；syn-COLG.同碰撞花岗岩

3.岩浆演化

桑干新太古代构造岩浆岩带内的变质深成岩从早到晚或划分出3个填图单位：上深井片麻岩、柳子堡片麻岩和于家窑片麻岩，从早到晚在岩浆规模上由大到小，在矿物组合上由角闪石+黑云母+斜长石+石英→黑云母+角闪石±透辉石+斜长石+石英→黑云母+角闪石+斜长石+钾长石+石英，岩石化学成分上SiO2含量由高→低，由奥长花岗岩演化趋势→钙碱性系列→高钾钙碱性系列，原岩类型由英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩→闪长岩-英云闪长岩→花岗闪长岩-花岗岩。微量元素不相容元素含量由低到高，稀土元素含量由低到高，轻、重稀土分馏程度由低到高，由正铕异常或铕异常不明显逐渐到弱的负铕异常，这种特征总体上显示了陆壳逐渐成熟的趋势。