摘要
恒山杂岩北部主要由混合岩化TTG片麻岩，基性麻粒岩块体和富钾花岗质岩石组成。基性麻粒岩主量和微量元素地球化学组成显示其具有岛弧拉斑玄武质岩石的特征，矿物组成包括石榴石、单斜辉石、斜长石、斜方辉石、角闪石、黑云母、石英、金红石、钛铁矿等，石榴石普遍发育斜长石冠状边，透辉石常与斜长石构成后成合晶指示早期存在富硬玉的单斜辉石。可划分出4个变质阶段:石榴石核-幔部成分记录了前进变质阶段，视剖面图计算得到P-T条件为11-13 kbar，630-710℃，反映地壳加厚过程;峰期阶段缺乏记录，推测峰期矿物组合为石榴石+富硬玉单斜辉石+石英+金红石±斜长石，P-T条件为＞14-15 kbar，780-850℃;减压抬升阶段出现后成合晶、石榴石冠状体及斜方辉石，局部发育二辉麻粒岩相组合，P=6-7.5 kbar，T=820-860℃;冷却降温阶段发育角闪岩相退变质组合。 TTG片麻岩中深熔较弱的部分多为英云闪长质和奥长花岗质成分，而强烈深熔的条带状片麻岩多为花岗闪长质成分。钾质花岗岩主要为含黑云母二长花岗岩，K2O/Na2O=1.27-3.15，呈平行片麻理的顺层条带和切穿片麻理的脉体产出。TTG片麻岩与钾质花岗岩均富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，具有右倾的稀土元素配分曲线，钾质花岗岩轻-重稀土分馏程度更大。野外关系、地球化学以及Sr-Nd同位素组成表明钾质花岗岩可能由TTG片麻岩部分熔融形成。对英云闪长质和奥长花岗质片麻岩进行相平衡模拟表明熔体中K2O含量受云母类矿物的分解熔融反应控制，黑云母分解熔融可产生K2O/Na2O比最高(～1.3)的熔体，明显低于实测钾质花岗岩的K2O/Na2O比，或者说区内钾质花岗岩不能由钠质TTG片麻岩深熔形成。在T-X(K2O)视剖面图中模拟表明熔体的K2O/Na2O比受原岩K2O含量控制，当原岩成分为花岗闪长质和花岗质时可以熔出与实测钾质花岗岩K2O/Na2O比脉相当的熔体。因此TTG中相对富钾的花岗闪长质组分和老的花岗质岩石更可能是钾质花岗岩的来源。 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得到两个TTG片麻岩样品变质年龄为1916.7±9.9 Ma和1850-1930 Ma，残留岩浆锆石年龄约2.5 Ga;两个基性麻粒岩样品的变质年龄为1862±11 Ma和1837.3±6.8 Ma;两个钾质花岗岩脉的结晶年龄为1922±31 Ma和1843±31 Ma。在含ZrO2体系中进行P-T视剖面图模拟表明在固相线以上变质作用中锆石随着熔体含量增加而熔解，而在降温过程中随着熔体结晶而生长，变质新生锆石只能记录麻粒岩相的退变质阶段，因此麻粒岩与TTG片麻岩的变质年龄与花岗质脉体的结晶年龄相同。由此推测恒山麻粒岩地体在1.84-1.93Ga期间，处于发生缓慢抬升冷却的中地壳伸展环境，而与高压麻粒岩相峰期变质阶段对应的碰撞造山事件发生的时间应该更早。
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