花崗巖
TTG花崗質巖石分布廣泛，總面積超過2000km2。它們主要分布在花崗巖帶的西南部，即泰安-平邑線的西南部，在泰安-平邑線和黑湖-蒙陰線之間也有大量(圖4-14)。其中二長花崗巖出露範圍較小，主要分布在泰安的黑虎石和新泰的浮山。根據大量同位素年齡，TTG花崗質巖石主要形成於2.60 ~ 2.70 Ga之間(曹等，1996)。這與它們侵入泰山群周圍的變質地殼巖系並被較年輕的花崗巖切割的普遍地質現象是壹致的。
表4-4a魯西太古宙花崗質巖石主元素組成(%)
表4-4B魯西太古宙花崗質巖石的微量元素組成(10-6)
註:序列號與表4-4a中的序列號相同。
表4-4C魯西太古宙花崗質巖石的稀土元素組成(10-6)
圖4-14魯西地區新太古代地質示意圖(根據曹(1994)和(1992)略有增減)
1—表殼巖系；2-(應時)閃長巖；3-TTG花崗質巖石；4-二長花崗巖；5-鉀花崗巖；6-故障
TTG花崗質巖石為中粗粒，壹般變形強烈，壹般具有清晰的片麻巖結構。在平邑新泰的白巖、石來、浮山壹帶，強烈的糜棱巖化作用使巖石的面狀、線狀、條帶狀構造十分發育，形成了大規模的糜棱巖化帶。強烈變形使巖石的礦物粒度變細，可與粒度較粗的同類巖石呈條帶狀交替排列。巖石的組成礦物主要為斜長石、應時及少量的微斜長石和黑雲母，部分巖石中存在角閃石。隨著巖石類型的不同，礦物比例變化很大。這也可以在相同的巖體中進行。斜長石礦物的粒度通常大於應時，呈異形半自形，可能具有帶狀結構。在強變形的巖石中，應時往往以長條形細骨料的形式存在。微脈石通常是具有晶格孿晶的異形體。在某些巖體中，微斜長石可以斑晶的形式出現。黑雲母定向分布在長石或應時集合體周圍，使巖石呈現明顯的片麻巖。巖石的副礦物組合有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石等。根據它們的不同比例，還可以進壹步劃分。鋯石是壹種副礦物，通常具有復雜的晶體形式。
TTG花崗質巖石的化學成分發生了很大變化。常量元素含量通常在58% ~ 70%之間，al2o 3:15% ~ 17%，MgO:1.0% ~ 2.5%，TFEO:2.0% ~ 5.0%。用Na2O & gtK2O是其特征。在AB-AN-OR圖中，TTG花崗質巖石主要分布在英雲閃長巖區、花崗閃長巖區和斜長巖花崗巖區的上部位置。富山二長花崗巖的特點是成分特殊，分布在二長花崗巖區的下部。為清晰起見，圖4-15A和B分別為前人和本項目分析樣品的AB-An-OR圖，我們的樣品主要集中在花崗巖地區。
圖4-15魯西新太古代花崗質巖石的AB-An-OR圖。
圖A:圓形-英雲閃長巖和花崗閃長巖，未填充的正方形-黑虎閃長巖花崗巖，填充的正方形-富山閃長巖花崗巖，三角形-花崗巖(數據引自曹等人，1996)，徐惠芬等人，(1994)，萬玉生(1986)。圖B:填充的方形—TTG花崗巖、未填充的方形鉀質花崗閃長巖、填充的圓形二長花崗巖和半填充的圓形—龍亭鉀質花崗巖(數據來自本項目分析)。
圖4-16a分別給出了曹(1996)等人給出的英雲閃長巖(實線)和花崗閃長巖(虛線)的稀土成分變化範圍。雖然巖石中常量元素的組成變化很大，但稀土元素模式基本相同。它們壹般具有輕重稀土強烈分離、重稀土強烈虧損、無明顯負銪異常的稀土模式。我們的分析結果是相似的。其中，平邑白巖以南的壹個花崗閃長巖樣品(SD9429)的總稀土含量最低。從野外關系看，它與大面積片麻巖TTG花崗巖(SD9428)呈脈狀(寬約3m)，後者稀土總量明顯偏高。如果它們在物源上有聯系(無論是晶體分凝還是部分熔融)，稀土成分的差異很可能表明花崗質巖石形成過程中副礦物的分離。在Pearce圖上，所有TTG花崗質巖石都有Nb的相對虧損，而Ba相對於Rb和th沒有明顯的富集和虧損(圖4-16b)。總體特征與遼北等地同類巖石相似，其形成應與玄武質巖石部分熔融及後續結晶分異作用有關。
新泰東部二長花崗巖中殘留包裹體(樣品SD9421)的常量元素組成與其它TTG巖石相似，但稀土元素模式卻有很大差異。該樣品重稀土虧損不強烈，有壹定的負銪異常(圖4-16a)。在Pearce圖上，Ba相對於Rb和Th有很強的虧損(圖4-16b)，這也明顯不同於其他TTG巖石。它們可能是經歷了外源疊加改造的副變質巖。這種殘余包裹體在新泰青雲山二長花崗巖中也能見到。
魯西二長花崗巖出露面積約200km2，是整個吉遼魯島弧帶最大的。二長花崗巖有兩種類型(曹等，1996)。壹類以黑湖石嶴長石花崗巖為代表，是長石花崗巖的主體。這種巖石矽、鉀含量相對較低，鐵、鎂、鈣含量較高。它位於AB-An-OR圖上英雲閃長巖區附近，與其它TTG花崗質巖石構成同壹演化系列。但是稀土模型和皮爾斯圖有很大的變化。另壹種是分布在浮山和任家莊的二長花崗巖，矽(SiO 2: 71.70% ~ 74.63%)和鉀(K2O: 1.52% ~ 3.13%)相對較高。低鐵(TFEO: 0.75% ~ 1.60%)、鎂(MgO: 0.12% ~ 0.47%)和鈣(Cao: 0.40% ~ 2.17%)在AB-An-OR圖上遠離英雲閃長巖區。大多數樣品具有重稀土虧損的稀土模式，無明顯的負銪異常，但稀土總量較低(圖4-16e)，與典型的TTG花崗質巖石有較大區別。部分樣品的重稀土虧損相對較弱，存在較強的負銪異常(圖4-16e)。在Pearce圖上，與Rb和th相比，Ba沒有損失。浮山花崗巖和黑湖石場花崗巖原巖成分的差異反映了它們在成因上的差異。
圖4-16魯西TTG花崗質巖石地球化學圖。
A和B-TTG花崗巖的稀土模型和Pearce圖。圖A中的虛線和實線分別是曹(1994)等人給出的英雲閃長巖和花崗閃長巖的分布範圍。c和D ——黑湖石坳廠花崗巖的稀土模型和珠光體圖(數據引自曹等人的科研報告(1996)，編號同表4-4a)；e和F—富山二長花崗巖的稀土模型和珠光體圖(數據引自曹(1996)的科研報告，編號同表4-4a)。根據地球化學成分特征，富山二長花崗巖可能由早期TTG花崗質巖石部分熔融形成。稀土含量低與源區殘留的副礦物有關。
TTG花崗質巖石受鉀元素的影響，呈紅色。分析了兩種含鉀的TTG花崗質巖石。樣品取自平邑夏侯和村附近，分布在四海山鉀質花崗巖的邊緣。巖石中SiO2含量較低(64.83% ~ 68.00%)，MgO含量較高(0.77% ~ 1.47%)，TFEO含量較高(3.39% ~ 6.28%)，Cao含量較高(1.77% ~ 3.1.02%)。輕重稀土分離強烈，無明顯負銪異常(圖4-17a)。在Pearce圖上，Ba相對於Rb和Th無明顯虧損(圖4-17b)，其特征與其他TTG花崗巖相似。
圖4—17鉀TTG花崗質巖石地球化學圖。
a-稀土模型；B-皮爾斯圖
第二，二長花崗巖
二長花崗巖廣泛分布於魯西地區，其總面積與TTG花崗質巖石相當。壹般來說，它們分布在花崗巖帶的中部和東北部，如泰安的奧萊山、新泰的女山和青雲山、沂源的九三和臨朐的江宇(圖4-14)。花崗巖可見於多處，與泰山群地殼巖系穿插。表殼巖系呈不同規模的帶狀分布，巖體的延伸與圍巖和殘體的分布方向壹致。花崗質巖石雖然變形不強，但壹般呈塊狀或僅具弱線性構造，巖體本身和殘余表殼巖系的定向分布表明，巖體形成時區域應力控制作用仍然存在。在許多地方，二長花崗巖切割早期TTG花崗質巖石。在新泰和青雲山以東，二長花崗巖中發現片麻狀英雲閃長巖遺跡，遺跡規模較小，分布不規則。根據穿插關系和變形特征，二長花崗巖無疑是在TTG花崗巖之後形成的。這也得到大量同位素測年數據的支持。二長花崗巖的同位素年齡壹般小於2500Ma(曹等，1994，蔣伯明等，1988，萬玉生，1990)。
巖石通常為灰白色、中粒或中粗粒，少數為細粒至中細粒。花崗巖構造、二長花崗巖構造等巖漿構造依然可見。其礦物組合以微斜長石、斜長石和應時為主，含壹定量的黑雲母，部分巖石含少量黑雲母。微長石可以斑晶的形式存在。在新泰的銀山、沂源、九三等地的花崗巖中，有的地方微斜長石含量很高，巖石有明顯的紅色色調，實際上已經變成了鉀質花崗巖。壹些花崗質巖石中有角閃石散布，似乎與角閃石的分解有關。局部強烈混合染色導致黑雲母結塊。副礦物組合仍以鋯石、磷灰石和榍石為主，但也與TTG花崗質巖石有很大不同。壹般來說，二長花崗巖中磁鐵礦含量較低，可出現獨居石、釷等壹些稀土含量較高的副礦物。鋯石壹般以簡單的晶體形式為主，顏色較淺。由於巖石中富含鉀，鋯石更容易受到失透的影響而變成乳白色，透明度也隨之降低。
二長花崗巖在AB-AN-OR圖上分布於花崗巖區的上部，但變化幅度較大(圖4-15)。有的靠近斜長巖花崗巖區和花崗閃長巖區，有的相對富鉀貧鈣，類似鉀質花崗巖，分布在花崗巖區下部。巖石的稀土成分也有很大變化，可分為三種不同類型。
1.I型二長花崗巖
其特點是輕重稀土無明顯分離，重稀土部分平坦，銪負異常明顯。這種二長花崗巖很少出露，以泰山地區的奧萊山花崗巖為代表。常量元素組成接近鉀質花崗巖。29個樣品的平均值為:SiO2: 72.87 (1.21)，Al2O3: 14.00 (0.27)，TF2O3: 2.09 (0.50)，MgO: 0.38 (0.16)。引自蔣伯明等人，1988)。從給出的數據來看，參與統計的部分樣品屬於鉀質花崗巖。四個樣品的分析結果(圖4-18A)表明，稀土總量變化較大。隨著稀土總量的增加，輕重稀土分離程度增加，負銪異常更加明顯。蔣伯明等人(1988)根據巖石化學和稀土元素組成，結合鍶、釹同位素研究，認為奧賴山花崗巖與大陸地殼物質有物源關系，很可能是王富山片麻巖部分熔融的產物。由於王富山片麻巖和花崗巖的重稀土含量相近，石榴石和角閃石在源區殘留很少，但花崗巖明顯的負銪異常表明斜長石作為重要的殘留相礦物殘留在源區。另壹種可能是它們由成熟度較高的陸源碎屑沈積變質巖部分熔融形成，經外源作用疊加改造，與鉀質花崗巖的物源有關。稀土模型反映了源物質的組成特征。無論如何，巖石中稀土總量的巨大變化表明，副礦物對巖石中稀土成分的變化起著重要作用。部分樣品中稀土總量較低，與部分熔融時源區富含稀土的副礦物殘留有關。
2.ⅱ型二長花崗巖
其特點是重稀土虧損強烈，輕重稀土分離強烈，無明顯的負銪異常。它們的輕重稀土分離程度甚至大於許多TTG花崗質巖石。該地區大多數二長花崗巖都具有這種類型的稀土元素模式(圖4-18B和C，另見曹等人，1996)。但在吉遼陸島弧帶的其他地區很少出露。根據巖石中常量元素的組成，很難由玄武巖漿結晶或玄武巖石部分熔融形成。由於沒有明顯的負銪異常，重稀土虧損嚴重，也可以排除是成熟度較高的陸殼物質在外生作用下強烈疊加改造後部分熔融形成的。這種花崗巖的Nb流失通常很強。特別是Ba對Rb和Th表現出明顯的強虧損(圖4-18d)，與TTG巖石有很大區別。可以認為TTG巖漿的結晶分異不是該類花崗巖形成的主要成因模式。根據它們的成分和其他特征，它們很可能是黑雲母麻粒巖部分熔融的產物，這將在後面討論。
3.III型二長花崗巖
輕、重稀土分離強烈，但有明顯的負銪異常(圖4-18e)。這種二長花崗巖僅見於新泰市東部。巖石中有明顯的片麻巖，中粗粒，黑雲母較多，被ⅱ型二長花崗巖切割，所以形成於前緣。後者為弱變形的中細粒，巖石外觀和化學成分與其有較大差異。根據兩個樣品的化學分析，SiO2: 68.48% ~ 71.58%，al2o 3:14.96% ~ 15.36%，MgO: 0.52% ~ 0.73%，TFEO: 1.83% ~。雖然Ba相對於Rb和Th是虧損的，但Rb和Th的相對富集程度與ⅱ型花崗巖明顯不同(圖4-18F)。這些差異的存在說明它們之間沒有遺傳關系。另壹方面，包裹在該二長花崗巖中的黑雲母片麻巖具有負銪異常，Ba比Th更為豐富(圖4-17A和B中的SD9421)。這種二長花崗巖可能是由石英閃長巖片麻巖部分熔融形成的。在這種情況下，由於花崗巖比片麻巖具有更強的稀土分離模式，要求在部分熔融時保留富含重稀土的礦物相(石榴石或角閃石)，由於熔融源區殘留斜長石，負銪異常更加明顯。
圖4-18魯西新太古代二長花崗巖地球化學圖。
A—泰山奧萊山(數據引自蔣伯明等，1988)；B—新泰女山(數據引自萬雨生，1988)；c、D—沂源九三(SD9410、SD9414)、新泰青雲山(SD9427)、龍廷溪苗壯(SD9417、SD9418-1)、石來花崗閃長巖中的細粒花崗巖(.e和F—新泰東(SD9419和SD9420)
三。鉀花崗巖
鉀質花崗巖主要分布在花崗巖帶的東北部，在空間上與二長花崗巖共生。其次，花崗巖帶西南部有露頭，如平邑四海山巖體。
東北花崗巖帶中的鉀質花崗巖(圖4-15)，據龍亭東北兩縣、村附近觀察，顏色為紅色，風化後顏色變淺。具有中粗粒片麻巖和雜色結構，片麻巖走向為320° ~ 330°。在某些地區，巖石遭受強烈的糜棱巖化，微斜長石斑晶旋轉，產生壓力陰影和拖尾構造，呈順時針旋轉。它們是後來塑性變形的結果。巖體中有壹些殼上捕虜體，如角閃巖和碳質變質泥質沈積巖。巖石的礦物組合為微斜長石、應時和斜長石，含少量黑雲母，副礦物為鋯石和磷灰石。地球化學，巖石成分與安本地區鉀質花崗巖非常相似。兩個樣品的分析表明，它們的SiO _ 2含量高(76.77% ~ 77.14%)，MgO含量低(0.06% ~ 0.09%)，TFEO含量低(1.38% ~ 1.41%)，Cao含量低(0.6668+0%)。稀土模式以明顯的負銪異常為特征(圖4-19a)。與Rb和th相比，Ba有較強的損失，而高場元素Nb、P、Zr，特別是Ti有相對損失(圖4-19b)。它們無疑是由高成熟度的大陸地殼物質部分熔融形成的。
圖4-19魯西地區新太古代鉀質花崗巖地球化學圖
a-稀土模型；b-皮爾斯圖；SD9415和SD9416采自龍亭東北部的兩個縣鄉。SHSG是四海山鉀質花崗巖。
(資料引自曹等。, 1994)
平邑四海山鉀質花崗巖殘留有表殼巖系中的捕虜體，侵入早期花崗質巖石中，Rb-Sr等時線年齡為2330Ma。巖石為暗紅色、中粗粒、中細粒、塊狀結構，局部為片麻狀結構。主要礦物成分為斜長石、微斜長石和應時，還含有較多的黑雲母，局部可達10%以上。黑雲母常以集合體形式產出，部分黑雲母分解成角閃石。微斜長石可以斑晶的形式存在，通常含有斜長石和應時包裹體。副礦物主要是磁鐵礦、榍石、鋯石和磷灰石。在常量元素組成上，與北方鉀質花崗巖相似，但鐵、鎂含量略高，與暗色礦物較多有關。根據曹等人的分析資料，四海山鉀質花崗巖的主量元素組成與北方鉀質花崗巖相似，但稀土模式有很大不同。前者的銪損失明顯相對較低(圖4-19a)。特別是在Pearce圖上，四海山鉀質花崗巖的Ba與Rb、th相比沒有明顯的損失(圖4-19b)。這種差異可能表明它們的源成分和形成條件不同。
四。閃長巖和輝長巖
就整個濟遼魯島弧帶而言，這類巖石在魯西出露相對較多。主要有濟南附近的陶科輝長巖、泰山地區的馬塔角閃巖、金牛山角閃輝長巖、大中橋石英閃長巖和馬跑泉石英閃長巖、平邑白巖北部的石洞口村閃長巖。它們主要存在於西南部的TTG花崗巖帶中，呈西北方向分布。單個侵入巖的出露規模壹般不大。根據野外地質關系和同位素測年，它們與TTG花崗質巖石同時或早於TTG花崗質巖石形成。下面重點介紹泰山地區的巖石(徐惠芬、莊等。1996).
圖4-20不同類型中基性侵入巖的化學圖解
A-A-F-M圖，十字:瑪塔角閃巖，方框:金牛山角閃輝長巖，圓圈:大中橋石英閃長巖，三角形:馬跑泉石英閃長巖；瑪塔閃石的B-REE模式；金牛山角閃輝長巖的碳-稀土模型:大中橋石英閃長巖(Td032-1和Td052-6)和馬跑泉石英閃長巖(P14D86YQ2)的D-REE模式；瑪塔閃石的電子珍珠圖；F ——金牛山角的閃耀
輝長巖(樣品編號以D為頭)和大中橋石英閃長巖(Td052-6)的珠光體圖
1.馬塔角閃石巖
巖石粒度粗，塊狀構造，主要由角閃石和少量斜長石組成。這種巖石矽含量低，鐵、鎂和鈣含量高。在A-F-M圖上，主要位於拉斑玄武巖區MgO端元壹側(圖4-20a)，具有平坦或略富集的稀土模式(圖4-20b)，相對富集的親石元素宏離子(圖4-20e)。
2.金牛山角閃石輝長巖
中粗粒，塊狀，主要由角閃石和斜長石組成，含殘余輝石。有些地方角閃石和斜長石互層，形成疊加構造。巖石中二氧化矽含量為50.70% ~ 56.49%，氧化鎂含量為6.84% ~ 9.35%，K2O+Na2O含量為2.86% ~ 5.79%。在A-F-M圖上，大部分進入鈣堿性巖區(圖4-20a)。輕稀土富集的稀土模型[4個樣品(La/Yb)。平均值為9.48](圖4-20c)。在Pearce圖上，親石元素的宏離子相對富集，而高場元素Nb相對虧損(圖4-20f)。
3.大中橋石英閃長巖
中粒不等粒結構，片麻狀結構。主要由斜長石及少量應時和黑雲母組成。SiO2 _ 2為58.00% ~ 58.91%，MgO為2.48% ~ 3.70%，K2O+Na2O為6.37% ~ 7.51%，位於A-F-M圖上的鈣堿性巖區(圖4-20a)，兩個樣品(La/Na)。分別是30.66和10.90(圖4-20d)。珠光體圖與金牛山角閃石輝長巖相似，但高場元素Nb虧損更強(圖4-20f)。
4.馬跑泉石英閃長巖
中等粒度，弱片狀大麻結構。主要由斜長石和少量應時、角閃石、微斜長石和黑雲母組成。化學成分與大中橋石英閃長巖相似(圖4-20a，D，F)。
根據巖石的成分特征，可分為兩個成因系列。首先，瑪塔角閃石巖(包括桃金娘科的輝長巖)與表殼巖中的玄武質巖石成分相似。稀土和高場元素持平或不足，而大離子相對富含親石元素。兩者可能有相似的成因，都是虧損地幔交代後部分熔融形成的，但形成時間不同。馬塔角閃石巖含較多角閃石，可能與巖漿的結晶分異有關。另壹種是金牛山角閃輝長巖、大中橋石英閃長巖和馬跑泉石英閃長巖。它們在A-F-M圖上位於鈣堿性巖區，輕稀土和大離子親石元素明顯相對富集，在許多方面與TTG花崗質巖石相似。它們也可能是大洋板塊及其上覆沈積物俯沖熔融的產物，但熔融程度明顯較高，熔融壓力較低。角閃輝長巖和石英閃長巖化學成分的差異可能反映了熔融程度的差異，也可能後者是前者進壹步結晶分異的產物。