內(nèi)蒙古錫林浩特地區(qū)新生代阿巴嘎期火山巖地質(zhì)特征

李樹(shù)才，楊欣杰

（國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河065201）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

錫林浩特地區(qū)位于內(nèi)蒙古中東部，大地構(gòu)造單元屬華北板塊、內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系，愛(ài)力格廟－錫林浩特中間地塊?；鹕綆r分布區(qū)地處天山－陰山東西向斷裂帶與北北東向大興安嶺－太行山斷裂帶的復(fù)合部位。新生代，在太平洋、歐亞及印度三大板塊聯(lián)合作用下，深部構(gòu)造形成與活動(dòng)，內(nèi)蒙古高原隆起，在錫林浩特等地區(qū)有幔源玄武質(zhì)巖漿噴發(fā)，火山活動(dòng)主要沿深大斷裂呈裂隙式噴發(fā)，單個(gè)火山機(jī)構(gòu)以中心式火山噴發(fā)為特點(diǎn)，形成兩個(gè)火山群，基性巖漿大量溢出地表，形成規(guī)模巨大的玄武巖被。［1］

2 地質(zhì)特征及時(shí)代

2.1 火山作用特征

該區(qū)新生代火山活動(dòng)單獨(dú)火山機(jī)構(gòu)先以強(qiáng)烈中心式火山噴發(fā)為主，到晚期以寧?kù)o式裂隙噴溢，大致沿北東向集中展布，形成眾多圓形瑪珥式火山口、盾狀火山、錐狀火山及巖熔臺(tái)地。噴發(fā)帶屬于阿巴嘎旗－巴彥寶力格火山噴發(fā)帶?；鹕娇诟浇饕行滟|(zhì)集塊巖、浮巖、含火山彈火山角礫巖、玄武質(zhì)熔結(jié)凝灰角礫巖、致密塊狀橄欖玄武巖、氣孔狀橄欖玄武巖，遠(yuǎn)離火山口主要是橄欖玄武巖漿溢流形成的熔巖流。玄武巖的產(chǎn)狀平緩，部分火山錐火山通道相玄武巖發(fā)育有柱狀節(jié)理。

2.2 玄武巖漿噴發(fā)期次的劃分

結(jié)合區(qū)域該期火山巖演化特征，在浩勒諾爾瑪珥式火山口發(fā)現(xiàn)阿巴嘎期火山活動(dòng)發(fā)育有三個(gè)噴發(fā)沉積間斷夾層，根據(jù)噴發(fā)沉積間斷特征（圖1），可初步判定該區(qū)主要發(fā)育有4期玄武巖，其間有厚度不等的沉積夾層，主要巖性為石英砂巖和粉砂巖，表明有4期火山噴發(fā)活動(dòng)，而每期主要噴發(fā)活動(dòng)又有多個(gè)噴發(fā)韻律組成，其厚度不等。

圖1 浩勒諾爾火山機(jī)構(gòu)信手剖面及巖性柱狀圖

所劃分的四個(gè)噴發(fā)期次巖性特征有所不同：第一噴發(fā)期次的巖石類型主要為含輝石橄欖玄武巖、玄武質(zhì)火山角礫巖、玄武質(zhì)砂礫巖及灰白色石英砂巖，部分玄武巖中有幔源輝石和歪長(zhǎng)石捕擄晶，另外發(fā)現(xiàn)有殼源花崗巖的捕擄體。第二噴發(fā)期次的巖石類型主要為橄欖玄武巖、氣孔狀伊丁化玄武巖、塊狀橄欖玄武巖、玄武質(zhì)砂礫巖及灰白色石英砂巖。第三噴發(fā)期次的巖石類型主要為橄欖玄武巖、氣孔狀橄欖玄武巖、含火山彈玄武質(zhì)火山角礫巖及紫紅色黏土質(zhì)粉砂巖。第四噴發(fā)期次的主要巖石類型為氣孔狀橄欖玄武巖及橄欖玄武巖［2］。

2.3 巖石學(xué)特征

本區(qū)阿巴嘎期火山巖巖石類型主要有火山熔巖、火山碎屑巖和沉積火山碎屑巖，熔巖主要有堿性橄欖玄武巖、氣孔狀堿性橄欖玄武巖、含輝石歪長(zhǎng)石捕擄晶橄欖玄武巖、氣孔杏仁狀橄欖玄武巖、氣孔狀伊丁石化玄武巖；火山碎屑巖主要有玄武質(zhì)集塊巖、玄武質(zhì)熔結(jié)凝灰角礫巖、玄武質(zhì)含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r；沉積火山碎屑巖主要有凝灰質(zhì)砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖和凝灰質(zhì)砂質(zhì)泥巖等。

2.4 時(shí)代

在玄武巖沉積夾層中，分別采取光釋光測(cè)年和孢粉樣品，自下往上第一沉積夾層光釋光（OSL）年齡為116.4＋5.6ka，第二沉積夾層光釋光（OSL）年齡為123.2＋5.5ka，第三層送樣為孢粉，出現(xiàn)了Polypodium（水龍骨屬）及Artemisia（蒿屬），表明沉積時(shí)代為第四紀(jì)，所以工作區(qū)阿巴嘎期玄武巖噴發(fā)時(shí)代應(yīng)為晚更新世。

3 巖石化學(xué)及地球化學(xué)特征

3.1 巖石化學(xué)特征

巖石化學(xué)分析結(jié)果及其主要參數(shù)見(jiàn)表1，可以看出，其中SiO2為44.58%～50.22%，含量變化較大，平均值為48.95%；TiO2為2.44%～4.03%，平均值為3.07%；Al2O3為10.49%～14.87%，平均值為12.34%；Na2O＋K2O為3.77%～4.6%，平均值為4.11%。其主要特點(diǎn)是Na2O＞K2O，Al2O3的含量較低，TiO2含量較高，SiO2及Fe2O3的含量變化較大。與世界玄武巖平均值比較，錫林浩特地區(qū)新生代玄武巖巖石化學(xué)成分上具有高堿、富鈦、貧鋁的特點(diǎn)。在SiO2－（K2O＋Na2O）圖解（圖2）中可見(jiàn)樣品投點(diǎn)主要位于亞堿性區(qū)，少量位于堿性區(qū)，但全部樣品位于堿性與亞堿性區(qū)的分區(qū)界限附近。本區(qū)新生代阿巴嘎期玄武巖在TAS分類圖解（圖3）中，均投在B區(qū)，巖石化學(xué)定名為玄武巖。

圖2 堿－二氧化硅圖解（after T.N.lrvine 1971）

圖3 火山巖TAS分類圖解（after Le Bas，1986）

3.2 稀土元素特征

錫林浩特地區(qū)新生代阿巴嘎期玄武巖的稀土元素特征見(jiàn)表2。表中可見(jiàn)稀土元素總量∑REE均值為187.29×10－6，LREE/HREE值在2.42～3.96之間，δEu在0.93～1.02之間，異常不明顯，近于銪的平坦型；稀土元素配分型式見(jiàn)圖4，稀土元素配分模式曲線總體向右傾斜，CeN/YbN的值在5.57～11.18之間，屬于輕稀土富集型，與典型的稀土元素配分形式一致［3］。

表1 內(nèi)蒙古錫林浩特新生代玄武巖巖石化學(xué)成分表/（Wt，%）

表2 內(nèi)蒙古錫林浩特新生代玄武巖稀土元素含量及相關(guān)參數(shù)/（Wt，10－6）

3.3 微量元素特征

錫林浩特地區(qū)新生代阿巴嘎期玄武巖的微量元素特征見(jiàn)表3。①大離子親石元素：Rb豐度為33.4×10－6，低于地殼維氏值（150×10－6）；Sr豐度為566.8×10－6，高于地殼維氏值（340×10－6）；Ba豐度為510×10－6，低于維氏值（650×10－6）；Rb/Sr為0.033～0.052，Sr/Ba為1.29～1.77。②放射性元素：U豐度為0.84～1.5×10－6，Th為3.5～6.8×10－6，兩者均小于維氏值（2.5×10－6和13×10－6）。③非活動(dòng)性元素：Nb值為27.4～67.2×10－6，大于維氏值（19×10－6）。從微量元素比值蛛網(wǎng)（圖5）可以看出，曲線總體向右傾斜，Sr、Zr、Hf、U、Y等呈“V”形，虧損；Ba、Nb、Th、La等呈峰狀，富集；總體反映強(qiáng)不相容元素富集。

圖4 玄武巖稀土元素配分模式曲線圖

表3 內(nèi)蒙古錫林浩特新生代玄武巖微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/（Wt，10－6）

圖5 玄武巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖

4 結(jié)論

內(nèi)蒙古中東部錫林浩特地區(qū)新生代阿巴嘎期玄武巖，是新近系晚更新世沿深大斷裂裂隙式噴發(fā)，單個(gè)火山機(jī)構(gòu)呈中心式噴發(fā)的產(chǎn)物、在本區(qū)具有堿性系列向亞堿性系列演化的特征，但與世界典型玄武巖相比，本區(qū)玄武巖高堿、富鈦、貧鋁；SiO2值變化較大；微量元素蛛網(wǎng)圖中Sr、Zr、Hf、U、Y等呈“V”形狀，虧損，Ba、Nb、Th、La等呈峰狀，富集；浩勒諾爾火山口阿巴嘎旗期火山活動(dòng)噴發(fā)沉積夾層的發(fā)現(xiàn)，為區(qū)域上本期玄武巖火山噴發(fā)其次的劃分提供最有力的證據(jù)。

［1］ 張臣，韓寶福，童英，等.內(nèi)蒙古阿巴嘎旗地區(qū)新生代玄武巖基本特征及成因［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2004，34（1）：21－26.

［2］ 劉俊杰，張玉清，趙九峰.內(nèi)蒙古錫盟新生代玄武巖特征及構(gòu)造環(huán)境［J］.西部資源，2008（5）：56－58.

［3］ 李昌年.火成巖徽量元素巖石學(xué)［M］.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1992：79－123.

［4］ 韓吟文，馬振東.地球化學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，2003：181－210.

［5］ 邱家驤.應(yīng)用巖漿巖石學(xué)［M］.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1991：225－249.

［6］ 鄒和平，張珂，劉玉亮，等.鄂爾多斯地塊北部中新生代玄武巖地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2010，34（1）：92－104.