內(nèi)蒙古涼城地區(qū)腦包回前片麻巖成因及時代討論

銀 海，陳海東，何國強，魯 寧，賈文艷

（內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010）

內(nèi)蒙古涼城縣處于內(nèi)蒙古中部，大地構(gòu)造位于華北陸塊區(qū)北緣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，在長期的地殼演化過程中，伴隨著構(gòu)造運動的發(fā)生、發(fā)展及消亡，巖漿活動頻繁且強烈，具多期次、多類型的特征，從新太古代至新生代均有分布，既發(fā)育有大面積的侵入巖，也有分布廣泛的火山巖，總體呈北東、北北東向分布。

其中，在涼城一帶呈巖株狀分布的一套侵入巖，1：20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告中認為是變質(zhì)蘇長巖，時代歸屬為太古代。1：25萬呼市幅區(qū)調(diào)工作在充分利用了前人研究成果、遙感影像和薄片鑒定結(jié)果及系統(tǒng)剖面測制、填圖工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)巖石礦物組成、結(jié)構(gòu)特征及相互的接觸關(guān)系，認為原變質(zhì)蘇長巖為一套變質(zhì)深成侵入體，其原巖為一套中－中基性巖石，與新太古界集寧巖群、古元古代石榴花崗巖呈侵入接觸關(guān)系。因此，將其重新定名為腦包回前片麻巖［弱片麻狀紫蘇（二輝）斜長麻粒巖］（圖1），同時進行了同位素測年工作，獲得了單顆粒鋯石U－Pb同位素諧和年齡值為1935±8Ma。

1 地質(zhì)特征

圖1 涼城地區(qū)地質(zhì)圖

腦包回前片麻巖主要分布于涼城縣北西一帶，呈北東向展布，多數(shù)呈零星的巖株狀產(chǎn)出，形狀多為不規(guī)則狀，見有少數(shù)呈脈體產(chǎn)出，出露面積約45.21km2。該巖體侵入于新太古界集寧巖群沙渠村巖組的片麻巖中。

2 巖石學(xué)特征

該巖體巖石類型較為單一，為淺灰－灰色弱片麻狀紫蘇（二輝）斜長麻粒巖，柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀－弱片麻狀構(gòu)造。礦物成分：斜長石含量為65%～75%，鉀長石含量為5%，紫蘇輝石含量為10%～25%，透輝石含量為5%～15%，石英少量，磁鐵礦含量為5%。斜長石0.5～1.5mm粒狀變晶，淺黃－淡粉色；透輝石0.5～1mm柱粒狀，淡綠色；鉀長石（條紋長石）石英0.3～0.5mm粒狀。

3 巖石化學(xué)特征

腦包回前片麻巖的氧化物含量及相關(guān)參數(shù)列于表1，巖石中SiO2含量在50.02%～59.77%之間，屬中基性巖范圍內(nèi)；具有富Na2O，貧K2O的特征，Na2O/K2O值為1.19%～4.65%之間，全堿含量中等，Na2O＋K2O為1.80%～5.06%，在TAS圖解（圖2）中主要投于輝長閃長巖區(qū)，其次投入于輝長巖和閃長巖區(qū)，在SiO2－Na2O＋K2O圖解中投入亞堿性系列，里特曼指數(shù)值在0.27～2.93之間，屬鈣堿性巖系，在Wright堿度指數(shù)圖解中均投入鈣堿性巖系（圖3），在SiO2－K2O圖解中投于低鉀拉斑玄武系列－中鉀鈣堿系列－高鉀鈣堿系列。A/CNK（摩爾比）＝0.66～1.10，表現(xiàn)出偏鋁質(zhì)巖石的特征，A/CNK均小于1.1，為I型花崗巖。

4 地球化學(xué)特征

圖3 Wright堿度指數(shù)圖解（據(jù)Wright，1969）

腦包回前片麻巖的稀土元素含量及相關(guān)參數(shù)見表2，其稀土總量變化較大（ΣREE＝59.827～473.603ppm），LREE/HREE＝3.744～11.474，LaN/YbN＝3.058～16.866，GdN/YbN＝1.471～3.112，表現(xiàn)出輕重稀土分餾程度較強，重稀土分餾程度較弱，輕稀土相對富集。其稀土分配曲線表現(xiàn)為整體右傾，輕稀土曲線較陡，重稀土曲線較平緩（圖4），略顯負銪異常（δEu＝0.601～0.922）。

表1 古元古代腦包回前片麻巖的巖石化學(xué)成分及有關(guān)參數(shù)

圖4 古元古代腦包回前片麻巖稀土分布模式圖

圖5 古元古代腦包回前片麻巖微量元素化蛛網(wǎng)圖

腦包回前片麻巖的微量元素含量及相關(guān)參數(shù)列于表3，在微量元素地幔蛛網(wǎng)圖（圖5）中可看出大離子親石元素Ba和高場強元素Zr、Hf明顯富集，具明顯的Ba峰，而大離子親石元素Rb、Sr明顯虧損，具明顯的Sr谷。

5 成因及時代討論

5.1 成因討論

腦包回前片麻巖其原巖巖石組合可能為輝長巖－輝長閃長巖－閃長巖，以中性巖為主。巖石化學(xué)成分顯示偏鋁質(zhì)低鉀鈣堿－中鉀鈣堿－高鉀鈣堿性系列，在Pearce的Nb－Y圖解（圖6）中投于火山弧或同構(gòu)造花崗巖區(qū)和板內(nèi)花崗巖區(qū)，在Nb－Yb＋Ta、Rb－Y＋Nb圖解投于火山弧和板內(nèi)花崗質(zhì)巖石區(qū)，在Hf－Rb/10－3Ta、Hf－Rb/10－3Ta圖解（圖7）中幾乎全投于板內(nèi)花崗巖區(qū)，僅有一個樣品投于火山弧花崗質(zhì)巖區(qū)。綜合上述特征可以看出，該巖體形成于碰撞－后碰撞環(huán)境。

5.2 時代討論

本次工作中，在涼城北部腦包回前取腦包回前片麻巖的紫蘇斜長麻粒巖樣，采用激光燒失多接收器等離子體質(zhì)譜儀（LA－MC－ICPMS）測試方法，在天津地調(diào)中心同位素實驗室進行測試。取得鋯石U－Pb分析結(jié)果見表4，鋯石陰極發(fā)光圖像見圖8，鋯石以長柱狀為主，少量為橢圓狀，一部分鋯石見核、幔、邊部多層圈結(jié)構(gòu)，核部內(nèi)部發(fā)育不太清晰的振蕩環(huán) 帶，Th/U比值在0.3215～1.0921之間，Th/U

比值高，以上特征均說明是巖漿成因的鋯石。Pb207/Pb206年齡范圍在1787±30～1984±23Ma之間，獲得單顆粒鋯石U－Pb同位素加權(quán)平均年齡為1935.5±9.3 Ma（圖9）、諧和年齡值為1935±8Ma（圖10）。

表2 古元古代腦包回前片麻巖的巖稀土元素含量及有關(guān)參數(shù)

表3 古元古代腦包回前片麻巖的微量元素含量及相關(guān)參數(shù)

附表1 主量微量元素測試結(jié)果

圖6 古元古代腦包回前片麻巖的Nb－Y、Nb－Yb＋Ta、Rb－Y＋Nb圖解

圖7 古元古代腦包回前片麻巖的Hf－Rb/10－Ta×3、Hf－Rb/30－Ta×3圖解

圖8 古元古代腦包回前片麻巖（紫蘇斜長麻粒巖）（D0061－2－2）鋯石陰極發(fā)光圖像

致謝

該文章大部分成果均來自內(nèi)蒙古1：25萬呼市幅地質(zhì)調(diào)查報告，特此感謝曾慶榮、陳海東兩位工程師通過報告編寫做出的貢獻，感謝項目組其他成員的大力幫助。

圖9 古元古代腦包回前片麻巖（紫蘇斜長麻粒巖）U－Pb同位素測年加權(quán)平均圖

圖10 古元古代腦包回前片麻巖（紫蘇斜長麻粒巖）單顆粒鋯石U－Pb同位素年齡諧和圖

［1］ 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊.1：20萬呼和浩特幅區(qū)域地質(zhì)測量報告［R］.1972.

［2］ 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊.1：20萬和林格爾幅區(qū)域地質(zhì)測量報告［R］.1972.

［3］ 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊，1：20萬卓資縣幅區(qū)域地質(zhì)測量報告［R］.1973.

［4］ 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊，1：20萬涼城幅區(qū)域地質(zhì)測量報告［R］.1973.

［5］ 內(nèi)蒙古地質(zhì)調(diào)查院.1：5萬旗下營地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告及分幅說明書［R］.1999.

［6］ 陳光遠，等.成因礦物學(xué)與找礦礦物學(xué)［M］.重慶：重慶出版社，1987.

［7］ 鄧晉福，等.巖石成因、構(gòu)造環(huán)境與成礦作用［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2004.

［8］ 高秉璋，洪大衛(wèi)，等.花崗巖類巖區(qū)1：5萬區(qū)域區(qū)域地質(zhì)填圖方法指南［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1991.

［9］ 王楫，陸松年，等.內(nèi)蒙古中部變質(zhì)巖同位素年代構(gòu)造格架［C］//中國地質(zhì)科學(xué)院天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所文集，1995.

［10］ 吳昌化，高亞東，梅華林，等.內(nèi)蒙古黃土窯地區(qū)孔茲巖系與麻粒巖套的構(gòu)造特征及不整合接觸關(guān)系的論證［M］//錢祥麟，王仁民.華北北部麻粒巖帶地質(zhì)演化。北京：地震出版社，1994.

［11］ 邱家驤.應(yīng)用巖漿巖巖石學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1991.

［12］ 邱家驤，林景仟.巖石化學(xué)［M］.地質(zhì)出版社，1991.

［13］ 李昌年.火成巖微量元素巖石學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1992.

［14］ 林強，吳福元，劉樹文.華北地臺東部太古宙花崗巖［M］.北京：科學(xué)出版社，1992.

［15］ 沈其韓，吉成林.北前寒武紀紫蘇花崗巖的基本特征和成因［J］.巖石學(xué)報，1992，8（1）.

［16］ 張維杰，李龍，耿明山.內(nèi)蒙古固陽地區(qū)新太古帶侵入巖的巖石特征及時代［J］.地球科學(xué)，2000，25（3）.

［17］ 邵積東.內(nèi)蒙古大地構(gòu)造單元劃分及其地質(zhì)特征［J］.西部資源，2011.

［18］ 胡鳳翔.烏拉山—大青山地區(qū)太古宙地層的混合巖化—重熔特征及地質(zhì)意義［J］.內(nèi)蒙古地質(zhì)，2000（3）.

［19］ 沈其韓，高吉風(fēng)，張蔭芳，等.內(nèi)蒙南部太古代麻粒巖－片麻巖巖石學(xué)及稀土地球化學(xué)特征［C］//國際前寒武紀地殼演化討論會論文集.北京：地質(zhì)出版社，1986，107－124.

［20］ 沈其韓，劉敦一.內(nèi)蒙古集寧群變質(zhì)巖系U－Pb和Rb－Sr同位素年齡討論［C］//中國地質(zhì)科學(xué)院文集.北京：地質(zhì)出版社，1987，165－178.