內(nèi)蒙古赤峰市大營子花崗巖體多期次侵入的證據(jù)及其地質(zhì)意義

郗愛華,馬艷軍,葛玉輝, 唐向陽, 劉 帥, 徐博文, 劉 玨

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院, 長(zhǎng)春 1300612 .西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 成都 6105003.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院, 長(zhǎng)春 130012

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內(nèi)蒙古赤峰市大營子花崗巖體多期次侵入的證據(jù)及其地質(zhì)意義

郗愛華1,馬艷軍1,葛玉輝2, 唐向陽3, 劉 帥1, 徐博文1, 劉 玨1

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院, 長(zhǎng)春 1300612 .西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 成都 6105003.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院, 長(zhǎng)春 130012

大營子巖體位于內(nèi)蒙古赤峰市西北部，多年來因發(fā)現(xiàn)碾子溝鉬礦床而廣受關(guān)注。通過研究發(fā)現(xiàn)，大營子花崗巖無論是野外空間產(chǎn)狀、巖相特點(diǎn)及含礦性，還是巖石地球化學(xué)及同位素年代學(xué)特征，內(nèi)部的黑云母二長(zhǎng)花崗巖和邊緣的正長(zhǎng)花崗巖都存在明顯的差異，顯示了該巖體實(shí)際上是一個(gè)多期巖漿侵入的復(fù)合巖體。整體上大營子巖體巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為高硅、富鋁、富堿、低鎂、貧鈣的特點(diǎn)，富集大離子親石元素(LILE)Rb、Th，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Ti，虧損P元素。稀土元素組成總體含量較高，輕、重稀土分餾明顯，Eu負(fù)異常顯著。其中，邊緣相正長(zhǎng)花崗巖比中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖具有更明顯的Eu負(fù)異常和較低的微量元素U、Ba和Sr。邊緣正長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb同位素年齡為(267.6±2.8)Ma, 屬于海西-早印支期華北克拉通北緣巖漿作用的產(chǎn)物，形成于造山晚期或后造山伸展作用誘發(fā)的下地殼部分熔融，為季家溝鉬礦點(diǎn)(床)的賦礦圍巖；中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖具有(152.4±1.6)Ma的鋯石U-Pb年齡，屬于燕山期造山后陸內(nèi)伸展或巖石圈大規(guī)模減薄環(huán)境巖漿作用的產(chǎn)物，為碾子溝鉬礦床的賦礦圍巖。

大營子花崗巖；復(fù)合侵入體；鋯石U-Pb測(cè)年；地球化學(xué)；內(nèi)蒙古赤峰市

0 引言

華北克拉通北緣廣泛分布中生代巖漿巖，是中國東部構(gòu)造巖漿的顯著標(biāo)志。近年來發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部分花崗質(zhì)巖漿巖與Cu-Mo多金屬成礦作用密切相關(guān)，已經(jīng)成為地質(zhì)工作者研究和關(guān)注的熱點(diǎn)[1-5]。 內(nèi)蒙古赤峰市大營子花崗巖體是華北克拉通北緣增生帶上的代表性巖體，因其內(nèi)賦含石英脈熱液型鉬礦而倍受關(guān)注。前人[1-2,6-7]的研究主要涉及賦礦巖體形成時(shí)代、巖石的成因類型以及輝鉬礦成礦時(shí)代等內(nèi)容，已取得一大批對(duì)區(qū)域找礦地質(zhì)研究有指導(dǎo)性作用的研究成果，而且一致認(rèn)為大營子花崗巖與碾子溝鉬礦在成因上有一定的聯(lián)系。近期通過對(duì)大營子花崗巖體的地質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，該巖體是由內(nèi)部相黑云母二長(zhǎng)花崗巖和邊緣相正長(zhǎng)花崗巖兩部分組成，并且，內(nèi)部相和邊緣相巖體有著不同的巖石學(xué)特征、巖石地球化學(xué)特征和成巖時(shí)代，故作者推測(cè)大營子巖體為多期侵入的花崗巖。本次工作期望通過花崗質(zhì)巖漿復(fù)合侵位的研究，找出巖漿的多期侵位對(duì)碾子溝鉬礦床形成的制約機(jī)制，為區(qū)域上和花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)相關(guān)的多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大營子巖體位于內(nèi)蒙古赤峰市松山區(qū)關(guān)家營子西北12 km，產(chǎn)于赤峰--開源斷裂以北的加里東增生造山帶內(nèi)。構(gòu)造上位于華北板塊北緣西拉木倫斷裂帶以南、赤峰--開源斷裂以北的區(qū)域(圖1)。

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造主要呈近EW向和NE--NNE向展布，此外，還有一些小型的次級(jí)斷裂。西拉木倫斷裂是本區(qū)呈近EW向展布的北部主干斷裂，被認(rèn)為是是華北--蒙古聯(lián)合板塊和西伯利亞板塊的縫合位置[8-12]，該斷裂向南至華北克拉通被稱為溫都爾廟--翁牛特加里東增生帶，向北至二連--賀根山構(gòu)造帶被稱為大興安嶺南段華里西增生帶。赤峰--開源斷裂是本區(qū)呈近EW向展布的南部主干斷裂，屬于壓性--壓扭性斷裂，被認(rèn)為是華北板塊與天山興蒙褶皺帶的界限，該斷裂以北通常也被廣義的視為興蒙造山帶。嫩江斷裂呈NE--NNE向展布，屬于斷階式斷裂，被西拉木倫斷裂切斷，與赤峰--朝陽斷裂相交，是內(nèi)蒙--大興安嶺褶皺系與吉黑陸塊兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元的分界線[13]。此外，這些主要斷裂邊緣通常發(fā)育一些次級(jí)斷裂，部分是區(qū)域成礦帶上的重要控礦及容礦構(gòu)造。

研究區(qū)出露的主要地層包括古生界、中生界和新生界。其中，古生界在西拉木倫斷裂以北主要為淺變質(zhì)的火山-沉積巖，西拉木倫斷裂以南為少量志留系淺變質(zhì)系、石炭系淺變質(zhì)沉積系和二疊系火山-沉積巖系。中生界主要體現(xiàn)為侏羅系和白堊系火山巖，廣泛覆蓋在二疊系火山-沉積巖系之上。新生界主要包括第三系的玄武巖，以及第四系的沖積層和黃土。

區(qū)域巖漿活動(dòng)主要包括海西期、印支期期和燕山期3個(gè)不同期次。海西期巖漿巖主要巖性為正長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖等巖石類型；印支期巖漿巖主要包括花崗斑巖和二長(zhǎng)花崗巖等類型；燕山期巖漿巖主要包括黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖及花崗斑巖等類型。這3期巖漿巖主要以巖基、巖株及巖脈狀產(chǎn)出。其中，燕山期巖漿巖總體上出露較多，空間上分布具有區(qū)帶性特點(diǎn)，通常西拉木倫斷裂和赤峰--開源斷裂兩側(cè)呈線性分布。近年來的礦產(chǎn)勘查發(fā)現(xiàn)，其中的一些花崗巖和區(qū)域上Cu-Mo多金屬礦化關(guān)系密切[1-3]。

大營子巖體出露面積約120 km2，呈近EW向延伸的“U”字形。巖體北側(cè)和南側(cè)出露于太古宇華北克拉通基底的角閃黑云片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖及大理巖等被稱為烏拉山群的變質(zhì)表殼巖，巖體的西北部及中部發(fā)育中生代晚侏羅世酸性火山熔巖及火山碎屑巖，與巖體沉積接觸(圖2)。

2 巖相學(xué)特征

野外地質(zhì)及室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)：大營子巖體空間上可以分為兩個(gè)不同的相帶，邊緣相主要為肉紅色正長(zhǎng)花崗巖，中心相主要為灰白色的黑云母二長(zhǎng)花崗巖。其中，中心相是碾子溝大型鉬礦床的賦礦圍巖，邊緣相是目前正在勘探的季家溝鉬礦床的圍巖。巖相學(xué)特點(diǎn)如下。

邊緣相正長(zhǎng)花崗巖 巖石呈肉紅色，塊狀構(gòu)造，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)--不等粒結(jié)構(gòu)。主要礦物組合為石英(30%左右)、條紋長(zhǎng)石(55%左右)、斜長(zhǎng)石(不足10%)及黑云母(5%左右)，含鋯石和少量磷灰石等副礦物。石英呈他形粒狀，充填于其他礦物顆粒之間; 條紋長(zhǎng)石顆粒明顯比其他礦物粗大，可見明顯的高嶺石化蝕變，條紋結(jié)構(gòu)發(fā)育; 斜長(zhǎng)石可見聚片雙晶，呈半自形板狀被包含于條紋長(zhǎng)石中; 暗色礦物為黑云母，片狀，多色性明顯，發(fā)育一組極完全解理，局部綠泥石化蝕變(圖3a)。

中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖 巖石呈灰白色，塊狀構(gòu)造，粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)。主要組成礦物為石英(20%左右)、條紋長(zhǎng)石(20%左右)、微斜長(zhǎng)石(10%左右)，斜長(zhǎng)石(35%左右)、黑云母(10%左右) 和角閃石(5%)，含榍石和磁鐵礦等副礦物(不足1%)。石英他形粒狀，充填于其他礦物顆粒之間; 條紋長(zhǎng)石可見明顯的條紋構(gòu)造; 微斜長(zhǎng)石，可見明顯的格子雙晶; 斜長(zhǎng)石呈自形--半自形板狀，聚片雙晶發(fā)育，部分可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)，局部有較弱的絹云母化蝕變; 黑云母具明顯的多色性，局部可見綠泥石化蝕變; 角閃石呈黃綠色，二級(jí)藍(lán)干涉色，可見兩組斜交節(jié)理；榍石自形程度高，菱形切面，該切面上對(duì)稱消光，干涉色為高級(jí)白(圖3b)。

3 同位素年代學(xué)

大營子巖體的同位素測(cè)年樣品采自大營子巖體邊緣相的正長(zhǎng)花崗巖，重量約5 kg。鋯石的分選在河北廊坊市誠信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成，制靶和分析是在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用LA-ICP-MS激光剝蝕法完成，實(shí)驗(yàn)條件和精度見文獻(xiàn)[14]，測(cè)定數(shù)據(jù)使用Isplot3.0軟件進(jìn)行諧和圖的制作和年齡計(jì)算。測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

表1 大營子正長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb測(cè)試結(jié)果

據(jù)文獻(xiàn)[5]修編。圖1 內(nèi)蒙古赤峰市大營子花崗巖體大地構(gòu)造位置簡(jiǎn)圖Fig.1 Tectonic map of Dayingzi granite in Chifeng，eastern Inner Mongolia

據(jù)文獻(xiàn)[3]修編。圖2 大營子花崗巖體地質(zhì)略圖Fig.2 Geological sketch of Dayingzi granite

a.正長(zhǎng)花崗巖；b.黑云母二長(zhǎng)花崗巖。Q.石英；Pl.斜長(zhǎng)石；Af.堿性長(zhǎng)石；Bi.黑云母；Spn.榍石。圖3 大營子花崗巖顯微照片F(xiàn)ig.3 Microscope photograph of Dayingzi granite

樣品中的鋯石多數(shù)呈短柱狀的半自形晶，大多數(shù)鋯石發(fā)育顯示巖漿成因的振蕩生長(zhǎng)環(huán)帶(圖4)。正長(zhǎng)花崗巖12個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在置信度95%的條件下，得到加權(quán)平均年齡為(267.6±2. 8) Ma，其諧和年齡與加權(quán)平均年齡具有很好的對(duì)應(yīng)性(圖5)，代表了大營子邊緣相花崗巖的結(jié)晶年齡。

圖4 大營子正長(zhǎng)花崗巖的鋯石CL圖像Fig.4 Cathodoluminescence(CL)images of the Dayingzi orthoclase granite

圖5 大營子正長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagram of Dayingzi orthoclase granite

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

巖石樣品的主量元素、微量元素和稀土元素的測(cè)試在廣州澳實(shí)分析檢測(cè)有限公司完成。硅酸鹽主量元素使用X熒光光譜分析方法(ME-XRF06)，檢測(cè)范圍為0. 01%～100%，偏差0. 5%，硼酸鋰/偏硼酸鋰熔融，10種元素及燒失量(LOI)換算成氧化物如表2。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，邊緣相花崗巖w(SiO2)較高,平均為75.84%，w(Al2O3)平均為12.68%，w(Na2O+K2O)平均為8.03%，w(CaO)平均為0.33%，w(TFe2O3)平均為0.94%。中心相花崗巖w(SiO2)為69.40%～73.02%，平均為70.56%;w(Al2O3)為13.62%～14.52%，平均為14.23%;w(Na2O+K2O)為8.42%～9.33%，平均為8.83%;w(CaO)為1.29%～1.86%，平均為1.58%;w(TFe2O3)為2.02%～4.02%，平均為3.22%。數(shù)據(jù)表明，相對(duì)于中心相，邊緣相堿長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖具有高硅、低鋁、貧鈣的特點(diǎn)，與顯微鏡下邊緣相石英體積分?jǐn)?shù)高、斜長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)低、暗色礦物體積分?jǐn)?shù)少的鑒定結(jié)果相一致。

根據(jù)里特曼指數(shù)判定，大營子巖體巖石的σ為1.93～2.83，屬于鈣堿性巖石。巖石樣品投影到w(K2O)-w(SiO2)圖解上，所有樣品點(diǎn)落于高鉀鈣堿性系列和鉀玄系列區(qū)間(圖6a)。在A/NK-A/CNK圖解上，邊緣相花崗巖顯示過鋁質(zhì)特點(diǎn)，中心相花崗巖顯示鋁質(zhì)--過鋁質(zhì)的特點(diǎn)(圖6b)。

根據(jù)CIPW計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)礦物如表3，將標(biāo)準(zhǔn)礦物Q、An、Ab和Or按三氏法經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。公式為A=1.44w(Or)-0.14w(Ab+An)、P=1.14w(Ab+An)-0.14w(Or)。調(diào)整Q、A、P百分比，在Q-A-P實(shí)際礦物圖解中，邊緣相樣品落入正長(zhǎng)花崗巖區(qū)間; 中心相樣品落入二長(zhǎng)花崗巖區(qū)間(圖7)，與顯微鏡下鑒定結(jié)果相一致。正長(zhǎng)花崗巖的分異指數(shù)(DI)為67.40和67.56，黑云母二長(zhǎng)花崗巖的分異指數(shù)為51.80～87.82，數(shù)據(jù)表明大營子巖體整體分異指數(shù)較高，中心相的分異程度低于邊緣相花崗巖。

表2 大營子巖體主量元素組成

注：樣品CF28和CF29代表邊緣相花崗巖；樣品H001、H002、H003、H004、07NZG-1、07NZG-2、07NZG-3和07NZG-4代表中心相花崗巖，其中，樣品 07NZG-1、07NZG-2、07NZG-3、07NZG-4為引用文獻(xiàn)[3]數(shù)據(jù)。下同。

圖6 大營子花崗巖w(K2O)-w(SiO2)圖解(a)和A/NK-A/CNK圖解(b)Fig.6 w(K2O)-w(SiO2)(a) and A/NK-A/CNK(b) diagrams of Dayingzi granite

注：石英符號(hào)為Q；鈣長(zhǎng)石為An；鈉長(zhǎng)石為Ab；正長(zhǎng)石為Or。

1.富石英花崗巖; 2.堿長(zhǎng)花崗巖; 3a.正長(zhǎng)花崗巖; 3b.二長(zhǎng)花崗巖; 4.花崗閃長(zhǎng)巖; 5.英云閃長(zhǎng)巖; 6.堿性長(zhǎng)石正長(zhǎng)巖；6*.石英堿性長(zhǎng)石正長(zhǎng)巖; 7.正長(zhǎng)巖; 7*.石英正長(zhǎng)巖; 8.二長(zhǎng)巖; 8*.石英二長(zhǎng)巖; 9.二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖; 9*.石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖; 10.閃長(zhǎng)巖; 10*.石英斜長(zhǎng)巖。圖7 大營子花崗巖QAP圖解Fig.7 QAP diagram of Dayingzi granite

4.2 稀土和微量元素

稀土和微量元素采用質(zhì)譜儀定量方法分析(ME-MS81)，不同元素的檢測(cè)線不同，但分析誤差小于5%。稀土元素及微量元素分析結(jié)果見表4。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，大營子花崗巖稀土總量(∑REE)總體上為(169.97～240.43)×10-6，稀土總量較高。LREE/HREE為4.11～11.87，表明花崗巖輕重稀土之間分餾較明顯。

稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(圖8a)顯示，大營子花崗巖總體表現(xiàn)出右傾趨勢(shì)并具有不同程度的Eu負(fù)異常。正長(zhǎng)花崗巖的δEu值為0.09和0. 20，明顯小于1，模式圖上表現(xiàn)為較強(qiáng)的負(fù)異常; 黑云母二長(zhǎng)花崗巖的δEu值為0.40～0.63，也小于1，Eu負(fù)異常程度低于正長(zhǎng)花崗巖。銪(Eu)負(fù)異通常被認(rèn)為源區(qū)有斜長(zhǎng)石殘留或巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異。

微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖8b)顯示，不相容元素總體上呈右傾趨勢(shì)。與原始地幔相比，大離子親石元素(LILE)Rb、Th相對(duì)富集，Ba、Sr相對(duì)虧損；高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Ti等相對(duì)虧損，虧損P元素。其中，邊緣相花崗巖的U、Ba和Sr質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于中心相。U和Ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般都趨向于富集在巖漿演化的晚期階段[15]，中心相花崗巖的這種微量元素特征，暗示了大營子巖體中心相花崗巖形成晚于邊緣相。

5 討論

5.1 大營子巖體多期次侵入的證據(jù)

巖漿在不同期次侵入時(shí)在接觸帶附近一般會(huì)保留諸如冷凝邊、混染帶，或者不同巖體間相互穿插的地質(zhì)證據(jù)。由于大營子巖體不同相帶間接觸界線大部分被第四系堆積物和黏土覆蓋，長(zhǎng)期被認(rèn)為是同一期次巖漿作用的分異產(chǎn)物。

表4 大營子巖體稀土元素和微量元素組成

注:元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-6。

圖8 大營子巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(a)和微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖(b)Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns (a)and Primitive mantle-normalized Spider diagram for Dayingzi granite(b)

本次研究從以下幾個(gè)方面證實(shí)了大營子巖體是個(gè)復(fù)合巖體，是巖漿多期次侵入的產(chǎn)物。

1)巖性的差異及空間產(chǎn)狀: 前已述及，大營子花崗巖主體巖性包括正長(zhǎng)花崗巖和黑云母二長(zhǎng)花崗巖。其中: 正長(zhǎng)花崗巖位于巖體的外圍，SW和NE側(cè)與晚侏羅世中酸性火山熔巖及新近紀(jì)的漢諾壩玄武巖相接觸，是目前正在勘探的季家溝鉬礦的賦礦圍巖。輝鉬礦、黃銅礦和黃鐵礦等金屬硫化物在正長(zhǎng)花崗巖中呈斑雜狀、星點(diǎn)狀、浸染狀或者細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出，圍巖蝕變可見鉀化、綠簾石化、高嶺石化和硅化。正長(zhǎng)花崗巖形式上是礦體的賦礦圍巖，但礦石礦物在正長(zhǎng)花崗巖中呈浸染狀賦存的地質(zhì)現(xiàn)象，在一定程度上暗示了巖體與和成礦有密切的成因聯(lián)系，需進(jìn)一步加以證實(shí)。

黑云母二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖位于大營子巖體的中間部位，地貌上略高于邊緣的正長(zhǎng)花崗巖。巖體內(nèi)含有不同規(guī)模的閃長(zhǎng)玢巖、煌斑巖等脈巖，是赤峰市碾子溝鉬礦的賦礦圍巖。輝鉬礦、黃鐵礦及黃銅礦等金屬硫化物在巖體中主要以大脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀產(chǎn)出，圍巖蝕變可見硅化、鉀化、綠泥石化、絹云母化和碳酸鹽化等類型。

2)巖石地球化學(xué)差異: 不同巖相間的巖石主量元素、微量元素及稀土元素含量不同。邊緣相正長(zhǎng)花崗巖較中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖，具有高硅、低鋁、貧鈣和更明顯的Eu負(fù)異常，邊緣相花崗巖微量元素U、Ba和Sr明顯低于中心相花崗巖。巖石地球化學(xué)特點(diǎn)的差異，可能是巖漿多期活動(dòng)的顯著標(biāo)志。

3)同位素測(cè)年成果: 前人對(duì)大營子巖體中部的碾子溝鉬礦床曾做了大量的同位素測(cè)年工作，陳志廣等[6]曾對(duì)中心相的黑云母二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行Rb-Sr法測(cè)年，得到(167.0±1.5) Ma的全巖Rb-Sr年齡; 張作倫等[7,16]則分別采用鋯石U-Pb法和輝鉬礦Re-Os法對(duì)黑云母二長(zhǎng)花崗巖和鉬礦石進(jìn)行定年，得到(152.4±1.6) Ma的成巖年齡和平均(152.4±1.3) Ma的成礦年齡，且成礦熱液具有巖漿硫特征，明確了中心相花崗巖既可能是鉬礦床的含礦母巖也是礦體有利圍巖。本次工作對(duì)大營子巖體正長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb法測(cè)年得到成巖年齡為(267.6±2.8) Ma，與前人[6-7]測(cè)年結(jié)果明顯不同，與代表西伯利亞板塊與華北板塊東北延縫合線的造山后A 型花崗巖的巖性及時(shí)代相似，查明該巖體是不同期次巖漿侵入的復(fù)合巖體。

5.2 大營子巖體多期次侵位的地質(zhì)意義

斑巖型礦床通常被認(rèn)為是殼-幔相互作用區(qū)域成礦的典型實(shí)例[17-19]。傳統(tǒng)上，大型--巨型斑巖Cu、Mo礦多產(chǎn)于巖漿弧(島弧、陸緣弧)環(huán)境，諸如安第斯Cu礦帶和西太平Cu礦帶，含礦斑巖巖漿起源于和大洋板塊俯沖作用有關(guān)的弧巖漿[19-23]。斑巖成礦的前提是俯沖洋殼或者俯沖帶下部楔形地幔過渡帶的部分熔融，形成富含揮發(fā)分的鈣堿性花崗質(zhì)巖漿，通過殼-幔物質(zhì)相互交換、遷移與再分配[15,18,24-27]，淺成--超淺成侵位形成斑巖型礦床。除此之外，斑巖型礦床還可產(chǎn)于碰撞造山帶甚至陸內(nèi)環(huán)境中。例如，中國藏東玉龍斑巖銅礦帶、藏南岡底斯斑巖銅礦帶、中國東部德興斑巖銅礦田和長(zhǎng)江中下游成礦帶等均有數(shù)量較多的斑巖型礦床，含礦巖漿通常起源于加厚的新生鎂鐵質(zhì)下地殼或拆沉的古老下地殼[28-30]，也同樣是幔源巖漿底侵作用引發(fā)的殼-幔物質(zhì)和能量交換的集中體現(xiàn)。

毛景文等[3,31-33]曾對(duì)中國北方中生代成礦作用作了綜合性研究，認(rèn)為中國北方出現(xiàn)過3次大規(guī)模成礦作用，分別對(duì)應(yīng)于200～160、140、120 Ma三個(gè)時(shí)期。2012年陳衍景等[34]在總結(jié)中國東北鉬礦床地質(zhì)特征得出中國鉬礦的成礦時(shí)間集中在250～210、190～160和150～110 Ma。葛文春等[35]總結(jié)中國東部斑巖型銅鉬礦成礦背景時(shí)認(rèn)為中國東部銅鉬礦床主要形成于185～170和145～130 Ma。陳志廣等[1-2,6]總結(jié)西拉木倫成礦帶鉬礦床成礦時(shí)代可以分為3個(gè)階段，主要集中在260～220、180～160和140～120 Ma。大營子邊緣相正長(zhǎng)花崗巖和堿長(zhǎng)花崗巖及季家溝鉬礦，巖漿作用及成礦對(duì)應(yīng)于260～220 Ma的成礦時(shí)期; 大營子巖體中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖及碾子溝鉬礦，則對(duì)應(yīng)于180～160 Ma的成礦時(shí)期，與其東部37 km的雞冠山斑巖型鉬礦相似[36]。

前人[9,11]研究認(rèn)為，西拉木倫構(gòu)造帶是二疊紀(jì)末期西伯利亞地塊與華北板塊發(fā)生碰撞的縫合線。晚海西--早印支期，該區(qū)域處于華北克拉通北緣造山晚期到后造山環(huán)境，局部伸展應(yīng)力作用誘發(fā)了下地殼的部分熔融，形成晚古生代--早中生代與鉬礦相關(guān)的花崗質(zhì)巖漿巖。印支--早燕山期，西伯利亞板塊與華北板塊的進(jìn)一步俯沖碰撞，使得西拉木倫縫合帶沿線發(fā)生擠壓造山且一直持續(xù)到中侏羅世[37]；與此同時(shí)，古太平洋板塊向亞洲大陸俯沖，也在一定程度上共同促進(jìn)了西拉木倫成礦帶的碰撞擠壓，120～145 Ma造山后的陸內(nèi)伸展及巖石圈大規(guī)模減薄，是誘發(fā)花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)的主要因素[18,28,30]，區(qū)域上不同時(shí)代的巖漿在同一空間復(fù)合侵位，暗示了存在著多期構(gòu)造疊加及構(gòu)造體質(zhì)的轉(zhuǎn)折。

其實(shí)，早在20多年前，老一代礦床學(xué)家們就曾指出，我國許多斑巖型和斑巖-矽卡巖型礦床具有“多位一體”的成礦特點(diǎn)，即花崗質(zhì)巖漿的源巖多樣性及巖漿-熱液多重就位是造成斑巖型、矽卡巖型及其他熱液型礦床在多重空間分布的重要原因之一[38]。目前資料顯示，興蒙造山帶東段一些與中生代花崗巖有關(guān)的鉬礦床，與二長(zhǎng)花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖具有密切的成因關(guān)系[15,19,39-42]。但同時(shí)，這些賦礦花崗巖空間上與堿長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖相伴生，它們是巖相分異還是多期侵入的復(fù)合巖體缺少具體的地質(zhì)工作。大營子巖體是西拉木倫成礦帶上典型的復(fù)合巖體，巖漿多期次侵入的結(jié)果不僅使巖體規(guī)模變大，更重要的是不同期次的花崗質(zhì)巖漿作用的疊加，一定程度上會(huì)促進(jìn)成礦物質(zhì)與能量的交換、遷移與再分配。這種花崗質(zhì)巖漿的源巖多樣性及巖漿-熱液多重就位及其成礦特點(diǎn)，對(duì)西拉木倫成礦帶相似花崗巖及其成礦研究具有重要的指示意義。

6 結(jié)論

1)巖體邊部的正長(zhǎng)花崗巖具有(267.6±2.8) Ma的鋯石U-Pb年齡，形成于晚海西期，為華北克拉通北緣造山后伸展誘發(fā)的巖漿產(chǎn)物。中心部位的黑云母二長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡為 (152.4±1.6 ) Ma，為晚侏羅世造山后巖石圈伸展環(huán)境下巖漿產(chǎn)物。

2)大營子花崗巖巖性包括有邊緣相正長(zhǎng)花崗巖和中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖，具有高硅、準(zhǔn)鋁-過鋁質(zhì)、富堿、低鎂、貧鈣的特點(diǎn)，屬于鈣堿性巖石。稀土元素組成總體含量較高，輕、重稀土分餾明顯，Eu負(fù)異常顯著。富集大離子親石元素(LILE)Rb、Th,相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Ti,虧損P元素。其中，邊緣相正長(zhǎng)花崗巖與中心相的黑云母二長(zhǎng)花崗巖相比較，相對(duì)高硅、低鋁、貧鈣且有更明顯的Eu負(fù)異常，微量元素U、Ba和Sr 明顯低于中心相花崗巖。

3)大營子花崗巖中心相黑云母二長(zhǎng)花崗巖和邊緣相正長(zhǎng)花崗巖,無論是巖石巖性和產(chǎn)出形態(tài)的不同，還是同位素測(cè)年結(jié)果的不同及巖石地球化學(xué)的差異，都表明大營子巖體是一個(gè)巖漿多期侵位的復(fù)合巖體。

4)大營子巖體多期疊加侵位，有利于成礦物質(zhì)與能量的交換、遷移與再分配，一定程度上能夠促進(jìn)區(qū)域成礦。本次研究可為區(qū)域上花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)及相關(guān)的多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)提供參考。

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Multi-Stage Intrusive Evidence and Geological Significance of Dayingzi Granite in Chifeng，Eastern Inner Mongolia

Xi Aihua1,Ma Yanjun1,Ge Yuhui2,Tang Xiangyang3,Liu Shuai1,Xu Bowen1,Liu Jue1

1.CollegeofEarthSciences，JilinUniversity，Changchun130061，China2.CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China3.CollegeofAppliedTechnology，JilinUniversity，Changchun130012，China

Dayingzi granite, which located in northwest Chifeng, Inner Monggolia, attracts great attention for its relation with Nianzigou molybdenum deposit in recent years. Our study shows that there are significant differences between the interior biotite monzonitic granite and the marginal orthoclase granite on the field occurrence, lithofacies, ore potentiality, petrological geochemistry and isotope chronology. These indicate that the granite is a composite rockmass with multistage intrusion. The overall geochemical features of Dayingzi granite is characterized by its high silicon,aluminumrich , alkali-rich , low magnesium , calcium-poor characteristics, with the enrichment of large ion lithophile elements (LILE)Rb，Th, while depleted of high field strength elements (HFSE) Ti, and P. The content of rare earth elements is high, obvious fractionation of light away from heavy rare earth with remarkable Eu negative anomaly. Even more remarkable Eu negative anomaly and lower trace elements of U, Ba and Sr are detected in marginal orthoclase granite than biotite granite. As ore-hosting rock of Jijiagou molybdenum deposit, the marginal orthoclase granite is a product of magmatism process in north margin of North China craton during Hercynian-Early Indo-Chinese epoch as indicated by its U-Pb isotopic age of (267.6±2.8); while as ore-hosting rock of Nianzigou molybdenum deposit, the interior biotite adamellite with a U-Pb isotopic age of (152.4±1.6) Ma, is a product of the intra-continental extension in a postorogenic or the large scale lithosphere thinning environment during Indo-Chinese Early Yanshanian.

Dayingzi granite; composite intrusion; Zircon U-Pb dating;geochemistry; Chifeng City in Inner Mongolia

10.13278/j.cnki.jjuese.201503112.

2014-08-12

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272095)：中國地質(zhì)調(diào)查局計(jì)劃項(xiàng)目(1212011085198)

郗愛華(1963--)，女，副教授，主要從事固體礦產(chǎn)勘查方向研究，E-mail:aihuaxi@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201503112

P588.1;P588.192.6

A

郗愛華,馬艷軍,葛玉輝，等.內(nèi)蒙古赤峰市大營子花崗巖體多期次侵入的證據(jù)及其地質(zhì)意義.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(3):791-803.

Xi Aihua ,Ma Yanjun, Ge Yuhui，et al.Multi-Stage Intrusive Evidences and Geological Significance of Dayingzi Granite in Chifeng，Eastern Inner Mongolia.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(3):791-803.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201503112.