內(nèi)蒙古杰仁蘇木查干諾爾火山巖地球化學(xué)特征及鋯石U-Pb定年

■賈曉青 來林 張學(xué)斌

（天津市地質(zhì)調(diào)查研究院天津300191）

內(nèi)蒙古杰仁蘇木查干諾爾火山巖地球化學(xué)特征及鋯石U-Pb定年

■賈曉青 來林 張學(xué)斌

（天津市地質(zhì)調(diào)查研究院天津300191）

內(nèi)蒙古西烏旗杰仁蘇木地區(qū)發(fā)育查干諾爾火山巖，巖性為一套變質(zhì)安山巖、變質(zhì)玄武巖組合。SiO2含量為49.46-58.81%，為一套中基性的亞堿性巖石。變質(zhì)安山巖的鋯石U-Pb年齡為328.6±2.0Ma，應(yīng)為早石炭世。根據(jù)稀土、微量元素特征，屬于俯沖帶的產(chǎn)物，說明本區(qū)在早石炭世屬于島弧的構(gòu)造環(huán)境。

查干諾爾火山巖地球化學(xué)特征鋯石U-Pb定年

興蒙造山帶位于西伯利亞板塊、華北塊體和太平洋板塊之間，屬中亞-蒙古巨型造山帶的東段［1］，是顯生宙重要的陸殼增生區(qū)［2-3］對興蒙造山帶及鄰區(qū)地質(zhì)構(gòu)造格局和構(gòu)造演化的認(rèn)識有一個(gè)不斷認(rèn)識和發(fā)展的過程，其獨(dú)特而復(fù)雜的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)和演化歷史［4-12］，吸引著眾多地質(zhì)學(xué)家的目光。其內(nèi)發(fā)育許多規(guī)模巨大的侵入巖體，對研究興蒙造山帶形成以及演化動(dòng)力學(xué)機(jī)制具有重要意義。

內(nèi)蒙古錫林浩特地區(qū)位于內(nèi)蒙古中部即興蒙造山帶范圍內(nèi)，處于賀根山蛇綠巖帶和溫都爾廟-西拉木倫河縫合帶之間，是研究古亞洲洋構(gòu)造演化的重要部位。該區(qū)出露的查干諾爾火山巖，儲存了大量晚古生代構(gòu)造演化信息，因此本文依托內(nèi)蒙古1:5萬扎布其爾等五幅區(qū)調(diào)項(xiàng)目，選擇杰仁蘇木出露的查干諾爾火山巖進(jìn)行巖石學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)研究，探討其形成的構(gòu)造環(huán)境，以期為該地區(qū)的晚古生代構(gòu)造演化提供新的依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置上處于西伯利亞板塊南緣增生帶與華北板塊北緣增生帶的碰撞接壤部位，賀根山蛇綠巖帶和溫都爾廟-西拉木倫河縫合帶之間。晚古生代的主要地質(zhì)建造有：本巴圖組淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，其中間發(fā)育查干諾爾火山巖淺海相中基性火山巖夾碎屑巖建造；阿木山組淺海相碳酸鹽巖夾碎屑巖建造；下二疊統(tǒng)壽山溝組半深海-海陸交互相含豐富的動(dòng)、植物化石的碎屑巖建造；下-中二疊統(tǒng)大石寨組淺海相碎屑巖夾中-酸性火山巖建造；中二疊統(tǒng)哲斯組淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造；以及中-晚泥盆世、石炭紀(jì)、早-中二疊世各類侵入巖構(gòu)成，被中新生代地層所覆蓋。

2　巖石學(xué)特征

查干諾爾火山巖出露于中部太基敖包至杰仁蘇木一線，呈北東東向展布，組成巖性有：暗綠色變安山巖、灰綠色變安山質(zhì)玄武巖、深灰色變安山質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、暗綠色變質(zhì)玄武巖、灰綠色絹云綠泥千枚巖、千枚狀粉砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)板巖等，為一套中基性海相火山熔巖、火山碎屑巖夾陸源碎屑巖組合，位于本巴圖組上部，覆蓋于本巴圖組沉積巖之上，頂部被阿木山組整合覆蓋，出露于測區(qū)石炭系北東東向向斜兩翼，受區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)影響，普遍呈低綠片巖相變質(zhì)。

蝕變安山巖：黃綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)微粒狀結(jié)構(gòu)，杏仁狀構(gòu)造。巖石由斑晶、基質(zhì)兩部分組成。斑晶為斜長石，呈半自形板狀，雜亂分布，部分聚斑狀產(chǎn)出，粒度0.2～4mm不等，高嶺土化、絹云母化明顯，含量40%。基質(zhì)由長石、石英等組成。長石、石英呈微粒狀，重結(jié)晶明顯，粒間似鑲嵌狀分布，粒度一般＜0.05mm，少數(shù)長石保留半自形板狀晶形，粒度0.05-0.15mm，輕高嶺土化、絹云母化。鱗片狀絹云母、綠泥石集合體似條紋狀繞斑晶分布。巖內(nèi)多見粒度為0.3-2.5mm的杏仁體，近橢圓狀、似豆莢狀，雜亂分布，被綠泥石、硅質(zhì)等充填。巖內(nèi)見少量裂隙，被碳酸鹽等充填。

變質(zhì)玄武巖：灰綠色，變余斑狀結(jié)構(gòu)-基質(zhì)變余似間粒結(jié)構(gòu)，似板狀構(gòu)造。巖石由斑晶、基質(zhì)構(gòu)成。斑晶由斜長石、暗色礦物構(gòu)成，一般0.2-4.0mm，雜亂分布，多呈聚斑、聯(lián)斑狀。斜長石半自形-近半自形板狀，已變?yōu)榻佋颇?、綠簾石及少量鈉長石的集合體呈假像。暗色礦物半自形短柱狀、粒狀等，已變?yōu)殛柶鹗蜿柶鹗募象w局部被綠泥石、硅質(zhì)、碳酸鹽交代呈似輝石假像?；|(zhì)主要由陽起石、綠簾石、絹云母、鈉長石構(gòu)成，粒徑一般＜0.1mm，總體略顯定向分布，在單偏光下隱約顯示間粒結(jié)構(gòu)。陽起石它形柱狀、纖柱狀、粒狀等，淡綠色，多色性弱。綠簾石它形微粒狀。絹云母鱗片狀。鈉長石它形粒狀。見少量被綠簾石、石英、碳酸鹽、鈉長石等充填的微裂隙。

3　巖石地球化學(xué)

本次工作在杰仁蘇木剖面中采取了6件樣品進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析。

3.1主元素特征

SiO2含量為49.46-58.81%，介于基性與中性之間，根據(jù)TAS投圖顯示其巖石投點(diǎn)位于玄武巖，玄武安山巖的區(qū)間內(nèi)。根據(jù)AR-SiO2結(jié)果顯示，為亞堿性系列巖石，根據(jù)AFM投圖結(jié)果顯示，巖石位于鈣堿性系列和拉斑玄武系列之間，部分位于拉斑系列，部分為鈣堿性系列。根據(jù)Na2O-K2O投圖結(jié)果顯示，巖石呈兩組分異的特點(diǎn)，部分可能與風(fēng)化淋濾作用有關(guān)，整體呈鉀質(zhì)巖石的特點(diǎn)。綜上，此套古生代火山巖為一套中基性的亞堿性巖石。

3.2稀土元素特征

稀土總量為 69.36-109.93，稀土含量較少，其中LERR/HERR=2.84-5.49，輕稀土較重稀土富集，LaN/YbN=2.84-5.49，稀土分配斜率不大。配分曲線表現(xiàn)為右傾，輕、重稀土分異不明顯，δEu為0.92-1.01，不具負(fù)Eu異常，稀土元素特征與基性的亞堿性火山巖特征一致。

3.3微量元素特征

根據(jù)微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，其Pb正異常，Nb、Ti負(fù)異常，顯示殼源巖石的特點(diǎn)，根據(jù)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解顯示巖石總體富集大離子親石元素，貧高場強(qiáng)元素Nb、Ta，大離子親石元素Pb、Ba相對富集。

4　鋯石U-Pb定年

鋯石的挑選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石樣品的制靶和陰極發(fā)光實(shí)驗(yàn)在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司制備，

鋯石U-Pb年齡在天津地質(zhì)調(diào)查中心激光剝蝕等離子體質(zhì)譜儀（LA-ICP-MS）上測定。變質(zhì)安山巖CL圖像顯示，鋯石多數(shù)形狀為短柱狀，大部分鋯石發(fā)育致密韻律環(huán)帶，具有較高的Th/U比值（大于0.4），顯示巖漿成因特征，剔除個(gè)別數(shù)據(jù)后，加權(quán)平均值為328.6±2.0Ma（MSWD=2.1），代表巖漿侵位年齡。

5　討論

查干諾爾火山巖3構(gòu)造判別圖解（圖2）顯示，巖石都位于A區(qū)，即為鈣堿性玄武巖區(qū)，代表了島弧火山巖的特點(diǎn)，屬于俯沖帶的產(chǎn)物，說明早石炭世本區(qū)屬于島弧構(gòu)造環(huán)境。

6　結(jié)論

（1）查干諾爾火山巖SiO2含量為49.46-58.81%，根據(jù)TAS投圖顯示其巖石投點(diǎn)位于玄武巖，玄武安山巖的區(qū)間內(nèi)，為一套中基性的亞堿性火山巖組合。

（2）變質(zhì)安山巖的鋯石U-Pb年齡為328.6±2.0Ma，所測鋯石均為巖漿成因，其年齡能夠代表火山巖的形成時(shí)代，應(yīng)劃歸為早石炭世。

（3）查干諾爾火山巖屬于俯沖帶的產(chǎn)物，說明本區(qū)在早石炭世屬于島弧的構(gòu)造環(huán)境。

［1］李雙林等.興蒙造山帶及鄰區(qū)的構(gòu)造格局與構(gòu)造演化.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，998，18 （3）：45～54.

［2］李錦軼等.北亞造山區(qū)南部及其毗鄰地區(qū)地殼構(gòu)造分區(qū)與構(gòu)造演化 ［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，39（4）：584～605

［3］潘世語等.內(nèi)蒙古蘇右旗晚石炭世本巴圖組火山巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義 ［J］.世界地質(zhì).31（1）；40-50

［4］湯文豪等.內(nèi)蒙古蘇右旗查干諾爾石炭系本巴圖組火山巖地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào).47（2）：321-330.

P624［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-127-1