內(nèi)蒙古蘇尼特左旗白音烏拉地區(qū)霓石堿性花崗巖地質(zhì)特征及構(gòu)造環(huán)境

陶繼雄，李文圣，柴輝，王紅斌，薛培哲，駱同偉，馬騰飛

（內(nèi)蒙古礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司，呼和浩特 010020）

內(nèi)蒙古蘇尼特左旗白音烏拉地區(qū)霓石堿性花崗巖地質(zhì)特征及構(gòu)造環(huán)境

陶繼雄，李文圣，柴輝，王紅斌，薛培哲，駱同偉，馬騰飛

（內(nèi)蒙古礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司，呼和浩特 010020）

白音烏拉地區(qū)位于二連-賀根山蛇綠巖帶北側(cè)，屬于西伯利亞板塊東南緣古生代增生帶。該地區(qū)的霓石堿性花崗巖含霓石、鈉閃石等特征性堿性暗色礦物；總體上具有高硅、高堿的特征，屬過堿質(zhì)高鉀鈣堿性系列；輕稀土分餾程度較高，重稀土分餾程度較低，強(qiáng)烈虧損元素Eu；微量元素具有A型花崗巖的特征；同位素測(cè)年獲得273±4.4 Ma（MSWD=1.4）、283.2±1.9 Ma（MSWD=2.4）兩組鋯石U-Pb年齡，確定其形成于早二疊世板塊碰撞后的伸展環(huán)境，屬于造山后A型花崗巖。

白音烏拉地區(qū)；霓石堿性花崗巖；A型花崗巖；構(gòu)造環(huán)境；板塊碰撞

A型花崗巖作為深源巖石之一，其成因機(jī)制還存在較大爭(zhēng)議，但其形成于拉張或非擠壓的構(gòu)造環(huán)境已成共識(shí)[1-3]。拉張地殼的減薄在時(shí)空上往往與深部熱活動(dòng)有密切關(guān)系。A型花崗巖的形成多歸因于熱的軟流圈地幔向上運(yùn)動(dòng)，為其形成提供了必要的熱和物源，且會(huì)引起大范圍的地殼物質(zhì)熔融。因此A型花崗巖一定程度上可以指示巖石圈減薄、軟流圈地幔上涌的時(shí)間過程及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制[4]。巖漿形成、分布及演化與構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)，通常作為恢復(fù)古大地構(gòu)造環(huán)境的重要組成部分[5]，在造山帶演化過程中，可以作為預(yù)示構(gòu)造環(huán)境由活動(dòng)板塊邊緣俯沖環(huán)境向造山后穩(wěn)定的板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變的標(biāo)志[6]，可做為研究板塊拼合及大洋最終關(guān)閉時(shí)限有力證據(jù)的重要載體。

內(nèi)蒙古蘇尼特左旗白音烏拉地區(qū)位于興蒙造山帶北部造山帶二連-賀根山斷裂帶之北，該地區(qū)發(fā)育著大量的晚石炭世-早二疊世侵入巖，是研究興蒙造山帶北部造山帶巖漿演化和構(gòu)造格局演變的重要地區(qū)之一。洪大衛(wèi)等[7]認(rèn)為西伯利亞板塊南緣白音烏拉-東烏珠穆沁旗帶的堿性花崗巖生成于張性的構(gòu)造環(huán)境，屬于造山后的A型花崗巖，可作為造山作用結(jié)束的標(biāo)志。張玉清等[8]對(duì)該堿性花崗巖帶東延?xùn)|烏珠穆沁旗京格斯臺(tái)地區(qū)堿性花崗巖進(jìn)行了同位素年代學(xué)及地球化學(xué)特征的研究，獲得284.8±1.1 Ma（單顆粒鋯石）年齡，認(rèn)為其屬陸內(nèi)造山作用（伸展構(gòu)造環(huán)境）的產(chǎn)物。

本文以2013—2015年完成的“內(nèi)蒙古1/5萬(wàn)查干陶勒蓋嘎查（L49E023020）、占巴音浩特（L49E 023021）、白音烏拉公社（L49E023022）、達(dá)日罕烏拉公社（L49E024020）幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”項(xiàng)目資料為依據(jù)，對(duì)該地區(qū)發(fā)育的一條近東西向霓石堿性花崗巖侵入體（圖1），在野外工作和巖相學(xué)、巖石化學(xué)、地球化學(xué)、同位素年代學(xué)資料分析基礎(chǔ)上，對(duì)其巖石成因及構(gòu)造背景進(jìn)行了初步分析，以期為興蒙造山帶北部晚古生代構(gòu)造演化、華北板塊與西伯利亞板塊碰撞等大地構(gòu)造演化歷史提供一些新的證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于二連-賀根山蛇綠巖帶北側(cè)，大地構(gòu)造位置屬西伯利亞板塊東南古生代陸緣增生帶。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為上石炭統(tǒng)寶力高廟組陸相火山巖，新近系寶格達(dá)烏拉組砂巖，第四系沖洪積、湖積物及砂礫石層。出露的侵入巖主要有石炭紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖，二疊紀(jì)霓石堿性花崗巖、石英正長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖（圖1）。

本文報(bào)道的霓石堿性花崗巖主要分布在該區(qū)北部，出露面積約25 km2，總體呈北東向條帶狀分布（圖1），侵入寶力高廟組火山巖，外接觸帶局部巖石具角巖化，與圍巖接觸面產(chǎn)狀陡立。巖石類型主要為中細(xì)粒霓石堿性花崗巖，灰白色-淺肉紅色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。其組成有條紋長(zhǎng)石：呈邊部不整齊的板狀，或不規(guī)則狀，表面泥化較強(qiáng)，多具不規(guī)則狀條紋構(gòu)造，少數(shù)條紋長(zhǎng)石與石英呈文象連晶，礦物粒度在0.2～4 mm之間，含量63%～67%；鈉長(zhǎng)石：呈板狀，邊部不整齊，絹云母化中等，具細(xì)密鈉長(zhǎng)雙晶，有的顆粒具反條紋構(gòu)造，粒度0.4～1.5 mm，含量5%；霓石：呈柱狀，他形粒狀，具淺褐色-綠色多色性，近直角相交的兩組解理，負(fù)延長(zhǎng)高突起，粒度0.1～0.8 mm，含量4%～7%；黑云母：鱗片狀，粒度＜0.2 mm，分布在霓石附近，含量2%；石英：他形粒狀，粒度0.2～3 mm，含量21%；榍石：粒狀，含量為少量。磁鐵礦：含量＜2%。見圖2。

2 巖石化學(xué)、巖石地球化學(xué)特征

霓石堿性花崗巖主量元素分析結(jié)果見表1，從表中可知巖體的SiO2=73.8%～76.79%，K2O=3.46%～4.98%，Na2O=4.15%～5.14%?？傮w上具有高硅、高堿的特征。低TFeO、CaO、TiO2、MgO和P2O5。巖石鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.82-0.98，在A/CNK-A/NK圖解上，除一個(gè)樣品落入準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域外，均位于過堿質(zhì)區(qū)域內(nèi)（圖3）；在SiO2-K2O圖解中，所有樣品均落入高鉀鈣堿性系列區(qū)（圖4）。

霓石堿性花崗巖稀土元素含量及其微量元素含量分別見表2、表3。從表2可知：稀土總量偏高，∑REE=122.26×10-6～246.52×10-6。輕稀土分餾程度較高，重稀土分餾程度較低，強(qiáng)烈虧損元素Eu，（La/Yb）N=2.22～4.73，δEu=0.51～0.61，稀土配分曲線具右傾V型特征（圖5）。從表3及標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6）上可以看出：微量元素高Ga、Zn、Zr、Nb、和Y，貧Ba、Nb、Sr、P、Ti，在微量元素蛛網(wǎng)圖上形成V型谷；具有明顯的A型花崗巖特征。

3 鋯石U-Pb同位素年代學(xué)

本次在霓石堿性花崗巖侵入體不同位置采集了兩件樣品（D1035-TW1、D4012-TW1）進(jìn)行鋯石U-Pb測(cè)年。

樣品D1035-TW1由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用SHRIMP鋯石U-Pb年齡原位分析法進(jìn)行了年齡測(cè)定，其測(cè)試結(jié)果見表4。樣品D1035鋯石陰極發(fā)光照片中可以看出，鋯石多呈長(zhǎng)柱狀或短柱狀，長(zhǎng)寬比約2/1-15/1，不透明，具有韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，Th、U含量高，鋯石Th/U比值介于0.85～1.66，一般均在1.0以上，陰極發(fā)光圖像顯示其大部分鋯石都發(fā)育有明顯的生長(zhǎng)韻律環(huán)帶，為典型的巖漿結(jié)晶鋯石。12個(gè)測(cè)點(diǎn)集中分布于一致曲線上或其附近（圖7）。其206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為273±4.4 Ma（MSWD=1.4）。

樣品D4012-TW1鋯石分選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成，鋯石制靶、陰極發(fā)光均由北京迅得豐科技發(fā)展有限公司完成。鋯石U-Pb定年測(cè)試分析在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成，分析所用的LA-MC-ICP-MS由NewWave的193 nm激光剝蝕系統(tǒng)和Thermo Fisher的Neptune多接收等離子體質(zhì)譜儀組成。本次分析的激光剝蝕斑徑為35 μm，頻率為8 Hz，能量為5 mJ。分析時(shí)采用GJ-1作為年齡外標(biāo)，NIST610作為元素含量外標(biāo)。數(shù)據(jù)處理采用中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）劉勇勝教授開發(fā)的ICPMSDataCal程序，最后用Ludwig的Isoplot/ Ex_ver3程序?qū)︿喪挲g作圖。其測(cè)試結(jié)果見表5。由樣品D4012-TW1鋯石陰極發(fā)光照片中可以看出，樣品中的鋯石多呈長(zhǎng)柱狀或短柱狀，長(zhǎng)寬比約2/1-1/ 1，不透明，具有韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，Th、U含量高，鋯石Th/U比值介于0.65～1.47，一般均在0.8以上，陰極發(fā)光圖像顯示其大部分鋯石都發(fā)育有明顯的生長(zhǎng)韻律環(huán)帶，為典型的巖漿結(jié)晶鋯石（圖8）。24個(gè)測(cè)點(diǎn)集中分布于一致曲線上或其附近（圖8），其206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為283.2±1.9 Ma（MSWD=2.4）。

由上述2件樣品測(cè)試結(jié)果看，在同一個(gè)侵入體不同位置樣品加權(quán)平均年齡出現(xiàn)相差約10 Ma的現(xiàn)象，究其原因，我們考慮大概是測(cè)試方法的不同出現(xiàn)的這一現(xiàn)象。另外，對(duì)于分布于二連-賀根山斷裂帶之北靠南側(cè)的該條堿性花崗巖帶中，洪大衛(wèi)[7]分別在白音烏拉、祖橫得楞、扎那烏拉三地獲得同位素年齡286±3 Ma、284±3 Ma～276±7 Ma、277±3 Ma（全巖Rb-Sr等時(shí)線）；Zhang et al.[10]在白音烏拉一帶的堿性花崗巖中采用鋯石LA-MC-ICPMS法獲得年齡為290±2.6 Ma、289±2.2 Ma、288.3±2.3 Ma、290±2.2 Ma；Tong et al.[11]采用SIMS法獲得年齡為285.1± 1.2 Ma。這一系列年齡印證本區(qū)該類型堿性花崗巖形成時(shí)代在早二疊世中期。

4 巖石成因及構(gòu)造環(huán)境判別

4.1 巖石成因

研究區(qū)霓石堿性花崗巖體礦物組合以鉀長(zhǎng)石和石英為主，少量斜長(zhǎng)石和黑云母，及少量的暗色礦物。巖石總體上高硅、富堿、貧鈣、鎂，NK/A值為0.87～0.99，全部大于0.85，全堿ALK（Na2O+K2O）為8.62%～9.51%，均大于8.5%。符合Whalen等[1]給出的A型花崗巖NK/A（0.85）和ALK（8.5%）的底線值。稀土元素具配分曲線呈現(xiàn)“海鷗”式A型花崗巖特征；微量元素10000Ga/Al為2.69-3.87，高于A型花崗巖下限值2.6，同時(shí)（Zr＋Nb＋Ce＋Y）元素組合值（441.69×10-6～730.98×10-6），高于A型花崗巖下限值350×10-6。

在Whalen等（1987）[1]提出的一系列A型花崗巖判別圖解中，所有樣品點(diǎn)均落在A型花崗巖的區(qū)域（圖9）。

4.2 構(gòu)造環(huán)境

該區(qū)霓石堿性花崗巖具有A型花崗巖的地球化學(xué)特征，在非活性元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解Rb-Y+Nb上，該類樣品點(diǎn)主要落于晚造山-造山后伸展階段花崗巖（Post-CEG）區(qū)域內(nèi)（圖10）；在洪大衛(wèi)等（1995）[12]堿性花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖R1-10 000Ga/Al上，均落入造山后伸展階段區(qū)域；在構(gòu)造環(huán)境判別圖解R1-R2中落人同碰撞-晚造山期花崗巖區(qū)域內(nèi)（圖11）。代表了地區(qū)晚古生代造山階段已經(jīng)結(jié)束，早二疊世該區(qū)已進(jìn)入造山后伸展階段，霓石堿性花崗巖為造山后伸展階段的產(chǎn)物。

5 討論與結(jié)論

綜上所述，本區(qū)霓石堿性花崗巖具有以下特征：

（1）巖石中含霓石、鈉閃石等特征性堿性暗色礦物；總體上具有高硅、高堿特征，屬過堿質(zhì)高鉀鈣堿性系列。

（2）輕稀土分餾程度較高，重稀土分餾程度較低，強(qiáng)烈虧損元素Eu；微量元素具有A型花崗巖的特征。

（3）二連-賀根山蛇綠巖帶以北的地區(qū)發(fā)育著大量的晚古生代巖漿巖，前人對(duì)賀根山蛇綠巖帶以南的巖漿巖研究較多，而對(duì)賀根山蛇綠巖帶以北廣泛發(fā)育的巖漿作用只是近幾年部分研究者[13-15]及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作[16-17]才涉獵較多。而對(duì)于該處的堿性花崗巖前人[5，7，11]對(duì)其成因及構(gòu)造背景也曾開展了討論。

關(guān)于A型花崗巖的形成環(huán)境目前認(rèn)為通常形成于俯沖后伸展或非造山板內(nèi)伸展環(huán)境已經(jīng)得到了大量驗(yàn)證，使其可以作為伸展構(gòu)造背景的重要指示體。本區(qū)的霓石堿性花崗巖屬于造山后A型花崗巖，形成于板塊碰撞后的張性環(huán)境。

（3）在霓石堿性花崗巖侵入體中獲得SHRIMP鋯石U-Pb同位素年齡273±4.4 Ma（MSWD=1.4）；LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡283.2±1.9 Ma（MSWD=2.4），二組年齡基本接近，確定該侵入體形成時(shí)代為早二疊世。

綜合研究本區(qū)巖漿活動(dòng)歷程，認(rèn)為本區(qū)在早二疊世時(shí)大規(guī)模造山作用已經(jīng)結(jié)束，處于碰撞后的演化階段，進(jìn)入了由后造山向板內(nèi)演化的轉(zhuǎn)換階段。

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Geology and tectonic setting of the aerigite alkaline granite in
Baiyinwula,Sunitezuoqi,Inner Mongolia

TAO Ji-xiong,LI Wen-sheng,CHAI Hui,WANG Hong-Bin, XUE Pei-zhe,LUO Tong-Wei,MA Teng-fei

(Inner Mongolia Mining Exploitation Co.LTD,Huhehot 010020,China)

Baiyinwula is located in north of Erlian-Hegenshan ophiolite belt,which belongs to Paleozoic accretion zone of Siberia plate.The aerigite alkaline granite alkaline dark minerals such as aegirite and osannite,the rock contains high silicon and alkali,which belongs to calcalkaline series of basic and high potassium.Light rare earth is high fractionated,and heavy rare earth is light fractionated,Eu is strongly lost.Microelements have features of A-granite.Isotope dating gets two zircon U-Pb ages:273±4.4 Ma（MSWD=1.4）,283.2±1.9Ma（MSWD= 2.4）,which means the forming age in Early Permian.Tectonic setting shows it formed in tensional environment after plate collision,and belongs to post-orogenicA-granite.

Baiyinwula;aerigite alkaline granite;A-type granite;tectonic environment;plate collision

P588

A

1672－4135（2017）01－0013-09

2016-12-28

國(guó)家地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“內(nèi)蒙古1/5萬(wàn)查干陶勒蓋嘎查、占巴音浩特、白音烏拉公社、達(dá)日罕烏拉公社幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目（12120113055900）”

陶繼雄（1965-），男，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作，Email：nmtjx@163.com。