內(nèi)蒙古巴彥都蘭地區(qū)侵入巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造巖漿演化

鐘石玉, 方 鑫, 周 豹, 李志剛, 熊意林, 張凱玲

(1.湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034; 2.內(nèi)蒙古自治區(qū) 第五地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)院,內(nèi)蒙古 包頭 014000)

西伯利亞板塊東南緣興蒙造山帶中東部廣泛發(fā)育的晚古生代、中生代侵入巖,記錄了古亞洲洋的關(guān)閉、拼合造山及造山后的過(guò)程,備受廣大地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注。前人對(duì)這一地區(qū)同一構(gòu)造位置不同時(shí)代的侵入巖體的構(gòu)造屬性有不同認(rèn)識(shí),且前人的研究多集中在二連—賀根山構(gòu)造結(jié)合帶南側(cè),在結(jié)合帶北側(cè),也僅對(duì)晚古生代堿性花崗巖進(jìn)行了論述[1-2]。而對(duì)東烏旗西部不同侵入巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)研究尚未見(jiàn)有確切的報(bào)道,并缺乏完整造山階段巖漿事件的記錄。鑒于此,本文對(duì)東烏珠穆沁旗西部巴彥都蘭地區(qū)不同時(shí)代侵入巖進(jìn)行了巖體特征和巖石學(xué)、地球化學(xué)研究,探討了其成因和構(gòu)造背景,為興蒙造山帶造山過(guò)程與構(gòu)造巖漿演化提供了依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,侵入巖比較發(fā)育,約占區(qū)內(nèi)總面積的30%,以中三疊世鉀長(zhǎng)花崗巖為主,東部侏羅紀(jì)正長(zhǎng)斑巖較發(fā)育,其它類型侵入巖出露面積較小,分布局限。侵入巖體受控于區(qū)域構(gòu)造,呈北東向展布(見(jiàn)圖1)。

2 侵入巖體地質(zhì)與巖石學(xué)特征

2.1 早二疊世侵入巖

該期巖體僅零星分布于研究區(qū)中部或東部,巖性主要為閃長(zhǎng)巖(P1δ),呈小巖株出露?？梢?jiàn)其侵位于格根敖包組地層中,并被中三疊世鉀長(zhǎng)花崗巖與晚侏羅世石英正長(zhǎng)巖侵入。巖石主要由中長(zhǎng)石(45%)、角閃石(45%)、輝石(3%)及少量磁鐵礦組成,完好的中長(zhǎng)石和角閃石自形晶使巖石具有柱粒結(jié)構(gòu),粒度一般為1～2 mm。

2.2 中三疊世侵入巖

中三疊世侵入巖是區(qū)內(nèi)分布最廣的侵入巖,呈不規(guī)則的長(zhǎng)條形巖基產(chǎn)出,巖體長(zhǎng)軸作北東—南西向延伸,與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。該巖體西北側(cè)被第四系覆蓋,在研究區(qū)西部可見(jiàn)其侵入于寶力高廟組地層中,中部見(jiàn)其侵入于格根敖包組地層中,東部可見(jiàn)其侵位于閃長(zhǎng)巖體。

根據(jù)巖性及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),巖體可劃分為黑云母花崗巖(T2γβ)與鉀長(zhǎng)花崗巖(T2κγ),前者為巖體的西北緣。兩個(gè)巖體內(nèi)部相帶均較明顯,可劃分為邊緣相和過(guò)渡相,對(duì)應(yīng)于細(xì)粒與中粒結(jié)構(gòu)。

黑云母花崗巖:主要組成礦物為條紋長(zhǎng)石,微斜長(zhǎng)石,更長(zhǎng)石,石英,黑云母。條紋長(zhǎng)石與微斜長(zhǎng)石呈半自形板狀,含量35%～45%;更長(zhǎng)石,半自形板狀,含量25%～30%;石英,他形粒狀,含量約25%;黑云母,片狀,含量略高于5%。

鉀長(zhǎng)花崗巖:主要組成礦物為正長(zhǎng)條紋長(zhǎng)石,更長(zhǎng)石,石英,黑云母。正長(zhǎng)條紋長(zhǎng)石,為自形—半自形厚板狀,含量50%～60%;更長(zhǎng)石,半自形板狀、粒狀,含量3%～5%;石英,他形粒狀,含量30%～35%;黑云母,片狀,含量2%左右。

圖1 內(nèi)蒙古巴彥都蘭地區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Bayandulan area,Inner Mongolia1.第四系洪沖積物;2.上更新統(tǒng)砂礫石層;3.阿巴嘎組玄武巖;4.中下更新統(tǒng)冰磧物;5.寶格達(dá)烏拉組;6.寶力高廟組;7.格根敖包組;8.侏羅紀(jì)正長(zhǎng)斑巖;9.侏羅紀(jì)石英正長(zhǎng)巖;10.中三疊世細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖;11.中三疊世中粒鉀長(zhǎng)花崗巖;12.中三疊世細(xì)粒黑云母花崗巖;13.中三疊世中粒黑云母花崗巖;14.早二疊世閃長(zhǎng)巖;15.輝綠(玢)巖;16.侵入界線、整合接觸界線;17.角度不整合界線;18.相變界線;19.實(shí)測(cè)性質(zhì)不明斷層;20.推測(cè)性質(zhì)不明斷層;21.正斷層及編號(hào);22.逆斷層及編號(hào);23.平移斷層及編號(hào);24.隱伏斷裂及編號(hào);25.深大斷裂及編號(hào)。

2.3 晚侏羅世侵入巖

該巖體零星見(jiàn)于研究區(qū)東部,呈巖枝或巖瘤狀產(chǎn)出,規(guī)模較小,形態(tài)極不規(guī)則,但總體呈北東向展布,多沿早期巖體與地層接觸面貫入或侵位于格根敖包組地層中。根據(jù)巖性及結(jié)構(gòu)特征,可劃分為正長(zhǎng)斑巖(J3ξπ)與石英正長(zhǎng)巖(J3ξο)。

2.4 脈巖

研究區(qū)脈巖非常發(fā)育,種類繁多,從基性、中性到酸性均有出露,主要有石英脈(q)、細(xì)?；◢弾r脈(γ)、花崗斑巖脈(γπ)、正長(zhǎng)巖脈(ξ)、英云閃長(zhǎng)巖脈(γδo)、閃長(zhǎng)玢巖脈(δμ)、輝長(zhǎng)巖脈(ν)、輝綠(玢)巖脈(βμ)、煌斑巖脈(χ)、安山玢巖脈(αμ)等。各類脈巖多數(shù)分布于侵入體邊部及附近,受區(qū)域性構(gòu)造裂隙控制較多,其方向以北東、北東東和北西向?yàn)橹?少數(shù)呈近東西向或南北向。鉀長(zhǎng)花崗巖體中發(fā)育的花崗斑巖脈、細(xì)?；◢弾r脈為本身之派生脈巖,其他巖脈為區(qū)域性燕山期脈巖。

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 主量元素特征

區(qū)內(nèi)侵入巖主量元素分析結(jié)果及有關(guān)巖石化學(xué)計(jì)算特征參數(shù)值見(jiàn)表1、表2。據(jù)表格數(shù)據(jù)顯示,區(qū)內(nèi)侵入巖主量元素具有以下特征:

表1 研究區(qū)侵入巖巖石化學(xué)成分一覽表Table 1 List of petrochemical composition of intrusive rocks in the study area

表2 研究區(qū)侵入巖巖石化學(xué)參數(shù)一覽表Table 2 List of petrochemical parameters of intrusive rocks in the study area

注：除PM05-9-1煌斑巖(χ)里特曼指數(shù)為σ25值外,其它樣品均為σ43值。

(1) 鉀長(zhǎng)花崗巖平均SiO2含量為73.46%,黑云母花崗巖平均SiO2含量為73.07%;閃長(zhǎng)巖SiO2含量為54.49%,屬于中性巖;輝綠玢巖SiO2含量為51.83%,為基性巖類;煌斑巖SiO2含量為42.74%,為超基性—基性脈巖。

(2) 分異指數(shù)DI方面,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為94.38,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為91.27,黑云母花崗巖平均值為89.02,閃長(zhǎng)巖為47.48,輝綠玢巖為44.67,煌斑巖為13.57;固結(jié)指數(shù)SI方面,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為1.66,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為3.19,黑云母花崗巖平均值為3.71,閃長(zhǎng)巖為28.15,輝綠玢巖為23.67,煌斑巖為59.94。分異指數(shù)DI與固結(jié)指數(shù)SI在不同巖性間差別明顯,區(qū)內(nèi)花崗巖類分離結(jié)晶作用較強(qiáng)烈,酸性程度較高。

(3) 里特曼指數(shù)σ方面,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為2.56,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為2.54,黑云母花崗巖平均值為2.04,輝綠玢巖σ43值為2.14,閃長(zhǎng)巖σ43值為2.38,除煌斑巖外,所有巖石σ43值均<3.3,屬于鈣堿性系列巖石。

(4) 堿度率AR值方面,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖AR平均值為5.43,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖AR平均值為4.51,黑云母花崗巖AR平均值為3.61,表明中粒鉀長(zhǎng)花崗巖堿性最強(qiáng)。在ω(SiO2)-ω(AR)圖解中(圖2),鉀長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖、煌斑巖落入堿性巖石系列區(qū)域,輝綠玢巖與閃長(zhǎng)巖則屬于鈣堿性系列。

圖2 研究區(qū)侵入巖SiO2-AR圖解Fig.2 SiO2-AR diagram of intrusive rocks in the study area

(5) 花崗巖類巖石富鉀,其中中粒鉀長(zhǎng)花崗巖ω(K2O)平均值為4.59,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖ω(K2O)平均值為4.49,黑云母花崗巖ω(K2O)平均值為4.14。Na2O含量亦較高,但含量略低于K2O,K2O/Na2O平均值為1.06;輝綠玢巖、閃長(zhǎng)巖與煌斑巖K2O含量小于Na2O,K2O/Na2O值遠(yuǎn)<1。在ω(SiO2)-ω(K2O+Na2O)圖解中(圖3),區(qū)內(nèi)侵入巖均落在亞堿性系列區(qū)域,但較靠近亞堿性—堿性分界線;在ω(SiO2)-ω(K2O)圖解中(圖4),鉀長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域,而輝綠玢巖、閃長(zhǎng)巖、煌斑巖均落在鈣堿性系列區(qū)域。

(6) 花崗質(zhì)巖石貧Ca、Mg,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖ω(CaO)平均值分別為0.2、0.62、1.18,ω(MgO)平均值分別為0.2、0.4、0.42。此外,花崗質(zhì)巖石FeOt/MgO值較高。

(7) 花崗質(zhì)巖石Al2O3含量多在12%～13.5%之間,含量較低,相對(duì)貧鋁;中粒鉀長(zhǎng)花崗巖的鋁飽和指數(shù)A/CNK平均值為1.03,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖A/CNK平均值為1.02,黑云母花崗巖平均值為1.01,均具弱過(guò)鋁質(zhì)特征。而輝綠玢巖、閃長(zhǎng)巖與煌斑巖的鋁飽和指數(shù)A/CNK值分別為0.84、0.79、0.80,為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。

圖3 研究區(qū)侵入巖SiO2-Alk圖解Fig.3 SiO2-Alk diagram of intrusive rocks in the study area

圖4 研究區(qū)侵入巖SiO2-K2O圖解Fig.4 SiO2-K2O diagram of intrusive rocks in the study area

3.2 稀土元素特征

區(qū)內(nèi)侵入巖稀土元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3,稀土元素地球化學(xué)指數(shù)結(jié)果見(jiàn)表4,其配分曲線見(jiàn)圖5。綜合分析圖表,區(qū)內(nèi)侵入巖具有如下特征:

(1) 稀土元素總量∑REE在不同巖性間差別比較明顯,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖∑REE平均261.82,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖∑REE平均222.00,黑云母花崗巖∑REE平均184.45,閃長(zhǎng)巖∑REE值為106.0,輝綠玢巖∑REE值為170.61,煌斑巖∑REE值為62.76?？傮w上,巖石越酸性,稀土元素總量∑REE值越大。

(2) 輕、重稀土元素的比值LREE/HREE能反映稀土元素的分餾程度,中粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值6.66,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值6.20,黑云母花崗巖平均值為7.52,閃長(zhǎng)巖為5.51,輝綠玢巖為6.83,煌斑巖為5.86,其比值均>1,表明各類侵入巖輕稀土元素相對(duì)于重稀土元素富集。

表3 研究區(qū)侵入巖稀土元素含量一覽表Table 3 List of rare earth elements in intrusive rocks in the study area

表4 研究區(qū)侵入巖稀土元素特征值一覽表Table 4 List of characteristic values of rare earth elements in intrusive rocks in the study area

圖5 研究區(qū)侵入巖稀土元素配分曲線Fig.5 REE distribution curves of intrusive rocks in the study area

(3) 各侵入巖稀土元素(La/Yb)N值均>1,為右傾型,LREE明顯富集。其中中粒鉀長(zhǎng)花崗巖(La/Yb)N平均值為5.63,細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖平均值為5.28,黑云母花崗巖平均值為7.09,閃長(zhǎng)巖為4.64,輝綠玢巖為6.11,煌斑巖為4.47,黑云母花崗巖分布曲線向右傾斜程度最高。

(4) 花崗質(zhì)巖石其REE配分模式略具右傾,且左陡右緩、呈特征的燕式分布。而閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖、煌斑巖其REE配分模式為向右緩傾的曲線,與殼?；旌显碒m型花崗巖分布型式相似。

(5) 花崗質(zhì)巖石具明顯的負(fù)Eu異常,而閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖、煌斑巖僅具較弱的負(fù)Eu異常?；◢弾r類巖石中按δEu值從小到大排列依次為中粒鉀長(zhǎng)花崗巖(平均0.33)、黑云母花崗巖(平均0.43)、細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖(平均0.50)。負(fù)Eu異常指示花崗質(zhì)巖石中斜長(zhǎng)石的缺乏與高含量鉀長(zhǎng)石的存在。

(6)δCe值方面,各類侵入巖均>1,為正鈰異常,屬于Ce富集型。

(7) 花崗質(zhì)巖石Sm/Nd比值均<0.3,表明其可能為殼層花崗巖或侵位過(guò)程中有殼源物質(zhì)的混入。

3.3 微量元素特征

區(qū)內(nèi)侵入巖微量元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。采用原始地幔微量元素平均值標(biāo)準(zhǔn)化后,通過(guò)蛛網(wǎng)圖解(圖6、圖7)對(duì)比與分析,發(fā)現(xiàn)該區(qū)內(nèi)侵入巖微量元素具有如下特點(diǎn):

(1) 花崗質(zhì)侵入巖相對(duì)富集Rb與Th、Ta、Nb、Zr、Hf、Y等高場(chǎng)強(qiáng)元素,相對(duì)貧損Ba、Nb、Sr、P、Ti、Cr、Ni。而在巖漿結(jié)晶過(guò)程中,Rb和Sr發(fā)生分異,Sr趨于集中在中性巖類的斜長(zhǎng)石中,Rb則更趨于富集于晚期酸性巖的鉀長(zhǎng)石中。

表5 研究區(qū)侵入巖微量元素含量一覽表Table 5 List of trace elements in intrusive rocks in the study area

圖6 花崗質(zhì)巖石與閃長(zhǎng)巖微量元素標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.6 Standardized cobweb map of trace elements in granitic rock and diorite

(2) 閃長(zhǎng)巖明顯富集Rb、Th、Hf,較富集Sm,虧損Ba、Nb、Zr、Ti,與I型花崗巖分布型式相似。

(3) 輝綠玢巖與煌斑巖蛛網(wǎng)曲線相似,相對(duì)富集K、Rb、Ce、Hf,弱富集Y,相對(duì)虧損P、Ti。

圖7 輝綠玢巖與煌斑巖微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.7 Spider diagram of diabase porphyry and trace elements in lamprophyre

(4) 上部陸殼平均Rb/Sr值大約為0.32,大陸殼平均Rb/Sr值為0.24,而研究區(qū)花崗巖類Rb/Sr值遠(yuǎn)高于上部陸殼平均值,表明其具有殼源成因的特點(diǎn),反映殼源物質(zhì)貢獻(xiàn)大于幔源。而研究區(qū)閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖與煌斑巖,其Rb/Sr值遠(yuǎn)小于大陸殼平均值0.24,表明成巖物質(zhì)主要為幔源。

(5) 不同大地構(gòu)造環(huán)境區(qū)玄武巖系Th、Nb、Zr特征具有顯著差異,大致可以原始地幔值的Th/Nb比值0.11為界,將大陸和大洋環(huán)境分開(kāi),大陸板內(nèi)及島弧玄武巖的Th/Nb比值高于原始地幔值,MORB及OIB的Th/Nb比值低于原始地幔值。輝綠玢巖與煌斑巖其Th/Nb比值分別為0.297、0.162,高于原始地幔Th/Nb比值0.11。大致以Nb/Zr=0.04為界又可以區(qū)分大陸板內(nèi)裂谷環(huán)境和島弧環(huán)境玄武巖系,其中前者Nb/Zr>0.04,后者Nb/Zr<0.04。輝綠玢巖與煌斑巖Th/Nb比值分別為0.048、0.079,表明其形成于大陸板內(nèi)裂谷環(huán)境[3]。

4 綜合討論

閃長(zhǎng)巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石,其A/CNK<1,K2O/Na2O<1;REE配分曲線與殼幔源Hm型花崗巖型式相似,Sm/Nd比值<0.3,表明成巖過(guò)程中有殼源物質(zhì)的混入;微量元素Rb/Sr比值遠(yuǎn)小于大陸殼平均值0.24,表明成巖物質(zhì)主要為幔源。在其成因系列Na2O-K2O圖解(圖8)中,閃長(zhǎng)巖樣品投點(diǎn)落入I型花崗巖區(qū)域。以上表明,閃長(zhǎng)巖為Hm型花崗巖,產(chǎn)出于島弧和活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境近內(nèi)陸一側(cè),巖漿來(lái)源為混源[4]。

圖8 閃長(zhǎng)巖成因系列Na2O-K2O圖解Fig.8 Diagram of Na2O-K2O genesis series of diorite

花崗巖類在巖石類型上為弱堿性的弱過(guò)鋁質(zhì)巖石;在化學(xué)成分上,富硅、堿,貧鈣、鎂、鋁,FeOt/MgO值高,富Rb、Th、Ta、Nb、Zr、Hf、Y,貧Ba、Sr、P、Ti、Cr、Ni,REE曲線呈特征的燕式分布,并以具有顯著的負(fù)Eu異常為特征;在礦物組成上,鉀長(zhǎng)石含量極高,斜長(zhǎng)石含量少,與A型花崗巖地球化學(xué)特征極為一致,其應(yīng)產(chǎn)出于板內(nèi)大地構(gòu)造環(huán)境。在花崗巖成因系列Na2O-K2O圖解(圖9)中,研究區(qū)花崗巖投點(diǎn)均落入A型花崗巖區(qū)域,與地球化學(xué)分析結(jié)論相吻合。但微量與稀土元素Rb/Sr、Sm/Nd特征值表明其源巖是以地殼成分為主的混源[5-6]。

圖9 花崗巖成因系列Na2O-K2O圖解Fig.9 Diagram of Na2O-K2O genesis series of granite

輝綠玢巖在巖石類型上為準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石,煌斑巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)偏堿性巖石,二者K2O/Na2O值分別為0.42、0.62,遠(yuǎn)<1。輝綠玢巖、煌斑巖其REE配分模式為曲線略向右傾斜,與殼幔混合源Hm型花崗巖分布型式相似。微量元素Rb/Sr值分別為0.13、0.07,遠(yuǎn)低于大陸殼平均值0.24,表明成巖物質(zhì)主要為幔源,而其稀土元素Sm/Nd比值<0.3,表明其成巖過(guò)程中有殼源物質(zhì)的混入。在構(gòu)造環(huán)境判別Ti-Zr-Y圖解(圖10)與Nb-Zr-Y圖解(圖11)中,輝綠玢巖與煌斑巖均落入板內(nèi)玄武巖區(qū)域。

圖10 輝綠玢巖與煌斑巖Ti-Zr-Y圖解Fig.10 Ti-Zr-Y diagrams of diabase porphyry and lamprophyre

4.1 形成時(shí)代

據(jù)1∶25萬(wàn)東烏珠穆沁旗幅資料,研究區(qū)閃長(zhǎng)巖體鋯石U-Pb同位素年齡為310.3±1.6 Ma,對(duì)應(yīng)于早二疊世,而中粒鉀長(zhǎng)花崗巖U-Pb同位素年齡為235.6 Ma,對(duì)應(yīng)于中三疊世。

4.2 就位機(jī)制

圖11 輝綠玢巖與煌斑巖Nb-Zr-Y圖解Fig.11 Nb-Zr-Y diagrams of diabase porphyry and lamprophyre

圖12 研究區(qū)閃長(zhǎng)巖與花崗巖類Rb-(Yb+Ta)判別圖解Fig.12 Rb-(Yb+Ta) discriminant diagrams of diorites and granitoids in the study area

圖13 研究區(qū)閃長(zhǎng)巖與花崗巖類Rb-Hf-Ta判別圖解Fig.13 Rb-Hf-Ta discriminant diagrams of diorites and granitoids in the study area

在Rb-(Yb+Ta)判別圖解(圖12)與Hf-Rb-Ta巖石化學(xué)圖解(圖13)中,研究區(qū)內(nèi)閃長(zhǎng)巖落入火山弧花崗巖區(qū)域,花崗巖類則均落入板內(nèi)花崗巖區(qū)域。在R1-R2因子判別圖解(圖14)中,閃長(zhǎng)巖樣品落入2區(qū)(碰撞前區(qū))。

圖14 研究區(qū)閃長(zhǎng)巖R1-R2判別圖解Fig.14 Diagram of diorite R1-R2 in the study area1.地幔分異的;2.碰撞前的;3.碰撞后抬升的;4.造山晚期的;5.非造山的;6.同碰撞期的;7.后造山的。

5 構(gòu)造巖漿演化

早二疊世侵入巖為本區(qū)規(guī)模較小且最早的一次巖漿活動(dòng)。在匯聚機(jī)制下,晚泥盆世古洋殼向西伯利亞板塊東南緣弧下俯沖,誘發(fā)成熟陸緣弧下地殼熔融而形成該期巖漿活動(dòng),巖漿沿古陸殼邊緣斷裂帶熱侵位,最終侵位于西伯利亞?wèn)|南陸緣增生帶中。閃長(zhǎng)巖無(wú)負(fù)Eu異常及較低的Rb/Sr值可反映其源區(qū)深度相對(duì)較深,形成于大陸邊緣弧近陸一側(cè)環(huán)境下,是陸殼縮短、增厚,殼源與幔源混合的產(chǎn)物。

本區(qū)域晚二疊世—早三疊世不僅存在洋—陸碰撞造山,而且也發(fā)生過(guò)陸—陸碰撞造山過(guò)程。(兩個(gè)階段巖漿活動(dòng)在研究區(qū)規(guī)模較小,或巖漿活動(dòng)產(chǎn)物被后期侵入巖體所破壞并被第四系覆蓋,未見(jiàn)出露。)

中三疊世花崗巖類為兩大板塊碰撞閉合后,轉(zhuǎn)入伸展體制下巖石圈剝離和熱軟流圈上涌陸殼熔融形成的,巖漿源區(qū)比較深,為陸內(nèi)伸展環(huán)境的產(chǎn)物,反映研究區(qū)中三疊世已進(jìn)入板內(nèi)構(gòu)造發(fā)展階段。

研究區(qū)內(nèi)中三疊世鉀長(zhǎng)花崗巖與黑云母花崗巖空間分布相伴而生,均為弱過(guò)鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性系列,巖石稀土和微量元素配分模式基本一致,反映出該期巖漿的親源性。巖石微量元素顯示貧Sr特征,推測(cè)其源區(qū)很深,可能為下地殼。由黑云母花崗巖類→鉀長(zhǎng)花崗巖類,二者暗色礦物均以黑云母為主,斜長(zhǎng)石、黑云母含量減少,鉀長(zhǎng)石、石英含量增加,具成分演化的特點(diǎn)。巖石化學(xué)方面,SiO2、K2O含量增高,Al2O3、Na2O、CaO、FeO、MgO、TiO2含量減少,隨著巖漿的分異,表現(xiàn)出巖漿向富硅、堿和貧鎂、鐵、鋁的方向演化,巖石P2O5、TiO2含量的降低,說(shuō)明巖漿經(jīng)歷了含磷、鈦等礦物的分離結(jié)晶作用。稀土元素方面,巖石δEu值降低,Eu虧損趨于明顯,(La/Yb)N值相似,表明巖漿發(fā)生了斜長(zhǎng)石或富鈣副礦物的分離結(jié)晶作用,由于斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分離,導(dǎo)致花崗巖的Eu強(qiáng)烈虧損。微量元素方面,二者具有相似的配分模式,均有Ba相對(duì)于Rb、Th的負(fù)異常,且虧損程度逐漸增強(qiáng),顯示出巖石由早到晚向富Rb,貧Sr、Ba方向演化。鉀長(zhǎng)花崗巖的分異指數(shù)(DI)明顯高于黑云母花崗巖,反映鉀長(zhǎng)花崗巖經(jīng)歷了較高程度的分異演化作用。綜上所述,鉀長(zhǎng)花崗巖是黑云母花崗巖類巖漿經(jīng)結(jié)晶分異作用形成的,為黑云母花崗巖巖漿在上升過(guò)程中,地殼淺部高度結(jié)晶分異作用演化晚期的產(chǎn)物。

晚侏羅紀(jì)繼承和改造基底斷裂、源區(qū)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,在大規(guī)模伸展體制下,幔源底侵,從而改變了下部地殼的熱狀態(tài)和力學(xué)性質(zhì),并導(dǎo)致地殼部分熔融。幔源分異形成的基性輝綠玢巖巖漿、陸殼物質(zhì)部分熔融形成的酸性巖漿以及二者混合形成的中性巖漿沿北東—南西向深大斷裂不同層次上侵,從而形成了本區(qū)侏羅紀(jì)一系列基性—酸性深成—超淺成巖漿。

6 結(jié)論

(1) 早二疊世,研究區(qū)為在匯聚機(jī)制下古洋殼向西伯利亞板塊東南緣弧下俯沖環(huán)境;晚二疊世—早三疊世,區(qū)域上不僅存在洋—陸碰撞造山,而且也發(fā)生過(guò)陸—陸碰撞造山過(guò)程;中三疊世,兩大板塊碰撞閉合后,轉(zhuǎn)入板內(nèi)構(gòu)造發(fā)展階段。

(2) 閃長(zhǎng)巖屬Hm型花崗巖,產(chǎn)出于碰撞前島弧和活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境近內(nèi)陸一側(cè),巖漿來(lái)源為混源;黑云母花崗巖與鉀長(zhǎng)花崗巖屬A型花崗巖,產(chǎn)出于板內(nèi)大地構(gòu)造環(huán)境,其源巖為以地殼成分為主的混源;輝綠巖脈、煌斑巖脈屬板內(nèi)玄武巖類,其成巖物質(zhì)主要為幔源,成巖過(guò)程中有殼源物質(zhì)的混入。

(3) 中三疊世花崗巖其源區(qū)很深,可能為下地殼。鉀長(zhǎng)花崗巖是黑云母花崗巖類巖漿經(jīng)結(jié)晶分異作用形成的,為黑云母花崗巖巖漿在上升過(guò)程中,地殼淺部高度結(jié)晶分異作用演化晚期的產(chǎn)物。