內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市喀喇沁旗地區(qū)地質(zhì)礦物的來源及成因探討

趙 磊

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110000）

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)礦物發(fā)育良好，出露面積約1017Km2占本區(qū)總面積的66%，主要分布于喀喇沁斷隆之上，侵入時代為中元古代、二疊紀、三疊紀、侏羅紀和白堊紀?？傮w構(gòu)成北東向侵入巖帶［1］。礦物類型復(fù)雜多樣，分為基性礦物、中性礦物、中酸性礦物及酸性礦物，其中以酸性礦物為主，約占侵入性礦物總面積的95% 以上，其他礦石類型出露面積較小，分布局限。

地質(zhì)活動與區(qū)域構(gòu)造運動之間存在內(nèi)在聯(lián)系，按兩者之間的密切關(guān)系，依據(jù)構(gòu)造活動期次，將本區(qū)侵入期次劃分為中元古代、華力西期、印支期和燕山期四個期次。其中以印支期和燕山期地質(zhì)活動最為強烈，且以燕山期達到高峰，各時代侵入礦物具有多期次、多階段的侵入特點，一般由基性－中性－中酸性－酸性的演化特征。以各侵入體的彼此接觸關(guān)系、時空分布規(guī)律、同位素測年結(jié)果及區(qū)域構(gòu)造背景為依據(jù)，對各期次、各時代侵入礦物排序（本節(jié)實際資料引至十家子等四幅1/5萬區(qū)調(diào)報告［1］、喀喇沁旗等五幅1/5萬區(qū)調(diào)報告［2］和羅家營子等四幅1/5萬區(qū)調(diào)報告［3］）。

1 地質(zhì)特征

本區(qū)三疊紀侵入型地質(zhì)礦物出露面積約420 km2，占本區(qū)總面積的41%，礦石類型包括：基性、中性、中酸性和酸性礦物類型，侵入時代為早三疊世到晚三疊世，期次屬印支期。

1.1 早三疊世黑云母二長花崗巖類（T1ηγ）

分布于鄭家窩鋪、乃林溝、三間房、八素臺溝等地，由3 個侵入體組成，出露面積為215 km2。侵入體中普遍具有糜棱巖化現(xiàn)象，糜棱面理走向北北東，傾向南東，內(nèi)部含少量暗色深源閃長質(zhì)包體。包體受后期擠壓變形作用，長軸方向與糜棱面理走向協(xié)調(diào)一致。代表性巖體為三間房巖體。礦石U-Pb 同位素年齡為238.6±1 Ma，時代為早三疊世，代表性巖體為石家店巖體。

1.2 中三疊世基性雜巖

主要為斜長橄欖輝長巖（T2υ）和中細粒橄欖二輝巖（T2∑），分布于平泉—喀喇沁巖漿帶北緣之田家營子北山及錦山鎮(zhèn)南西，由2 個侵入體組成，出露面積不到0.5 km2，受晚期石英閃長巖侵入，平面形態(tài)呈橢圓狀。全巖Rb-Sr 年齡為228 Ma，K-Ar 稀釋法年齡為237 Ma（據(jù)北京大學(xué)邵劑安資料），時代歸中三疊世，代表性巖體為田家營子巖體。

1.3 中三疊世閃長巖類（T2δ）

分布于本區(qū)十家子幅牤牛溝、十家子、楊樹林、田家營子、南溝等地，由8 個侵入體組成，出露面積約為29 km2。巖體內(nèi)普遍含有暗色深源角閃質(zhì)包體，包體多呈橢圓狀或不規(guī)則狀，個體較小，代表性巖體為十家子巖體。

1.4 中三疊世石英閃長巖類（T2δο）

分布于喀喇沁旗幅牛頭溝門、四把火、拋拉洼、扁擔溝及下瓦房南山等地，多呈巖株狀侵入早期花崗巖體內(nèi)，由17 個侵入體組成，出露面積為3 km2。礦石U-Pb 同位素年齡為216.3±3Ma（據(jù)大營子幅1 ：5 萬區(qū)調(diào)資料），全巖K-Ar 年齡為218.5±4.5Ma（據(jù)大營子幅1 ：5 萬區(qū)調(diào)資料），時代為中三疊世，代表性巖體為小道須溝巖體及四把火巖體。

1.5 中三疊世花崗閃長巖類（T2γδ）

沿北東向斷裂帶分布于三咀子、張木參溝、艾林溝等地，由4 個侵入體組成。巖體侵入早三疊世糜棱巖化黑云母二長花崗巖，并被晚期巖漿侵蝕，呈不規(guī)則小巖株狀產(chǎn)出，出露面積約1.5 km2，代表性巖體為樓家營子巖體。

1.6 中三疊世二長花崗巖類（T2ηγ）

分布于艾林溝、水泉溝、老局子溝、老西溝、大北溝及椽子溝等地，由10 個侵入體組成，出露面積為105 km2。巖體內(nèi)含少量暗色閃長質(zhì)包體，靠近巖體邊部，由透鏡狀閃長質(zhì)包體和石英拉長定向排列顯示的葉理構(gòu)造較為發(fā)育。葉理走向與侵入體長軸方向協(xié)調(diào)一致，反映巖體主動就位的特征。鋯石U-Pb 同位素年齡為235.8±0.5 Ma，時代為中三疊世，代表性巖體為老局子巖體。

1.7 中三疊世花崗巖類（T2γ）

分布于雪天溝、黃家窩鋪一帶，呈北東向帶狀展布，由2 個侵入體組成，出露面積約8 km2。巖體內(nèi)可見微弱的侵位葉理，葉理走向為北東30～50° , 與該侵入體長軸方向一致，代表性巖體為雪天溝巖體。

1.8 晚三疊世二長花崗巖類（T3ηγ）

分布于羅家營子幅東南側(cè)拋立洼—狍子坡—上營子一帶，由4 個侵入體組成，出露面積約67 km2。巖體侵入早三疊世黑云母二長花崗巖，內(nèi)部定向組構(gòu)發(fā)育，葉理產(chǎn)狀具半環(huán)狀外傾特點，并含有少量暗色閃長質(zhì)包體。包體多透鏡狀，個體較小，長軸方向基本與葉理走向協(xié)調(diào)一致。礦石U-Pb 同位素年齡為218.3 Ma，時代為晚三疊世，代表性巖體為葦子溝巖體。

2 礦物學(xué)特征

2.1 早三疊世黑云母二長花崗巖類（T1ηγ）

巖性為中- 細粒黑云母二長花崗巖、似斑狀中粒黑云母二長花崗巖。前者為灰黃色，中細?；◢徝永饨Y(jié)構(gòu)，條紋狀或塊狀構(gòu)造?；|(zhì)礦物粒度為2～4 ㎜，主要礦物成分為：鉀長石（35%）、斜長石（18～25%）、石英（29%）、黑云母（5%）。副礦物組合類型為磁鐵礦+ 鈦鐵礦+ 榍石型。礦石為褐黃色，晶形較復(fù)雜，透明，具金剛光澤，包體多為氣液態(tài)包體。

2.2 中三疊世基性雜巖

巖性包括斜長橄欖輝長巖（T2υ）和中細粒橄欖二輝巖（T2∑）。主要礦物成分如下：斜長角閃斜長巖：斜長石（90%）、角閃石（8%）、黑云母少量。 中細粒橄欖輝長巖：斜長石（42%）、輝石（33%）為單斜輝石、黑云母（15%）、橄欖石（8%）。橄欖二輝巖：輝石（75%）、橄欖石（10%）、角閃石（7%）、黑云母（6%）、斜長石（1%）。副礦物組合類型：磁鐵礦+ 鈦鐵礦+ 榍石型。

2.3 中三疊世閃長巖類（T2δ）

巖性包括中細粒輝石閃長巖、角閃閃長巖及黑云母閃長巖。中細粒輝石閃長巖為灰-深灰色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：斜長石為中長石（65%）An=35，輝石（18%）、角閃石（5%）黑云母（9%），石英少量。角閃閃長巖為灰-灰黑色，中細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：斜長石為中更長石（42%）An=30，角閃石（55%）、輝石與黑云母少量。黑云母閃長巖為灰黑色，礦物成分：斜長石為中長石（66%）An=45，黑云母（33%）。副礦物組合類型為：磁鐵礦+磷灰石+榍石型。礦石多為淡黃色-褐黃色，晶形較為復(fù)雜，透明，金剛光澤，發(fā)育氣液態(tài)包體。

2.4 中三疊世石英閃長巖類（T2δο）

巖性包括中細粒石英閃長巖和細粒石英二長閃長巖，中細粒石英閃長巖為灰黑色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：斜長石為中長石（65%），角閃石（23%）、石英（6%）、黑云母（4%）。細粒石英二長閃長巖為灰黑色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：斜長石（53%）An=15，鉀長石（14%），角閃石（8%），石英（9%），輝石（10%）。

2.5 中三疊世花崗閃長巖類（T2γδ）

為淺肉紅色，中細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：斜長石為中長石（50%），鉀長石（15%），石英（18%），角閃石（10%），黑云母（5%）。副礦物組合類型為磁鐵礦+磷灰石+榍石型。

2.6 中三疊世二長花崗巖類（T2ηγ）

巖性包括中細粒黑云母二長花崗巖、似斑狀中粒黑云母二長花崗巖。中細粒黑云母二長花崗巖：主要礦物成分：低三斜正長條紋長石（38%），斜長石為更長石（19%），石英（27%），黑云母（4%）。兩者副礦物組合類型一致，為磁鐵礦+鈦鐵礦+石榴石型。

2.7 中三疊世花崗巖類（T2γ）

肉紅色，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：石英（28%）具波狀消光，鉀長石（63%）為條紋長石，斜長石（8%）為更長石，黑云母少量。副礦物含量較少，為磁鐵礦+ 鋯石型。鋯石主要晶形比較簡單，為淺粉色，不透明- 半透明，樹脂- 金剛光澤，多數(shù)具包體。

2.8 晚三疊世二長花崗巖類（T3ηγ）

淺灰- 淺肉紅色，中- 細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：鉀長石（30～35%），斜長石（28～32%）為更長石，石英（30%）具波狀消光，有拉長現(xiàn)象。副礦物組合類型為：磁鐵礦+ 鈦鐵礦+ 榍石型。鋯石晶形簡單，褐黃色，透明- 半透明，樹脂- 金剛光澤，含氣態(tài)包體。

3 地質(zhì)礦物的化學(xué)特征

橄欖二輝巖的化學(xué)成分與世界橄欖巖平均值相比，具高硅、鈣、鋁，低鎂、鐵的特點。里特曼指數(shù)等于1.02，A/CNK=0.17，AR=1.28，屬拉斑玄武巖系列的鈣性巖石。礦石分異指數(shù)為14.85，固結(jié)指數(shù)為63.84，反映巖漿分異程度很低。

輝長巖：（Na2O+ K2O）＜Al2O3＜（Na2O+ K2O+ CaO）（分子比）, 里特曼指數(shù)為1.12，屬于次鋁的鈣性系列礦物。斜長巖：Al2O3＞（Na2O+ K2O+ CaO）（分子比）, 里特曼指數(shù)為2.80，屬于過鋁的鈣堿性礦物。

閃長巖類：SiO2含量普遍低于中國閃長巖平均值，MgO 、CaO 略高。輝石閃長巖屬次鋁的鈣性巖，角閃閃長巖和黑云母閃長巖屬次鋁的堿鈣性巖。

石英閃長巖類：具高硅、鉀、鈉，低鈣特征，石英閃長巖為次鋁的堿鈣性巖，石英二長閃長巖為次鋁的鈣堿性系列巖石。

花崗閃長巖：化學(xué)成分與中國花崗閃長巖平均值接近，Al2O3＞（Na2O+ K2O+ CaO）（分子比）, 里特曼指數(shù)為1.32，屬于過鋁的鈣性系列巖石。

黑云母二長花崗巖類：巖石普遍具高硅、高鉀，低鋁、低鎂、低鈣等特點。均屬于過鋁- 次鋁的鈣堿性系列巖。

中?；◢弾r：SiO2明顯偏高，Na2O、K2O 稍微高于對比值，Al2O3、MgO、CaO 稍低，屬于次鋁的鈣堿性系列巖石。

4 地球化學(xué)特征

橄欖二輝巖：親石元素Rb、Ba、Sr 值高于上地幔低于洋殼、陸殼，過渡元素Cr、Ni、Co 含量則低于上地幔高于洋殼和陸殼平均值。

輝長巖微量元素具Sr 偏高，Rb、Cr、Ni、Co、V 偏低的特點。

斜長巖中的微量元素，親石元素Rb 值高于上地幔，低于陸殼和洋殼，Sr 含量明顯高于對比值。過渡元素Ni、Co 值介于上地幔和洋殼、陸殼之間。

閃長巖類：過渡元素除V 外，含量普遍低于對比值。輝石閃長巖和黑云母閃長巖中的親石元素Rb、Ba、Sr 值較高，角閃閃長巖中的Ba、Sr 含量較高，Rb 值介于上地幔與陸殼、洋殼之間。

石英閃長巖與花崗閃長巖類微量元素特征具親石元素Rb、Ba、Sr 值較高，過渡元素Cr、Ni、Co、V 值較低的特點。

黑云母二長花崗巖：親石元素Rb、Ba 值較高，Sr 值高于上地幔而低于陸殼、洋殼。過渡元素Cr、Ni、Co、V 含量普遍偏低。

中?；◢弾r內(nèi)的微量元素只有Rb 含量偏高，其它元素含量均低于對比值。

橄欖二輝巖、輝長巖、斜長巖中的稀土總量分別為40.26×10-6、40.48×10-6、31.32×10-6，輕 重 稀 土 比 值 為4.76、8.64、11.28，δEu=0.99-1.20-1.49。稀土含量較低，分餾作用不明顯，為無銪異常的輕稀土弱富集型稀土配分模式。

閃長巖類：稀土總量為127.78-189.78×10-6，輕重稀土比值為7.33～15.17，δEu=0.93～0.99。分餾作用較明顯，為弱銪異常的輕稀土弱富集型稀土配分模式。

石英閃長巖類：稀土總量為153.30-227.65×10-6，輕重稀土比值為8.70～14.92，δEu=0.60～0.85。分餾作用較明顯，為負銪異常的輕稀土富集型稀土配分模式。

花崗閃長巖：稀土總量為116.21×10-6，輕重稀土比值為13.19，δEu=0.89。稀土含量較低，分餾作用較明顯，為弱負銪異常的輕稀土富集型稀土配分模式。

黑云母二長花崗巖類：稀土總量為224.49-276.86×10-6，輕重稀土比值為13.45-24.97，δEu=0.53-0.66。稀土含量中等，分餾作用較明顯，為負銪異常的輕稀土富集型稀土配分模式。

中?；◢弾r：稀土總量為99.41×10-6，輕重稀土比值為16.50，δEu=1.34。稀土含量較低，分餾作用較明顯，為弱正銪異常的輕稀土富集型稀土配分模式。區(qū)內(nèi)三疊紀侵入巖稀土總量除基性巖外，由老至新呈降低趨勢。

5 地質(zhì)礦物來源及礦石成因探討

橄欖二輝巖、輝長巖、斜長巖中的δEu=0.99-1.20-1.49，Eu/Sm=0.30-0.42-0.54，說明巖石由基性巖漿分異而來，且分異程度較低，不具銪異常。稀土元素標準化曲線均右傾，斜率較小，輕稀土分餾不明顯，富集程度較低，反映巖漿來源較深，為幔源物質(zhì)分異作用的產(chǎn)物，成因類型屬于I 型花崗巖。

閃長巖類內(nèi)部多含暗色深源包體，副礦物以磁鐵礦、榍石、磷灰石為主，δEu=0.93-0.99，Eu/Sm=0.26-0.29，銪異常不明顯，稀土元素標準化曲線向右緩傾。上述特征反映了巖漿物質(zhì)來自上地幔，巖石成因類型為I 型花崗巖。石英閃長巖類，A/CNK 小于1.1，于ACF 圖解中投影點均落于I 型花崗巖區(qū)，也顯示了I 型花崗巖特征。

花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖及普通花崗巖，δEu 值為0.46—1.34，輕重稀土比值為13.19-24.97，說明銪虧損不明顯，輕重稀土比值較高，代表了早期巖漿特點。A/CNK 小于1.1，于ACF 圖解中投影點均落于I 型花崗巖區(qū)，表明巖石成因類型為 I型花崗巖。