內蒙古蘇尼特左旗查干敖包地區(qū)早白堊世火山巖地質及地球化學特征

武躍勇，姜海蛟，寇帥

（內蒙古自治區(qū)地質調查院，呼和浩特010020）

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內蒙古蘇尼特左旗查干敖包地區(qū)早白堊世火山巖地質及地球化學特征

武躍勇，姜海蛟，寇帥

（內蒙古自治區(qū)地質調查院，呼和浩特010020）

摘要：筆者在內蒙古查干敖包地區(qū)開展1/5萬區(qū)域地質調查工作中，對出露在二連斷陷盆地邊緣斷裂帶上的中生代火山巖，從地層、火山巖相、巖石地球化學等方面進行了較詳細的研究，認為該火山巖是硅鋁過飽和巖石，屬于鈣堿性巖系；源巖應為沉積巖或來自上地殼的巖石；該巖石輕重稀土分餾明顯，輕稀土富集，具有明顯的銪負異常；火山巖礦物結晶時的溫度在1 000～1 100℃之間，結晶深度約10 km左右；其形成年齡為136.1±1.1 Ma和133.3 ±1.1 Ma，應屬早白堊世。

關鍵詞：蘇尼特左旗；查干敖包地區(qū)；火山巖；早白堊世

資助項目：中國地質調查項目“內蒙古1/5萬巴潤布拉格幅、薩音呼都格幅、查干敖包廟幅、昌特敖包幅、反修牧場幅區(qū)域地質調查項目（1212011120715）”

查干敖包地區(qū)位于內蒙古自治區(qū)北東部，行政區(qū)劃屬內蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟蘇尼特左旗管轄。20世紀50年代完成的1/100萬地質調查初步建立了以“統(tǒng)”為單位的地層系統(tǒng)，各類地質體控制程度極低[1]；70年代的1/20萬區(qū)域地質調查，用“統(tǒng)一地層劃分”理論觀點，將該套火山巖分別劃歸上侏羅統(tǒng)布拉格哈達組、查干諾爾組和道特諾爾組[2]。1991年《內蒙古自治區(qū)區(qū)域地質志》[3]和1996年《內蒙古自治區(qū)巖石地層》[4]以及2006年1/25萬區(qū)域地質調查（修測）[5]從巖石地層學角度，將該套火山巖與大興安嶺地區(qū)進行對比，歸屬于上侏羅統(tǒng)的滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組。本次工作，采用火山巖巖性和巖相雙重填圖方法，對測區(qū)中生代火山巖，從火山巖地層、巖石化學、稀土微量元素、溫壓條件、巖漿起源與構造環(huán)境及同位素等方面進行了系統(tǒng)研究。在瑪尼吐組的安山巖中獲得了136.1±1.1 Ma和133.3±1.1 Ma年齡，顯示該套火山巖的形成時代為早白堊世（另文發(fā)表）。

1　巖石地層

研究區(qū)大地構造位置屬天山-興盟造山系（Ⅰ）大興安嶺弧盆系（Ⅰ-1）扎蘭屯-多寶山島?。á?1-4）。區(qū)內可劃分為巴潤查干火山噴發(fā)盆地（Ⅳ）、反修牧場火山噴發(fā)盆地（Ⅳ）和阿布其格-巴彥布拉格火山基底隆起帶（圖1）。已發(fā)現(xiàn)20多個火山機構（破火口）（Ⅴ級），盆地火山活動持續(xù)時間長，自早白堊世至晚更新世均有火山活動，屬繼承性火山噴發(fā)盆地，其出露的地層有中奧陶世巴彥呼舒組，中下泥盆世泥鰍河組，晚石炭世查干敖包組，晚石炭世-早二疊世寶力高廟組，早白堊世滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組、大磨拐河組，始新世伊爾丁曼哈組，中新世通古爾組，第四紀更新世及全新世地層。巖漿巖主要為早二疊世花崗巖（圖1）[6]。下面簡述早白堊世的三組地層。

1.1滿克頭鄂博組（K1mk）

該組分布于工作區(qū)的中東部，出露面積約為50.3 km2，主要巖石類型為灰白色、灰紫色流紋巖，灰紫色、紫紅色、淺肉紅色流紋質含角礫晶屑凝灰?guī)r、流紋質含角礫晶屑熔結凝灰?guī)r、流紋質晶屑熔結火山角礫巖等，流紋質含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r。它被大磨拐河組角度不整合覆蓋，并不整合覆蓋在泥鰍河組、寶力高廟組及早二疊世花崗巖之上，而與上覆瑪尼吐組為噴發(fā)不整合接觸。剖面控制厚度＞2008.8m。

圖1　查干敖包地區(qū)地質簡圖Fig.1 Geological map of the Qagan Obo area 1.全新統(tǒng)；2.阿巴嘎組；3.上更新統(tǒng)；4.通古爾組；5.伊爾丁曼哈組；6.大磨拐河組；7.白音高老組；8.瑪尼吐組；9.滿克頭鄂博組；10.寶力高廟組；11.泥鰍河組；12.巴彥呼舒組；13.早二疊世花崗巖；14.瑪尼吐期花崗閃長斑巖；15.瑪尼吐組英安巖；16.地質界線；17.火山巖巖相界線；18.角度不整合界線；19.斷層；20.火山斷裂；21.破火口；22.穹狀火山；23.層狀火山；24.火山噴發(fā)盆地邊界；25.流面；26.巖屑；27.晶屑；28.氣孔；29.杏仁；30.火山彈；31.火山角礫（巖）；32.火山集塊（巖）；33.玄武安山巖；34.流紋（質）巖；35.安山（質）巖；36.凝灰（質）巖

1.2瑪尼吐組（K1mn）

該組分布于工作區(qū)的西北部，出露面積約為156.8 km2，巖石類型有灰色、灰紫色、深灰色、灰黑色、磚紅色安山巖、氣孔杏仁狀安山巖，黑云母安山巖、英安巖，灰紫色、紫紅色、紫褐色英安質含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r、安山質凝灰質角礫巖、安山質角礫集塊巖、安山質集塊火山角礫巖、集塊巖及安山質熔結凝灰?guī)r類巖石。剖面控制厚度＞1214.4m。

1.3白音高老組（K1b）

零星分布，面積約27.8 km2。巖石類型主要為灰白色、紫色流紋巖（夾珍珠巖透鏡體）、石泡流紋巖（含瑪瑙和硅化木——石英質玉石），集塊巖（見有火山彈）、含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r、火山碎屑流相的流紋質熔結凝灰?guī)r，底部見少量凝灰質砂礫巖、含植物莖干化石。不整合覆蓋在泥鰍河組、寶力高廟組之上，并整合于瑪尼吐組之上，頂部被伊爾丁曼哈組不整合覆蓋。剖面控制厚度＞1042.2m。

2　巖石類型、巖相及巖礦特征

2.1巖石類型

根據(jù)巖石化學成分，結合宏觀和鏡下特征，將本區(qū)火山巖的巖石類型列入表1、2。

巖石化學成分分類命名采用國際地科聯(lián)巖漿巖分類委員會推薦的火山巖“TAS”分類命名圖解（圖2），同時參考“CIPW”標準礦物組合特征。巖石鉀含量高低由硅鉀圖（圖3）確定。

本區(qū)火山巖大多數(shù)投點落在高鉀火山巖區(qū)，可見火山巖總體屬高鉀巖系。

對火山碎屑巖采用中國地質學會巖石專業(yè)委員會提出的方案，即根據(jù)火山碎屑巖類形成條件、成因作用方式及碎屑物粒度等特征劃分為正常火山碎屑巖類、熔結火山碎屑巖類、火山碎屑沉積巖類等。

2.2巖相類型特征

根據(jù)巖漿作用方式、噴發(fā)類型、搬運方式、堆積定位機制以及在火山機構中的相對位置[7，8]，將本區(qū)火山作用產(chǎn)物的巖相劃分為4種類型（表3）。

溢流相火山巖在含有火山巖的各層位中均有分布。巖石類型有玄武安山巖、角閃安山巖、安山巖、石英安山巖、（石英）粗面巖、流紋巖、英安巖等，巖石類型多，分布面積廣。

表1　火山巖巖石化學成分表Tab.1 The chemical composition of the volcanic rock

表2　火山巖巖石主要標準礦物及參數(shù)表Tab.2 The main criteria minerals and parameters of the volcanic rock

爆發(fā)空落相在滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組中都有。巖石類型以粗碎屑巖為主，細火山碎屑巖多分布在火山機構的外圍。在橫向上，碎屑粒度由火山噴發(fā)中心到邊緣逐漸變細，堆積厚度逐漸變薄，最后尖滅。巖性以流紋質、英安質、安山質和粗面質含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r為主。據(jù)剖面統(tǒng)計，該相巖石滿克頭鄂博組占總厚度的40%，瑪尼吐組占20%，白音高老組占4%。

火山碎屑流相主要發(fā)育在瑪尼吐組內，其次為滿克頭鄂博組，據(jù)剖面統(tǒng)計滿克頭鄂博組中占25%、瑪尼吐組中占15%、白音高老組相對少。巖石主要特點是發(fā)育假流動構造。漿屑在巖石表面多形成條帶狀、樹枝狀、火焰狀等特征構造。

噴發(fā)-沉積相只見于白音高老組底部和滿克頭鄂博組底部，巖石類型為凝灰質砂礫巖。

2.3主要巖礦特征

2.3.1滿克頭鄂博組

圖2　火山巖TAS圖（據(jù)Le Bas等，1986）Fig.2 Volcanic TAS diagram （According to Le Bas，etc. 1986）

圖3　測區(qū)火山巖硅鉀圖（據(jù)Pecerillo等，1976）Fig.3 Volcanic Si-K diagram （According to Pecerillo，etc. 1976）

灰白色流紋巖：斑狀結構，基質顯微嵌晶結構，塊狀構造。斑晶為石英（5%～10%），0.8～2 mm，溶蝕港灣狀或熔蝕半自形晶；鉀長石（2%～5%），1～3.5 mm，半自形板狀，弱泥化；斜長石（5%～10%），0.8～2mm半自形板狀，絹云母化。基質由顯微嵌晶狀長英質（75%～80%）和次生絹云母（5%）構成。

灰黃色流紋質含角礫晶屑玻屑熔結凝灰?guī)r：含角礫晶屑玻屑熔結凝灰結構，塊狀構造。角礫（15%）為流紋巖，斜長石晶屑（25%）棱角狀或半自形晶，玻屑（60%）半塑性壓扁狀半定向分布，火山塵少量。

灰色流紋英安質凝灰角礫巖：凝灰角礫結構，塊狀構造。由微晶英安巖流紋巖角礫、碳酸鹽化斜長石晶屑以及玻屑和火山塵構成。

灰褐色流紋質角礫熔巖：角礫熔巖結構，熔巖角礫狀構造。角礫為流紋巖，填隙物為流紋質熔巖。

2.3.2瑪尼吐組

深灰-黑灰色安山巖：斑晶：斜長石0.6～2mm半自形板狀，比較干凈，可見聚片雙晶，5%；石英呈0.2～1 mm半自形粒狀，熔蝕渾圓狀，少量；微粒狀磁鐵礦呈星散狀分布?；|由＜0.04 mm半定向-雜亂分布的斜長石微晶板條和隱晶質組成，斜長石微晶板條70%，隱晶質25%。

深灰色英安巖：斑狀結構，基質顯微粒狀結構，塊狀構造。斑晶由中長石和少量角閃石、石英組成。中長石0.5～1.5 mm寬板狀，少數(shù)1.5～3.5 mm，具環(huán)帶構造，13%；角閃石呈0.5 mm長柱狀，2%，已暗化析出粉末狀鐵質；石英熔蝕渾圓狀，5%?；|由0.01 mm微粒狀斜長石和少量石英暗化針狀角閃石組成，顯微粒狀斜長石及少量鉀長石50%，隱晶質20%，石英10%，角閃石少量。

氣孔狀玄武安山巖：無斑結構，基質間隱結構，氣孔狀構造。由斜長石微晶板條（60%）、和黑色玻璃質（35%）、微細粒輝石（5%）和少量磁鐵礦構成，斜長石微晶板條雜亂-半定向分布，其空隙間充填玻璃質微粒輝石和磁鐵礦，橢圓形及拉長壓扁狀氣孔約占巖石的20%。

深灰色輝石安山巖：斑狀結構，基質玻晶交織結構，塊狀構造。斑晶為中長石和輝石，基質為斜長石，空隙間充填黑色玻璃質。

灰色角閃安山巖：斑狀結構，基質微晶交織結構，塊狀構造。斑晶由中長石、角閃石組成，基質為斜長石、針狀角閃石粉末狀，鐵質少量。

表3　研究區(qū)火山巖巖相類型劃分表Tab.3 Volcanic facies type of the volcanic rock

灰紫色安山質含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r：含巖屑晶屑凝灰結構，塊狀構造。火山碎屑由中長石、角閃石、石英晶屑和少量安山巖巖屑組成，膠結物為泥化火山灰。

灰紫色安山質熔結火山角礫巖：熔結角礫結構，角礫狀構造。安山巖角礫呈棱角狀、次棱角狀，少量斜長石、角閃石晶屑分布于角礫之間，褐紅色玻璃質熔巖膠結。

雜色集塊巖：具集塊結構，塊狀構造。集塊成分復雜，有安山巖、安山質火山碎屑巖、凝灰?guī)r等，集塊大者在100 cm以上。填隙物多為安山巖角礫、安山巖巖屑及重結晶玻璃質。

2.3.3白音高老組

（1）灰紫色流紋巖：斑狀結構，基質顯微嵌晶及隱晶質結構，流紋構造。礦物成分及含量：斑晶石英熔蝕半自形渾圓粒狀，自碎裂紋發(fā)育，粒徑0.5～1 mm，2%，斜長石半自形板狀，粒徑0.8～1.5 mm，3%。鉀長石半自形板狀，粒徑0.5 mm，少量。黑云母半自形片狀，粒徑0.5 mm，少量?；|由顯微嵌晶及隱晶質組成，基質顯微嵌晶狀長英質30%，隱晶質65%，黑云母、磁鐵礦少量。

（2）灰白色氣孔狀流紋巖：斑狀結構，基質顯微球粒及隱晶質結構，氣孔狀構造。斑晶為石英，基質主要由顯微球粒組成，少量隱晶質，氣孔充填物為晶族狀斜長沸石。

（3）灰白色顯微球粒流紋巖：斑狀結構，基質顯微球粒結構，流紋構造。斑晶為石英和鉀長石，基質主要由顯微球粒組成，平行流紋填隙狀，石英和鉀長石少量，黑云母磁鐵礦少量。

（4）灰色珍珠巖：斑晶由透長石、石英組成，基質酸性玻璃質，具珍珠狀裂開，毛發(fā)狀雛晶細紋狀排列，顯微流動構造。

（5）灰紫色流紋質含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r。晶屑凝灰結構，塊狀構造。晶屑有石英、斜長石、鉀長石，膠結物為火山塵。

3　地球化學特征

3.1巖石化學特征

各填圖單元巖石化學成分及主要參數(shù)見表1、2。

3.1.1滿克頭鄂博組

SiO2為74.46%～78.47%；Al2O3為11.35%～ 12.76%；主要標準礦物組合為or+ab+an+q+mt，大多數(shù)樣品出現(xiàn)標準礦物C。A/CNK=1.03～1.39，平均為1.21，總體為硅鋁過飽和巖石，源巖應為沉積巖或來自上地殼的巖石。K2O＞Na2O，顯示該組火山巖堿富集；里特曼指數(shù)（σ）1.11～2.6，平均1.68，堿度率（A.R）為2.51～5.3，NK/A平均為0.82＜0.9，據(jù)洪大衛(wèi)（1987）為鈣堿性巖系；分異指數(shù)（DI）92.4～95.73、固結指數(shù)（SI）1.37～3.05，反映巖漿分異程度高；長英指數(shù)（FL）91.45～97.24、鎂鐵指數(shù)（MF）為82.96～91.38，揭示巖漿分離結晶作用較強。

3.1.2瑪尼吐組

SiO2含量為52.43%～69.52%，平均為61.84%；Al2O3為14.4%～16.52%，平均為15.47%；主要標準礦物組合為or+ab+an+en+hy+q+il+mt，大多數(shù)樣品出現(xiàn)標準礦物C，A/CNK=1.08～1.35，平均為1.20，總體為硅鋁過飽和巖石，源巖應為沉積巖或來自上地殼巖石。里特曼指數(shù)（σ）2.37～6.44，平均3.73，堿度率（A.R）為1.92～3.51，NK/A為0.59～0.85，平均為0.73＜0.9，據(jù)洪大衛(wèi)（1987）為鈣堿性巖系；分異指數(shù)（DI）59.89～87.28、固結指數(shù)（SI）5.37～15.81，平均為9.88，反映巖漿分異程度弱；長英指數(shù)（FL）54.94～91.51，平均為70.17，鎂鐵指數(shù)（MF）為65.37～87.29，平均為77.92，揭示巖漿分離結晶作用較弱。

3.1.3白音高老組

SiO2為70.42%～74.99%，平均為72.84%；Al2O3為11.88%～14.6%，平均為13.56%；主要標準礦物組合為or+ab+an+q，部分樣品出現(xiàn)C，A/CNK=1.07～1.51，平均為1.21，為硅鋁過飽和巖石，指示源巖應為沉積巖或來自上地殼巖石。里特曼指數(shù)（σ）1.65～2.72，平均2.29，堿度率（A.R）為2.02～2.77，NK/A平均為0.79＜0.9，據(jù)洪大衛(wèi)（1987）為鈣堿性巖系；分異指數(shù)（DI）82.24～93.48、固結指數(shù)（SI）1.4～14.48，反映巖漿分異程度高；長英指數(shù)（FL）70.04～92.48、鎂鐵指數(shù)（MF）為53.94～90.91，揭示巖漿分離結晶作用較強。

3.2稀土元素特征

3.2.1滿克頭鄂博組

稀土元素豐度及特征參數(shù)見表4。稀土總量（∑REE）高，在66.39×10-6～469.9×10-6之間，平均為254.54×10-6，輕重稀土比值ΣCe/ΣY為3.53～8.15，平均為6.36，輕稀土富集；δEu含量在0.06～0.53之間，平均為0.28。稀土配分曲線（圖4）顯示輕稀土段向右傾斜，斜率大，重稀土段相對平緩，Eu處具強的“V”型谷，Eu強烈虧損，（La/Yb）N在3.74～9.32之間，平均為7.45，（Ce/Yb）N在2.18～8.52之間，平均為4.66。

表4　滿克頭鄂博組巖石稀土元素豐度及特征參數(shù)表Tab.4 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Manketouebo formation

圖4　滿克頭鄂博組火山巖稀土元素配分曲線圖Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Manketouebo formation

這表明滿克頭鄂博組巖石屬輕稀土富集型，重稀土之間分餾程度弱，具有明顯的負銪異常，同時看出其結晶分異作用強烈。

3.2.2瑪尼吐組

稀土元素豐度及特征參數(shù)見表5。稀土總量∑REE在77.12×10-6～548.2×10-6之間，平均為291.02×10-6，輕重稀土比值ΣCe/ΣY為5.49～18.59，平均為14.15；δEu為0.78～1.07，平均為0.93；所有樣品稀土配分曲線（圖5）均明顯向右傾，不同類型巖石曲線型式一致，重稀土部分略有交叉；（La/Yb）N為4.64～37.28，（Ce/Yb）N為3.92～29.19。

總體表明輕重稀土分餾比較明顯，輕稀土富集，均具有弱負銪異常，反映巖漿來源較深（至少為下地殼）或壓力較大構造環(huán)境。

3.2.3白音高老組

稀土元素豐度及特征參數(shù)見表6。稀土總量∑REE為137.86×10-6～323.57×10-6，平均為198.77×10-6；輕重稀土比值ΣCe/ΣY為7.6～19.67，平均為13.31；δEu為0.12～0.72，平均為0.44；稀土配分型式見圖6，配分曲線輕稀土段總體向右傾斜，重稀土段大多平緩，Eu處均出現(xiàn)明顯的“V”型谷；主要參數(shù)分別為：（La/Yb）N在20.62～58.61之間，（Ce/Yb）N在20.62～121.48之間，（Sm/Eu）N在1.7～9.84之間，其平均值均遠大于1。表明該組巖石總體為輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾程度弱，Eu虧損強。

3.3微量元素特征

3.3.1滿克頭鄂博組

微量元素含量及有關參數(shù)見表7。

大離子親石元素K含量為3485.11×10-6～3775.53×10-6，Rb為127.9×10-6～200×10-6，高于地殼豐度。Ba為392.5×10-6～911.8×10-6，平均為703.85×10-6，Sr為23.8×10-6～47.7×10-6，低于地殼豐度；K/Rb值為18.88～29.52，Rb/Sr值為2.73～8.40，顯示巖石中大離子親石元素含量有一定變化[8]。

表5　瑪尼吐組巖石稀土元素豐度及特征參數(shù)見表Tab.5 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Manitu formation

放射性生熱元素：Th為8.74×10-6～20.85×10-6，高于地殼豐度；非活動性元素：Nb為10.5×10-6～21.2×10-6，平均為14.73×10-6，Zr為116×10-6～203.6×10-6，Hf為6.43～8.47，Y為37.3×10-6～57.2× 10-6，高于地殼豐度；P為124.5×10-6～224.1×10-6，低于地殼豐度；過渡元素：Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地殼豐度。

特征參數(shù)：Nb*=0.2～0.98、Sr*=0.01～0.09、P*= 0.03～0.12、Zr*=0.35～2.56，各參數(shù)平均值均小于1，揭示巖漿成因信息為花崗質巖石，同時反映巖石抗交代蝕變能力弱。

由微量元素標準化比值蛛網(wǎng)圖（球粒隕石值主要為Thmpson，1982）（圖7）可以看出，4個樣品曲線型式大體一致，均顯示Rb、Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y、Yb呈峰，相對富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti呈谷（虧損），具同源巖漿特征。

圖5　瑪尼吐組巖石稀土元素配分曲線圖Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Manitu formation

3.3.2瑪尼吐組

微量元素含量及有關參數(shù)見表8。大離子親石元素K含量平均為3 057.31×10-6；Rb含量平均為119.48×10-6；Sr含量平均為682.77×10-6；Ba含量平均為1 023.43×10-6，均高于地殼豐度。K/Rb值為17.67～45.72，Rb/Sr值為0.04～0.68，顯示巖石中大離子親石元素含量變化不大。

放射性生熱元素：Th平均為10.74×10-6高于地殼豐度；非活動性元素：Zr平均為317.03×10-6；Hf平均為11.17×10-6；P平均為2 731.35×10-6，均高于地殼豐度；Y平均為20.54×10-6，Nb平均為20.48×10-6，低于地殼豐度。過渡元素Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地殼豐度。

特征參數(shù)：Nb*=0.3～0.78、Sr*=0.38～0.62、P*= 0.41～1.02、各參數(shù)平均值均小于1；Zr* =0.64～2.00，平均值為1.32，上述特征均反映巖漿成因信息為花崗質巖石或地殼巖石或具同化混染的玄武質巖石。

由微量元素標準化比值蛛網(wǎng)圖（球粒隕石值主要為Thmpson，1982）（圖8）可以看出，不同巖石類型曲線型式相似，均顯示Rb、Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y、Yb呈峰，相對富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti呈谷（虧損），反映不同的巖石類型巖漿是同源的特點。

表6　白音高老組巖石稀土元素豐度及特征參數(shù)表Tab.6 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Baiyingaolao formation

表7　滿克頭鄂博組火山巖微量元素豐度（×10-6）及特征參數(shù)表Tab.7 Volcanic element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Manketouebo formation

圖6　白音高老組火山巖稀土元素配分曲線圖Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Baiyingaolao formation

圖7　滿克頭鄂博組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.7 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Manketouebo formation

圖8　瑪尼吐組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.8 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Manitu formation

3.3.3白音高老組

微量元素含量及有關參數(shù)見表9。其中，大離子親石元素K平均為4 327.80×10-6；Rb平均為228.31×10-6；Ba平均為462.41×10-6，這些元素的豐度均高于地殼豐度；Sr豐度在34.3×10-6～215.9×10-6之間，低于地殼豐度。K/Rb值為16.46～22.71，Rb/Sr值為1.04～6.85，顯示巖石中大離子親石元素含量變化大。

放射性生熱元素：Th含量平均為21.90×10-6，遠高于地殼豐度。非活動性元素：Zr平均為181.79×10-6；Hf平均為7.31×10-6；Y平均為30.35×10-6；Nb平均為16.86×10-6，均高于地殼豐度；P 為141.1×10-6～2 199.46×10-6，低于地殼豐度。過渡元素Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地殼豐度。特征參數(shù)：Zr*平均為1.92，大于1，而Nb*、Sr*、P*各參數(shù)平均值均小于1；上述特征反映巖漿成因信息為花崗質巖石或地殼巖石。

表8　瑪尼吐組巖石微量元素豐度（×10-6）及特征參數(shù)見表Tab.8 Trace element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Manitu formation

由微量元素標準化比值蛛網(wǎng)圖（球粒隕石值主要為Thmpson，1982）（圖9）看，不同巖石樣品曲線型式一致，均顯示Rb、Th、La、Ce、Nd、Zr等呈峰，相對富集，Ba、Sr、P、Ti呈谷（虧損）。

4　巖漿形成的溫壓條件

巖漿結晶溫度：據(jù)Nathan等（1978）提出的陽離子分數(shù)溫度計算方法，求出石英、斜長石結晶溫度（表10）。

滿克頭鄂博組火山巖礦物結晶時的溫度在1000℃左右，瑪尼吐組火山巖礦物結晶時的溫度在1100℃左右，白音高老組火山巖礦物結晶時的溫度平均為1070℃。

巖漿中礦物結晶深度：在Q-Ab-Or-H2O系圖中（圖10），滿克頭鄂博組樣品投點落于（1～3）×108Pa范圍內，大體相當于3.3～10 km（1 GPa≈33 km），說明巖漿主要來源于上地殼；瑪尼吐組樣品投點分散，大多數(shù)樣品有投點落于5×108Pa壓力以上區(qū)域，表明巖漿冷凝礦物結晶時的深度大于16.5 km左右，巖漿起源于上地殼；白音高老組樣品投點主要落于（1.5～2）×108Pa壓力區(qū)域以內，表明巖漿冷凝礦物共結晶時的深度4.5～6.6km左右。

表9　白音高老組微量元素豐度（×10-6）及特征參數(shù)表Tab.9 Trace element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Baiyingaolao formation

圖9　白音高老組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.9 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Baiyingaolao formation

圖10　火山巖Q-Ab-Or-H2O系圖Fig.10 Volcanic Q-Ab-Or-H2O diagram

5　巖漿起源及構造環(huán)境分析

Rb-Sr豐度與地殼厚度的關系圖（K.C.Condie，1973）顯示（圖11），下白堊統(tǒng)火山巖巖漿A/CNK= 1.03～1.4，平均為1.2，為硅鋁過飽和巖石，源巖應以沉積巖為主，眾多研究表明這類巖石主要發(fā)育于大陸板塊邊緣靠大陸一側的古老陸殼之中，其形成主要與陸-陸碰撞、陸內造山作用以及克拉通內的韌性剪切作用密切相關；微量元素特征揭示巖漿成因信息為花崗質巖石或具同化混染的玄武質巖石；各樣品在Q-Ab-Or-H2O系圖上的投點表明（圖10），滿克頭鄂博組投點主要落于小于10 km區(qū)域，瑪尼吐組落于16.5 km區(qū)域，白音高老組落于小于6.6 km范圍。揭示從滿克頭鄂博期火山巖→瑪尼吐期火山巖→白音高老期火山巖，巖漿源由淺→深→淺變化。

表10　火山巖的石英、斜長石結晶溫度表Tab.10 The crystallization temperature of quartz and plagioclase in volcanic

在里特曼-戈蒂里圖解中（圖12），三個組樣品投點主要落入B區(qū)，即造山帶火山巖區(qū)，結合區(qū)域構造分析應屬陸內造山作用環(huán)境。

圖11　Rb-Sr豐度與地殼厚度的關系圖Fig.11 Relationship diagram of the Rb-Sr abundance

圖12　火山巖里特曼-戈蒂里圖解Fig.12 Logσ-logτgraphic of the Volcanic rock and crustal thickness

綜上所述，本區(qū)早白堊世火山巖為中-高鉀的鈣堿性巖系，巖石組合為流紋巖、英安巖、安山巖及其相應的火山碎屑巖；SiO2含量總體為52.43%～77.74%，K2O/Na2O為0.67～1.85，平均1.18，大于0.6，與區(qū)域活動陸緣火山巖特征相似；火山巖Th含量較高，一般高于大陸邊緣安山巖；微量元素比值蛛網(wǎng)圖配分型式總體與大陸邊緣安山巖相似；所有樣品表現(xiàn)為低TiO2特征，平均為0.77，據(jù)Gill（1981）[9]研究，TiO2<1.75%是判別造山火山巖的一個重要標志，表示本區(qū)火山巖形成于陸內造山帶背景；除中性巖外其余巖石分異作用較強；區(qū)內流紋質火山巖的87Sr/86Sr初始值為0.721 061～0.762 865，安山質巖石87Sr/86Sr初始值多在0.708 576～0.716 059，少數(shù)為0.705 408～0.705 864，表示巖漿主要來源于地殼，瑪尼吐組火山巖可能有幔源成分參與；在里特曼-戈蒂里圖解中，絕大部分樣品投入B區(qū)，可認為區(qū)內巖石總體屬陸內造山帶火山巖。本區(qū)早白堊世火山巖所處的區(qū)域構造位置屬大興安嶺-燕山中生代火山-侵入雜巖帶的西部邊緣，是靠近板內一側地區(qū)，也屬于中國東部火山活動帶的組成部分，是太平洋板塊向中國東部大陸俯沖造成大陸巖石圈發(fā)生類似陸緣弧深部作用，使地殼中下部巖石發(fā)生重熔分異作用的產(chǎn)物。

6　結論

本區(qū)火山巖為硅鋁過飽和巖石，鈣堿性巖系，源巖應為沉積巖或來自上地殼的巖石，流紋質火山巖巖漿分異、分離結晶作用程度高，中-中酸性火山巖巖漿分異程度、分離結晶作用弱。巖石屬輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，具有明顯的銪負異常。

分布在二連斷陷盆地的邊緣斷裂帶上，屬深源高壓火山巖。其形成與二連斷陷盆地伸展構造體制密切相關，是太平洋板塊向中國東部大陸俯沖造成大陸巖石圈發(fā)生類似陸緣弧深部作用，使地殼中下部巖石發(fā)生重熔分異作用的產(chǎn)物。

本區(qū)滿克頭鄂博組（K1mk）、瑪尼吐組（K1mn）和白音高老組（K1b）的層位、巖石類型組合特征、巖石地球化學特征及相互接觸關系等均與大興安嶺地區(qū)的滿克頭鄂博組（J3mk）、瑪尼吐組（J3mn）和白音高老組（J3b）可比。本次工作所測得的同位素年齡（133.3±1.1 Ma、136±1.1 Ma）及相鄰地區(qū)近年來的同位素年齡資料[10,11]，表明本區(qū)中生代火山巖的形成時代為早白堊世是合適的。

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中圖分類號：P595

文獻標識碼：A

文章編號：1672-4135（2016）01-0001-14

收稿日期：2015-06-04

作者簡介：武躍勇（1959-），男，高級工程師，1982年畢業(yè)于內蒙古自治區(qū)地質學校地質礦產(chǎn)專業(yè)，從事區(qū)域地質調查工作，Email：350495661@qq.com。