吉爾嘎郞圖—烏蘭陶勒蓋地區(qū)侵入巖巖石地球化學(xué)特征及形成機(jī)制探討

宋丙劍，梁國慶，張艷軍，魯艷明

(1.中國消防救援學(xué)院，北京102202；2.河北省區(qū)域地質(zhì)研究院，河北 廊坊 065000；3.中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院，山西 太原 065000)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)地處內(nèi)蒙古中段北部，二連—賀根山蛇綠巖帶(西伯利亞板塊與華北板塊最終碰撞對接帶)北側(cè)[1]，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了古生代—新生代漫長的地史演化，地質(zhì)背景復(fù)雜(圖1)，為區(qū)域成礦提供了有利的地質(zhì)條件。

注：1-第四系；2-更新統(tǒng)阿巴嘎組；3-上白堊統(tǒng)；4-下白堊統(tǒng)大磨拐河組；5-下白堊統(tǒng)梅勒圖組；6-中侏羅統(tǒng)萬寶組；7-下侏羅統(tǒng)紅旗組；8-上石炭-下二疊統(tǒng)寶力高廟組二段；9-上石炭-下二疊統(tǒng)寶力高廟組一段；10-上泥盆統(tǒng)安格爾烏拉組；11-下-中泥盆統(tǒng)泥鰍河組；12-上志留統(tǒng)臥都河組；13-早二疊世堿長花崗巖；14-早二疊世正長斑巖；15-早二疊世花崗斑巖；16-早二疊世二長花崗巖；17-晚石炭世二長花崗巖；18-晚石炭世鉀長花崗巖；19-晚石炭世石英二長巖；20-泥盆紀(jì)花崗閃長巖；21-泥盆紀(jì)石英二長巖；22-泥盆紀(jì)石英閃長巖；23-逆斷層；24-正斷層；25-推測斷層；26-向斜構(gòu)造；27-背斜構(gòu)造；28-褶皺構(gòu)造編號；29-斷層編號。

研究區(qū)地層出露比較廣泛。古生界上志留統(tǒng)臥都河組(S3w)泥質(zhì)粉砂巖、長石石英砂巖夾生物碎屑灰?guī)r，中下泥盆統(tǒng)泥鰍河組(D1-2n)長石砂巖、硬砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖夾蝕變安山巖、結(jié)晶灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r；上泥盆統(tǒng)安格爾音烏拉組(D3a)長石砂巖、長石硬砂巖、長石石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部夾少量板巖；上石炭統(tǒng)下二疊統(tǒng)寶力高廟組一段(C2P1bl1)長石巖屑砂巖、含粉砂凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖、流紋質(zhì)沉凝灰?guī)r夾灰?guī)r透鏡體[2]；寶力高廟組二段(C2P1bl2)灰、灰紫色流紋質(zhì)含角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋巖、灰-灰褐色粗安巖、安山質(zhì)、粗安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等。中生界下侏羅統(tǒng)紅旗組(J1h)上部以泥巖為主夾砂巖、碳質(zhì)頁巖及煤層，中下部以砂巖為主夾泥巖，碳質(zhì)頁巖、煤層及礫巖、砂礫巖薄層；侏羅統(tǒng)萬寶組(J2wb)上部以中細(xì)粒砂巖為主，下部以砂礫巖、長石砂巖、礫巖為主，底部為巨礫花崗質(zhì)底礫巖；下白堊統(tǒng)梅勒圖組(K1ml)主要由玄武巖、安山玄武巖、玄武安山巖、安山巖組成，下白堊統(tǒng)大磨拐河組(K1d)以礫巖、砂礫巖、砂巖、細(xì)砂巖為主[3]；上白堊統(tǒng)二連組(K2e)由雜色長石巖屑砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖、泥晶灰?guī)r等組成。新生界主要有上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組(N2b)磚紅色(棕紅色)砂質(zhì)泥巖，第四系更新統(tǒng)冰洪積物(Qpgl+pl)、阿巴嘎組玄武巖(Qpa)、洪積物(Qppl)，全新統(tǒng)(Qh)沖洪積物、沖積物、湖積物、坡洪積物、及風(fēng)積物[4]。

區(qū)內(nèi)的褶皺構(gòu)造較發(fā)育，共查明規(guī)模大小不等、保存程度不同的褶皺構(gòu)造14個，分別形成于華力西期及燕山期，華力西期褶皺多集中發(fā)育在古生代泥盆紀(jì)地層中，褶皺軸向總體呈NE-NNE向，屬線型緊密褶皺，但連續(xù)性及保存程度較差。燕山期褶皺發(fā)育在早、中侏羅世紅旗組、萬寶組地層中，褶皺軸向呈NE-NNE向，褶皺都比較平緩開闊，延伸較遠(yuǎn)，構(gòu)成研究區(qū)褶皺構(gòu)造之主體[2]。區(qū)內(nèi)代表性褶皺構(gòu)造有薩拉布拉格復(fù)式褶皺、希勒合花向斜、準(zhǔn)他黑牙背斜、烏蘭陶勒蓋向斜、本布根南向斜、本布根南背斜、夫特林道更輝特背斜、爾博勒金背斜、準(zhǔn)棚沃門黑臘向斜、巴彥布拉格向斜。研究區(qū)斷裂發(fā)育，具一定規(guī)模的斷層38條，是區(qū)內(nèi)構(gòu)造的主要表現(xiàn)形式，依斷裂發(fā)育方向可分為北東向-北北東向、北西向、近南北向3組，主要形成于華力西期、燕山期。其中以北東向-北北東向及北西向斷裂較為發(fā)育，北東向形成時間較早，其次為南北向，最晚為北西向。區(qū)內(nèi)發(fā)育斷裂構(gòu)造以北東向斷裂、北北東向為主，主要斷裂共25條，代表性的斷裂有烏蘭德勒-烏和爾楚魯逆斷層(F2)、巴潤朱里料毛德逆斷層(F32)、扎臘阿套布格東逆斷層(F21)。北西向斷裂11條，主要為張扭性，規(guī)模大小不等，其主要特征是基本垂直切割北東向壓性、壓扭性斷層，并使之發(fā)生相對位移[3]，代表性斷裂有阿塔爾烏蘇左行平移斷層(F18)、薩拉布拉格南正斷層(F7)。區(qū)內(nèi)近南北向斷裂多規(guī)模較小，主要斷裂有烏德華-烏布爾貝特敖包斷層(F3)、夫特林道更輝特左行平移斷層(F35)。

2 巖體地質(zhì)特征

研究區(qū)侵入巖較為發(fā)育，集中分布于研究區(qū)東北部、西北部及中西部，出露面積為512.72 km2，約占研究區(qū)總面積的30.2%，總體呈北東向展布。依據(jù)同位素年齡、巖石類型、接觸關(guān)系共劃分為3個巖漿侵入階段、14個侵入巖地質(zhì)單位?？傮w上形成北東向構(gòu)造巖漿巖帶，巖石類型為酸性巖類，侵入時代分別為晚泥盆世、晚石炭世和早二疊世[2]。其中晚泥盆世侵入巖為研究區(qū)出露面積較大、時代最老的侵入巖，一般規(guī)模不大，剝蝕較淺，主要分布于研究區(qū)西北部，呈北東向帶狀展布；其次在西南部亦有零星出露。發(fā)育有石英閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖4個地質(zhì)單元。晚石炭世侵入巖主要分布于研究區(qū)東北部、中西部、西南部、西北部，廣泛分布，面積較大，出露面積277.78 km2，為研究區(qū)出露面積最大的侵入巖，發(fā)育石英二長巖、中細(xì)粒二長花崗巖、中粒二長花崗巖、中粗粒二長花崗、鉀長花崗巖5個地質(zhì)單元。早二疊世侵入巖主要分布于東北部、中部，其次在西北部亦有少量產(chǎn)出，多呈小巖株狀產(chǎn)出，出露面積164.18 km2，是研究區(qū)出露面積較大侵入巖，發(fā)育細(xì)粒二長花崗巖、中細(xì)粒二長花崗巖、花崗斑巖、石英正長斑巖、細(xì)粒堿長花崗巖5個地質(zhì)單元。

研究區(qū)侵入巖多呈巖株、巖瘤、巖枝狀產(chǎn)出，平面上多呈橢圓狀、不規(guī)則狀，面積大者近134.26 km2，面積小者不足1 km2。侵入巖巖體侵位均與北東向斷層構(gòu)造密切相關(guān)，表現(xiàn)為各侵入體長軸方向北東向，且多數(shù)侵入巖邊界受北東向斷層控制。侵入體多以港灣狀侵入于圍巖之中，與圍巖接觸面多不平整，多呈波狀、個別呈鋸齒狀，接觸面產(chǎn)狀較陡，一般50～70°外傾。侵入體暗色礦物略具微弱定向，方向呈北東向。中酸性侵入巖多呈細(xì)粒、中-細(xì)粒、中粗粒結(jié)構(gòu)，部分發(fā)育斑晶，形成深度應(yīng)為中深成相。中酸性侵入體邊緣可見較多的形狀不同、大小不一的閃長巖、白云石大理巖等圍巖捕擄體，頂部不同程度含有圍巖殘留頂蓋。巖體邊部一般結(jié)晶細(xì)，有冷凝邊，同一侵入體因距圍巖、殘留體等遠(yuǎn)近不同，礦物粒度亦有一定的變化。推測剝蝕程度為中-淺剝蝕。侵入體中多發(fā)育規(guī)模不等的北東向閃長玢巖脈、花崗斑巖脈、石英脈及北西向石英脈、閃長玢巖脈、花崗斑巖脈等，暗示了巖體侵位之后又經(jīng)歷多次構(gòu)造活動的特征。

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 主量元素地球化學(xué)特征

晚泥盆世石英閃長巖中SiO2含量64.80%，Al2O3為15.47%，CaO為2.78%，Alk(全堿)為6.64%，Na2O含量大于K2O。與中國石英閃長巖平均化學(xué)成分相比(黎彤等，1962，下同)，晚泥盆世石英閃長巖SiO2、MnO、MgO、Na2O含量偏高，其余成分含量略低。分異指數(shù)DI為73，固結(jié)指數(shù)SI為15，說明巖石分異程度較高，為巖漿結(jié)晶分異中晚期階段。晚石炭世石英二長巖(C2ηο)中SiO2含量64.44%，Al2O3為15.47%，CaO為2.14%，Alk(全堿)為10.14%，Na2O含量大于K2O；中細(xì)粒二長花崗巖中SiO2含量69.42%，Al2O3為15.69%，CaO為0.22%，Alk(全堿)為11.58%，Na2O含量小于K2O；中粒二長花崗巖中SiO2含量72.08%，Al2O3為13.50%，CaO為0.85%，Alk(全堿)為8.41%，Na2O含量小于K2O；中粗粒二長花崗巖(C2zcηγ)中SiO2含量74.00%，Al2O3為13.06%，CaO為0.61%，Alk(全堿)為8.16%，Na2O含量小于K2O；鉀長花崗巖中SiO2含量75.74%，Al2O3為12.72%，CaO為0.36%，Alk(全堿)為8.90%，Na2O含量小于K2O。與中國巖石平均化學(xué)成分相比，晚石炭世石英二長巖Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為85，固結(jié)指數(shù)SI為7；中粒二長花崗巖SiO2、TiO2、K2O含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為90，固結(jié)指數(shù)SI為7；中粗粒二長花崗巖SiO2、MnO、MgO、Na2O含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為93，固結(jié)指數(shù)SI為3；中細(xì)粒二長花崗巖Al2O3、Fe2O3、CaO含量偏高，其余成分含量略低。分異指數(shù)DI為96，固結(jié)指數(shù)SI為1.8；鉀長花崗巖SiO2、Fe2O3含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為96，固結(jié)指數(shù)SI為1。說明晚石炭世巖石分異程度較高，石英二長巖、中粒二長花崗巖、中粗粒巖漿結(jié)晶分異中晚期階段，中細(xì)粒二長花崗巖、鉀長花崗巖為巖漿結(jié)晶分異晚期階段。早二疊世細(xì)粒二長花崗巖中SiO2含量73.80%，Al2O3為12.85%，CaO為1.63%，Alk(全堿)為7.07%，Na2O含量小于K2O；中細(xì)粒二長花崗巖中SiO2含量76.38%～76.52%，Al2O3為12.48%；CaO為0.18%～0.48%，Alk(全堿)為8.46%～8.62%，Na2O含量小于K2O；早二疊世花崗斑巖中SiO2含量74.06%，Al2O3含量13.00%，CaO含量1.11%，Alk(全堿)含量8.45%，Na2O含量小于K2O；堿長花崗巖中SiO2含量74.74%～75.40%，Al2O3含量12.87%～13.14%，CaO含量0.36%～0.40%，Alk(全堿)含量8.92%～9.16%，Na2O含量小于K2O。與中國酸性巖平均化學(xué)成相比，早二疊世細(xì)粒二長花崗巖SiO2、TiO2、CaO含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為86，固結(jié)指數(shù)SI為7.8；中細(xì)粒二長花崗巖SiO2、K2O含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為96，固結(jié)指數(shù)SI為0.8～1.0；花崗斑巖SiO2、K2O含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為92，固結(jié)指數(shù)SI為3；堿長花崗巖SiO2、Na2O、K2O含量偏高，其余成分含量略低，分異指數(shù)DI為96，固結(jié)指數(shù)SI為1。說明早二疊世侵入巖巖石分異程度較高，細(xì)粒二長花崗巖、中細(xì)粒二長花崗巖、花崗斑巖為巖漿結(jié)晶分異中晚期階段，堿長花崗巖為巖漿結(jié)晶分異晚期階段。

3.2 微量元素地球化學(xué)特征

晚泥盆世石英閃長巖微量元素Ba、Cr、Nb、Ni、Sr、Zr、U、V、Th含量相對較低，Sc、Rb、Cs、Hf、Ta含量相對較高。Rb/Sr=0.52，高于維氏中性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.53，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入。巖石成因類型屬I—S過渡類型花崗巖。晚石炭世石英二長巖(C2ηο)微量元素Cr、Nb、Ni、Sr、Rb、U、V含量相對較低，Ba、Cs、Sc、Hf、Ta、Th、Zr含量相對較高。Rb/Sr=0.34，高于維氏中性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.21，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入。晚石炭世中細(xì)粒二長花崗巖微量元素Ba、Cr、Sc、Sr、Ta、U、V、Th含量相對較低，Ni、Nb、Rb、Cs、Hf、Zr含量相對較高。Rb/Sr=5.50，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.25，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入，巖石成因類型屬I—S過渡類型花崗巖。晚石炭世中粒二長花崗巖微量元素Ba、Rb、Cr、Nb、Ni、Sr、Zr、U、V、Th、Ta含量相對較低，Sc、Hf、Cs含量相對較高。Rb/Sr=1.35，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.31，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入。巖石成因類型屬I—S過渡類型花崗巖。晚石炭世中粗粒二長花崗巖微量元素Ba、Cr、Nb、Ni、Sr、Zr、U、V、Ta含量相對較低，Th、Sc、Rb、Hf、Cs含量相對較高。Rb/Sr=2.05，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.71，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入。巖石成因類型屬I—S過渡類型花崗巖。晚石炭世鉀長花崗巖微量元素Ba、Cr、Nb、Ni、Sr、Zr、Ta、V含量相對較低，Sc、Rb、Th、Cs、U、Hf含量相對較高。Rb/Sr=9.28，高于維氏中性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.39，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入。巖石成因類型屬I—S過渡類型花崗巖。早二疊世細(xì)粒二長花崗巖微量元素Ba、Rb、Cr、Nb、Ni、Sr、Zr、V、Th、Ta含量相對較低，Sc、Hf、U、Cs含量相對較高。Rb/Sr=1.75，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.58，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入，巖石成因?qū)買—S過渡型花崗巖。

早二疊世中細(xì)粒二長花崗巖微量元素Ba、Sc、Cr、Nb、Ni、Sr、Zr、U、V、Th、Ta含量相對較低，Rb、Hf、Cs含量相對較高。Rb/Sr=12.45～16.63，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.28～0.59，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入，巖石成因?qū)買—S過渡型花崗巖。早二疊世花崗斑巖微量元素Ba、Rb、Cr、Nb、Ni、Sr、V、Ta含量相對較低，Zr、U、Sc、Hf、Th、Cs含量相對較高。Rb/Sr=1.49，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.26，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入，巖石成因?qū)買—S過渡型花崗巖。早二疊世堿長花崗巖微量元素Ba、Sc、Hf、Cs、Rb、Cr、Ni、Sr、V、Th、Ta含量相對較低，Nb、Zr、U含量相對較高。Rb/Sr=2.13～2.25，高于維氏酸性巖，比上地幔Rb/Sr平均值(0.025)和大陸殼Rb/Sr平均值(0.24)均高。Sr/Ba=0.38～0.40，比大陸下地殼Sr/Ba比值(1.34)低，說明巖漿源于上地幔，在向上運移過程中有殼源物質(zhì)的混入，巖石成因?qū)買—S過渡型花崗巖。

3.3 稀土元素地球化學(xué)特征

晚泥盆世石英閃長巖稀土元素總量∑REE=237.84×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=6.07，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.66，銪呈弱虧損，δCe=0.96，鈰略有虧損。這些特征指數(shù)與石英閃長巖較為接近。晚石炭世石英二長巖(C2ηο)稀土元素總量∑REE=244.64×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=6.86，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=1.13，銪不虧損，δCe=1.00，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與石英閃長巖較為接近。

晚石炭世中細(xì)粒二長花崗巖稀土元素總量∑REE=107.07×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=4.01，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.28，銪強(qiáng)虧損，δCe=1.36，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。晚石炭世中粒二長花崗巖稀土元素總量∑REE=168.61×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=6.74，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.57，銪弱虧損，δCe=1.07，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。晚石炭世中粗粒二長花崗巖稀土元素總量∑REE=137.72×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=2.79，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.31，銪強(qiáng)虧損，δCe=1.06，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。晚石炭世鉀長花崗巖稀土元素總量∑REE=161.65×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=2.80，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.16，銪強(qiáng)虧損；δCe=1.24，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與鉀長花崗巖較為接近。

早二疊世細(xì)粒二長花崗巖稀土元素總量∑REE=194.75×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=4.84，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.32，銪較強(qiáng)虧損，δCe=0.98，鈰略虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。早二疊世中細(xì)粒二長花崗巖稀土元素總量∑REE=109.41×10-6～134.67×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=1.86～2.26，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.09～0.17，銪強(qiáng)虧損，δCe=0.97～1.01，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。早二疊世花崗斑巖(P1γπ)稀土元素總量∑REE=232.63×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=9.83，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.66，銪虧損，δCe=0.96，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。早二疊世堿長花崗巖稀土元素總量∑REE=216.71×10-6～260.69×10-6，總量較高，輕重稀土的比值LREE/HREE=5.17～7.71，表明輕重稀土分異較好，稀土配分曲線右傾。δEu=0.20～0.22，銪強(qiáng)虧損，δCe=0.97～1.03，鈰不虧損。這些特征指數(shù)與花崗巖較為接近。

4 巖體形成機(jī)制探討

4.1 形成環(huán)境

將區(qū)內(nèi)晚泥盆世侵入巖巖石化學(xué)分析結(jié)果換算成陽離子數(shù)投影到R1-R2圖解(圖2)中，石英閃長巖落入板塊碰撞前的和碰撞后的抬升區(qū)的界線附近，石英二長巖、花崗閃長巖位于造山晚期區(qū)。在Rb-(Yb+Ta)圖解中，所有樣品均落入火山弧花崗巖區(qū)并靠近同碰撞花崗巖區(qū)及板內(nèi)花崗巖區(qū)界線附近(圖3)。

注：1-地幔分離；2-板塊碰撞前的；3-碰撞后的抬升；4-造山晚期的；5-非造山的；6-同碰撞期的；7-造山期后的。

將區(qū)內(nèi)晚石炭世侵入巖巖石化學(xué)分析結(jié)果換算成陽離子數(shù)投影到R1-R2圖解(圖4)中，石英二長巖落入非造山區(qū)、鉀長花崗巖落入造山晚期區(qū)、其余巖類落入同碰撞期區(qū)。在Rb-(Yb+Ta)圖解中，除石英二長巖落入火山弧花崗巖區(qū)外，其余樣品均落入同碰撞花崗巖區(qū)(圖5)。

注：1-地幔分離；2-板塊碰撞前的；3-碰撞后的抬升；4-造山晚期的；5-非造山的；6-同碰撞期的；7-造山期后的。

將區(qū)內(nèi)早二疊世侵入巖巖石化學(xué)分析結(jié)果換算成陽離子數(shù)投影到R1-R2圖解(圖6)中，花崗斑巖、細(xì)粒二長花崗巖同碰撞期區(qū)，其余樣品落入非造山區(qū)。在Rb-(Yb+Ta)圖解中，除堿長花崗巖落入板內(nèi)花崗巖區(qū)外，其余樣品均落入同碰撞花崗巖區(qū)(圖7)。

注：1-地幔分離；2-板塊碰撞前的；3-碰撞后的抬升；4-造山晚期的；5-非造山的；6-同碰撞期的；7-造山期后的。

4.2 侵位機(jī)制

研究區(qū)晚泥盆世、晚石炭世、早二疊世侵入巖體鄰近于斷裂兩側(cè)，晚泥盆世侵入巖體長軸方向呈北北東向，晚石炭世長軸方向呈北東向及北東東向，早二疊世長軸方向呈北東向及北東東向，與附近斷裂方向一致，形態(tài)呈橢圓狀或不規(guī)則長條狀，長軸方向與附近斷裂方向一致，邊界不規(guī)則，許多巖體有大巖枝貫入圍巖。巖石呈塊狀，巖體內(nèi)部及邊部缺乏線狀、面狀定向組構(gòu)。圍巖中亦未見任何由于巖體侵入而造成的擠壓變形現(xiàn)象及強(qiáng)迫趨同現(xiàn)象。這些特征表明研究區(qū)巖漿侵入均是斷裂強(qiáng)烈運動的結(jié)果，侵入巖體具被動就位特點。因此，區(qū)內(nèi)晚泥盆世巖漿活動是在北北東向斷裂活動過程中發(fā)生的，晚石炭世巖漿活動是在北東向、北東東向斷裂活動過程中發(fā)生的，早二疊世巖漿活動是在北東向及北東東向斷裂活動過程中發(fā)生的，它們都是在各自的構(gòu)造背景下被動上侵形成的。

4.3 時代討論

據(jù)花崗閃長巖中采取的2件同位素年齡(鋯石U-Pb)樣品測得數(shù)據(jù)分別為402.6 Ma和361.1 Ma，花崗閃長巖被晚石炭世二長花崗巖侵入，并侵入最新地層為中下泥盆統(tǒng)泥鰍河組[5]，其侵入時代應(yīng)晚于早中泥盆世早于晚石炭世。據(jù)石英二長巖、鉀長花崗巖中采取同位素年齡樣品(鋯石U-Pb)獲得的年齡值分別為(310±9)Ma、328.0 Ma。鉀長花崗巖侵入最新地層為上泥盆統(tǒng)安格爾音烏拉組，并被上石炭-下二疊統(tǒng)寶力高廟組地層不整合覆蓋。在中細(xì)粒二長花崗巖、堿長花崗巖中采取同位素年齡樣品(鋯石U-Pb)獲得的年齡值為(279.2±1.9)Ma、(295.5±1.2)Ma、(284.8±1.1)Ma。區(qū)內(nèi)中細(xì)粒二長花崗巖、花崗斑巖侵入最新地層為上石炭-下二疊統(tǒng)寶力高廟組，并侵入了晚石炭世二長花崗巖、鉀長花崗巖。因此，據(jù)侵入巖同位素測年數(shù)據(jù)及與地層關(guān)系，將區(qū)內(nèi)西北部產(chǎn)出的石英閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖時代置于晚泥盆世；將區(qū)內(nèi)西北部產(chǎn)出的石英二長巖、中細(xì)粒二長花崗巖、中粒二長花崗巖、中粗粒二長花崗、中粗粒鉀長花崗巖時代置于晚石炭世；將區(qū)內(nèi)北部、中東部產(chǎn)出的細(xì)粒二長花崗巖、中細(xì)粒二長花崗巖、花崗斑巖、石英正長斑巖、堿長花崗巖時代置于早二疊世。

5 結(jié) 論

研究區(qū)晚泥盆世侵入巖劃分為石英閃長巖至二長花崗巖等4個地質(zhì)單位，巖體鋯石U-Pb年齡為(402.6±1.1)Ma；研究區(qū)晚石炭世侵入巖劃分為石英二長巖至鉀長花崗巖等5個地質(zhì)單位，巖體鋯石U-Pb年齡為310～328.0 Ma；研究區(qū)早二疊世侵入巖劃分為細(xì)粒二長花崗巖至堿長花崗巖等5個地質(zhì)單位，巖體鋯石U-Pb年齡為279.2～295.5 Ma。三期侵入巖巖石化學(xué)成分均為鈣堿性系列，巖石成因類型屬I—S過渡類型花崗巖，具有被動就位機(jī)制的特征。晚泥盆世侵入巖主體形成于擠壓性質(zhì)的火山弧構(gòu)造環(huán)境，晚石炭世侵入巖、早二疊世侵入巖主體均形成于擠壓性質(zhì)的同碰撞構(gòu)造環(huán)境。