內蒙古赤峰市海拉蘇鎮大石寨組火山巖研究

代辛勤，馬　恒，朱　蒙

（1.中國礦業大學<北京>地球科學與測繪工程學院，北京100083；2.中國地質大學<北京>地球科學與資源學院，北京100083）

內蒙古赤峰市海拉蘇鎮大石寨組火山巖研究

代辛勤*1，馬恒2，朱蒙2

（1.中國礦業大學<北京>地球科學與測繪工程學院，北京100083；2.中國地質大學<北京>地球科學與資源學院，北京100083）

內蒙古赤峰市海拉蘇鎮坐落于內蒙古東部西拉沐淪斷裂附近，具有獨特的地質構造環境。通過對赤峰市海拉蘇鎮早二疊世大石寨組火山巖巖石學特征和火山巖地球化學特征進行調查和研究，表明該區大石寨組火山巖屬于鈣堿性序列，具有中鉀鈣堿性系列的演化特征，它形成于活動大陸邊緣的火山弧環境，它的形成與西伯利亞板塊俯沖到華北板塊之下有關。

大石寨組；火山巖；地球化學；海拉蘇鎮

內蒙古地區二疊紀構造環境一直是較困惑的問題，也是探討內蒙古地區晚古生代區域構造演化的關鍵問題。眾所周知，不同的大地構造背景產出的火山巖巖石學特征、地球化學特征具有顯著的差異。在內蒙古二疊紀的地層中，中二疊世和晚二疊世均沒有大范圍出露的火山巖。其中，中二疊世哲斯組為海相沉積，晚二疊世林西組是以湖相、瀉湖相沉積為主，而唯一大范圍出露火山巖的地層是早二疊世大石寨組。因此研究大石寨組火山巖巖石學特征和地球化學特征對早二疊世的構造環境的推斷尤為重要。近年來對大石寨組火山巖的研究取得了一定的成果，對火山巖構造環境的研究目前存在以下幾種觀點：（1）火山巖形成于古亞洲洋閉合后拉張環境下的陸內裂谷（火山巖具有雙峰式特征）或為裂陷槽環境（唐克東，1992；邵濟安，1991；張臣等，1997；任紀舜，1990；蘇養正，1996；呂志成等，2002）；（2）火山巖形成于古亞洲洋俯沖有關的大陸邊緣弧或島弧環境或弧后盆地背景下（王荃，1986；高德臻等，1998；蘇新旭等，2000；陶繼雄等，2003；付丹予等，2006；Li，2006；耿明山，1998）；（3）火山巖為西伯利亞板塊和華北板塊碰撞后的產物（Zhu et.al.，2001）。對于將早二疊世的火山巖歸因于不同的構造背景中的原因，主要是在于缺少該區詳細的火山巖巖石學特征和地球化學特征資料。因此，研究大石寨組火山巖巖石學特征、地球化學特征，將對研究該區大石寨組火山巖大地構造背景提供重要的依據。

1　研究區地質概況

在海拉蘇鎮地區，大石寨組地層被白堊紀鉀長花崗巖穿插侵入，周圍存在烘烤邊，晚白堊紀鉀長花崗巖成分為中細粒鉀長文象花崗巖。經鑒定此處花崗巖應為中粒黑云鉀長花崗巖，為肉紅色，半自形粒狀結構，粒徑2～5mm，塊狀構造；由鉀長石（45%～60%）、斜長石（5%～15%）、石英（25%～30%）、黑云母（5%）及副礦物磁鐵礦、鉛石、磷灰石等組成。據內蒙古自治區區域地質志記載晚華力西運動使地槽全面回返，伴隨強烈的構造運動，巖漿活動劇烈，所形成的侵入巖十分發育。以中酸性侵入巖為主，常呈巨大的巖基廣泛分布于地槽區和地臺北緣。

通過野外地質調查及室內詳細的薄片鑒定分析表明，海拉蘇鎮大石寨組火山巖組合主要由玄武安山巖、安山巖、英安巖等巖石組成。大石寨組與侏羅系侵入巖接觸帶上有許多條帶狀綠簾石化安山巖。

2　海拉蘇鎮地區大石寨組火山巖的地球化學特征

海拉蘇大石寨組火山巖的全巖元素測試由北京市北京中科聯宏分析測試中心采用XRF瑩光測試法完成，測試結果見表1。

2.1火山巖分類命名及巖石組合

根據表1中的數據，采用火山巖通用的TAS圖解（圖1）對大石寨地區大石寨組火山巖進行巖石分類命名。由于二疊紀火山巖普遍遭受蝕變作用，K、Na等活動性較強的元素可能會有一定程度的變化［1］。根據（HL-01-1樣品數據來自于本文，其他數據出自于趙芝，2008）。1可知，海拉蘇鎮大石寨組火山巖應為玄武質粗面安圖山巖，其中SiO2質量百分比為53.4%，K2O+Na2O質量百分比為6.37%。

表1　內蒙古海拉蘇地區及大石寨地區大石寨組火山巖主量元素含量（w%）

圖1　內蒙古部分地區大石寨組火山巖TAS圖解（據Le Bas，1986）

2.2火山巖巖石系列歸屬

圖2　大石寨組火山巖SiO2-K2O圖解

結合內蒙古其他地區大石寨組火山巖全巖TAS圖解，海拉蘇地區大石寨組火山巖的巖石樣品落在鈣堿性系列中，在SiO2-K2O變異圖中（圖2）樣品落在鈣堿性系列，在AFM圖解中（圖3）樣品具有鈣堿性系列的演化特征。綜上所述，海拉蘇地區大石寨組火山巖屬于鈣堿性系列，具有鈣堿性系列的演化趨勢，在SiO2-K2O圖解中基本為中鉀鈣堿性系列。

圖3　大石寨組火山巖的AFM圖解

不同構造環境下產出的火山巖具有不同的巖石組合和系列特征。島弧火山巖以低鉀拉斑系列為主，巖石組合為玄武巖、玄武安山巖及安山巖；活動大陸邊緣的火山巖主要為鈣堿性系列的安山巖、英安巖、流紋巖和少量玄武巖。比起島弧火山巖，活動大陸邊緣的火山巖更加富硅、富堿。從巖石系列和巖石組合特征來看，海拉蘇地區大石寨組火山巖更類似于活動大陸邊緣的火山巖。

2.3主量元素特征

海拉蘇地區大石寨組巖石樣品中全巖主量元素分析統計顯示：火山巖的SiO2含量在52%～65%范圍內，屬于中基性巖類。在表1中，內蒙古大石寨地區火山巖主量元素相比較，海拉蘇地區巖石具有更高的MnO2、 Na2O含量，這說明該地區鈣堿性序列更具有代表性，一般基性巖類具有高MgO、TiO2、Al2O3、Na2O含量，低SiO2、K2O含量的特征；中基性巖類具有高Al2O3、Na2O含量低MgO、K2O含量的特征。兩類巖石都在典型的活動陸緣高鋁玄武巖范圍內。值得注意的是匯聚板塊邊緣的所有火山巖包括安山巖TiO2的含量幾乎總是低的，海拉蘇地區大石寨組TiO2含量也不例外（含量為0.54），而大洋弧后盆地鈣堿性系列的火山巖具有較高的TiO2含量。

3　結論

本文通過對赤峰市海拉蘇鎮早二疊世大石寨組火山巖的巖石學特征和地球化學特征的研究，得出了如下結論：研究區大石寨組火山巖屬于鈣堿性序列，具有中鉀鈣堿性系列的演化特征，它形成于活動大陸邊緣的火山弧環境，它的形成與西伯利亞板塊俯沖到華北板塊之下有關。

［1］趙芝.內蒙古大石寨地區早二疊世大石寨組火山巖的地球化學特征及其構造環境［D］.吉林大學，2008.

［2］蔣干清，徐元愷，趙國春，羅飛，肖榮閣，羅照華.內蒙古蘇尼特左旗下二疊統大石寨組作用相與環境相序列演化［J］.現代地質，1995（2）：170-178.

［3］李劍波.內蒙古大石寨地區超基性巖帶的地質特征及構造意義［D］.中國地質大學（北京），2012.

［4］邵積東.內蒙古大地構造分區及其特征［J］.內蒙古地質，1998（2）：5-29.

［5］黃世乾.巖石化學及地球化學三角圖解計算新方法介紹［J］.國外地質勘探技術，1989（7）：35-37.

［6］趙海玲，鄧晉福，陳發景，劉厚祥，胡泉，狄永軍.松遼盆地東南緣中生代火山巖及其盆地形成的構造背景［J］.地球科學，1996（4）：81-87.

［7］田樹剛，李子舜，王峻濤，詹立培，牛紹武.內蒙古東部及鄰區石炭紀—二疊紀構造地層格架與形成環境［J］.地質通報，2012（10）：1554-1564.

P58

A

1004-5716（2016）03-0143-03

2015-03-13

2015-03-18

代辛勤（1992-），男（蒙古族），內蒙古赤峰人，中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院在讀碩士研究生，研究方向：礦產普查與勘探。