內蒙古五岔溝地區新生代玄武巖巖石學特征及成因探討

■陳亮　高勇　白志偉

（1,3內蒙古地質勘查有限責任公司　內蒙古　呼和浩特　010010；2內蒙古地質礦產勘查院　內蒙古　呼和浩特　010010）

內蒙古五岔溝地區新生代玄武巖巖石學特征及成因探討

■陳亮1高勇2白志偉3

（1,3內蒙古地質勘查有限責任公司內蒙古呼和浩特010010；2內蒙古地質礦產勘查院內蒙古呼和浩特010010）

論文通過對內蒙古五岔溝地區新生代玄武巖的巖相學、巖石化學、地球化學等方面進行研究。確定了五岔溝地區新生代玄武巖為大陸拉斑玄武巖，探討了玄武巖的巖漿源區及性質，闡明了玄武巖形成的構造環境。

五岔溝拉斑玄武巖分離結晶地球化學大陸拉張帶

0　引言

關于大興安嶺地區玄武巖巖石學特征，元素、同位素地球化學特征及其形成的地質構造環境是許多地質科學家普遍研究的重要問題。但是對五岔溝地區火山巖研究不多，還存在一些不足之處。90年代以來，部分學者從火山地質和地貌特征認為可能存在全新世火山噴發活動，但缺乏可靠的年代學依據。高度富集LREE、LILE，虧損Nb、HREE、Y。巖漿上升過程中雖局部有陸殼混染，但混染作用不大，其地球化學特征主要反映了源區性質；大興安嶺北段晚侏羅世塔木蘭溝期處于陸內拉張體制之下，巖石形成與裂谷作用有關。

總之，本區總體工作程度薄弱，本區火山巖的巖石時代、巖石類型及空間分布資料仍欠缺，尚需開展大量的調查工作。

1　區域地質背景

圖1　五岔溝地區構造綱要圖（內蒙古興安盟青石砬子等六幅1：5萬區域礦產地質調查）

五岔溝地區主要位于大興安嶺—燕山中新生代構造巖漿巖帶內，受環太平洋構造域的影響，該區主要發育燕山期同源演化的火山巖和侵入巖。研究區90%以上的面積都為巖漿巖，其中燕山早期花崗質侵入巖、晚侏羅世火山巖及上新世五岔溝玄武巖體構成本區巖漿巖的主體。中生代受環太平洋構造域的疊加活化，陸上火山活動頻繁。新生代火山活動主要以玄武巖噴發為主。因此該區中生代及新生代火山巖占據了研究區的主體。

火山熔巖類巖性主要有玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖等。玄武巖出露較小，多為橄欖玄武巖類，巖石呈暗灰色、灰黑色，具斑狀結構，氣孔及塊狀構造，基質具間粒結構；安山巖在本區分布較廣，巖石為暗灰色、灰色、灰褐色，具斑狀、少斑狀結構，塊狀及氣孔狀、杏仁狀構造，基質具半自形粒狀或玻晶交織結構。英安巖主要有英安巖、角閃英安巖、黑云母英安巖和氣孔狀英安巖。巖石呈暗灰色、灰色、暗灰紫色，具斑狀結構，基質具微晶—霏細結構，多數為塊狀構造，少數為氣孔（杏仁）狀構造。

火山碎屑巖類是區內晚侏羅世火山巖的主體巖石，分布廣泛，類型齊全?？蓜澐譃榛鹕剿樾既蹘r、熔結火山碎屑巖、普通火山碎屑巖、沉積火山碎屑和火山碎屑沉積巖等四個亞類。

研究區的大地構造位置處于興安地槽褶皺系東烏珠穆沁旗早華力西地槽褶皺帶（蒙古弧形構造東翼）與燕山期北北東向大興安嶺巨型隆起帶（構造巖漿巖帶）的斜接部位，西與蒙古戈壁-興安嶺坳陷相連（圖1）。

在漫長的地質發展歷程中，本區經歷了多期構造變動，斷裂和褶皺構造發育。其中，燕山運動是本區最強烈的構造運動，并伴隨有大量的火山噴發和巖漿侵入活動，形成了本區主體構造格局，主要表現為北北東-北東向和北西向兩組斷裂構造、沉積盆地以及基底斷裂構造繼承性活動等所引發的大規模多期次陸相火山活動。中生代火山巖遍布全區，構成了現今宏偉的大興安嶺地貌景觀。此外，區內北北東-北東向、北西向兩組斷裂及其交匯部位基本控制了燕山期以來的巖漿活動和成礦作用。

2　巖相學特征

內蒙古五岔溝新生代玄武巖呈黑色-黑灰色，具杏仁狀構造、氣孔構造及致密塊狀構造；斑狀結構，肉眼可見輝石和斜長石斑晶。鏡下觀察薄片，樣品普遍可見斑狀結構、間粒結構和菲細結構，基質分具粗玄結構、填間結構以及間隱-間粒結構等。斑晶主要單斜輝石和斜長石組成。五岔溝玄武巖遭受一定程度的蝕變，單斜輝石斑晶多為半自形晶，無色或帶有極淺色調，Ⅱ級干澀色，短柱狀、粒狀，橫斷面八邊形或四邊形，含量10%～20%，發育環帶。部分斑晶晶形較好，可見六邊形截面，或因溶蝕而呈次圓—次棱角狀外形，裂紋不發育，但可見解理，顆粒的透明度較差，呈麻麻點點的溶蝕狀。少數斑晶因受巖漿溶蝕呈不規則狀，邊緣出現鋸齒狀。斜長石斑晶含量約為10%～20%，主要為自形晶，長柱狀、板狀和片狀，無色透明，Ⅰ級灰白干涉色，聚片雙晶發育。鏡下觀察基質部分結晶程度較差，微晶-隱晶質結構，有的樣品中可以見到大量長石微晶。長石微晶多呈細小的長條、長柱狀，半自形晶。其間主要為隱晶質，偶爾可見細小的單斜輝石和鈦鐵礦晶體，填隙其間還有隱晶質和玻璃質，鏡下可見樣品遭受不同程度的綠泥石化蝕變作用，可見脫?；?。

3　巖石化學特征

火山巖的主量元素特征是進行巖石定名、系列歸屬和研究巖漿起源、演化過程以及制約巖漿形成環境的重要判別依據。因此，主量元素的研究對火山巖極為重要。

內蒙古五岔溝地區10個樣品全巖主量元素分析統計顯示：火山巖的SiO2含量變化主要集中在55.77%～59.63%范圍內，TiO2含量介于0.97%～1.24%、FeO和MgO含量分別介于6.76%～8.38%和4.96%～6.29%之間，Al2O3含量介14.69%～15.39%之間（<16%），Na2O=3.08%～4.38%、K2O=0.36%～0.44%，CaO=5.95%～7.20%，Na2O/K2O=1.53～10.69，（Na2O+K2O）/CaO=0.48～0.79，FeO*/MgO=1.52～1.76，M#=0.73～0.79。SiO2含量相接近，TiO2、MgO、CaO偏高，Al2O3、K2O、Na2O偏低，標準礦物組合為Or、Ab、An、Di、Hy、oI、Ap，總體屬SiO2低度不飽和，里特曼指數σ在1.97～8.08之間，屬拉斑玄武巖系列?？梢钥闯鰺Я浚↙OI）的變化范圍為0.20%～1.56%，一般認為高燒失量（LOI>2%）是由于熔巖所受到的相對強烈的海底蝕變作用所導致的（Gurenko et al.,2006），這可能會影響著一些主量元素（如SiO2、Na2O）以及流體活動性強的微量元素比值（如Ba/Rb比值），所以本區所研究玄武巖主量元素的及一些微量元素未受影響。

圖2　五岔溝地區玄武巖TAS圖解

樣品的SiO2含量與其它氧化物的含量變化：隨SiO2含量的增加 TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、MnO、CaO、P2O5、K2O含量明顯降低，而Al2O3、Na2O含量則表現出增加的特征，K2O含量趨于穩定。

不同構造環境區玄武巖系的Th、Nb、Zr特征具有顯著差異，大致以原始地慢的Th/Nb值0.11為界，將大陸和大洋環境分開，島弧玄武巖的Th/Nb值高于原始地慢值，MORB及OIB的Th/Nb值低于原始地慢值。島弧和大陸板內裂谷區玄武巖的Th/Nb均值>0.11，但前者的Nb/Zr<0.04，而后者的Nb/Zr>0.04，大致以Nb/Zr=0.04為界。大陸板內玄武巖主要有大陸裂谷、大陸拉張和陸一陸碰撞3種類型。一般來說，在大陸拉張帶（裂谷初期）環境形成的玄武巖。

經過上述分析，本區玄武巖大地構造環境比較復雜，但是可以證明的是玄武巖的物質成分與構造環境存在某種必然的聯系。

4　結論

論文通過對內蒙古五岔溝地區新生代玄武巖論文通過對內蒙古五岔溝地區新生代玄武巖的巖相學、巖石化學、地球化學等方面及研究區域新生代玄武巖的地球化學變化研究得出以下幾點認識：

（1）五岔溝新生代玄武巖為大陸拉板玄武巖，主要斑晶為斜長石和單斜輝石，經過電子探針分析，單斜輝石均屬Ca-Mg-Fe輝石族，斜長石屬中長石和拉長石。

（2）五岔溝新生代玄武巖主量元素分析中SiO2含量相接近，TiO2、MgO、CaO偏高，Al2O3、K2O、Na2O偏低，總體屬SiO2低度不飽和。其巖石組合為玄武安山巖和安山巖，屬亞堿性系列，具有鈣堿性系列的演化趨勢。

（3）五岔溝新生代玄武巖富集Rb、Ba、U等大離子親石元素（LILE）、部分略富集Sr，虧損高場強元素（HFSE）特別是Nb、Ta、Zr、Hf等元素和HREE，正銪異常較明顯（δ（Eu）=2.30～3.13），說明巖漿上升過程中很少演化和分離結晶。

（4）五岔溝新生代玄武巖斜長石斑晶結晶溫度為769℃～978℃，推斷輝石斑晶結晶溫度約為1150℃。本區火山巖巖漿是幔源的原生巖漿。

（5）五岔溝新生代玄武巖大地構造環境比較復雜，可能存在火山弧和大陸拉張帶雙重環境。但是本人經過討論后，根據根據Th、Ta、Hf的大地構造判別和前人研究成果推斷本區火山巖形成于板內的大陸拉張帶環境。

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P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-103-2

陳亮（1986～），男，2010年畢業于中國地質大學（北京）資源勘查工程（固體礦產）專業，助理工程師，研究方向為區域礦產勘查。