博克圖地區早白堊世侵入巖地球化學特征及構造環境探討

劉學文

摘 要：大興安嶺博克圖地區早白堊世侵入巖主要以二長斑巖-石英斑巖-花崗斑巖-花崗巖為主，呈北東向和北西向產出。巖石SiO2平均含量為78.59%、Al2O3平均含量為13.22%、Na2O+K2O平均含量為7.27%；稀土元素配分模式呈明顯的不對稱右傾型，輕重稀土分餾相對明顯，LR/HR平均為8.83，LaN/YbN平均為10.86；微量元素虧損Nb、Ta，與陸殼微量元素蛛網圖相似，這些特點可能暗示其來源于殼源物質的部分熔融。也說明中生代晚期局部仍殘留較厚的下地殼，這為進一步理解興安造山帶中生代時期巖石圈減薄提供了重要信息。

關鍵詞：早白堊世侵入巖 巖石地球化學 構造環境探討 大興安嶺博克圖地區

中圖分類號：P588 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0095-02

研究區位于西伯利亞板塊與華北板塊之間的中亞—蒙古造山帶（Ⅱ級）東部的興安地塊，地處內蒙古東部之大興安嶺主峰的中段東烏珠穆沁旗早華力西造山帶上。北西以賀根山—喜桂圖早奧陶世縫合帶與額爾古納地塊相鄰，南東以嫩江—八里罕斷裂帶與松嫩地塊相連接[1]。區內地質構造復雜、火山作用和巖漿活動均較頻繁。最近幾年的研究表明，就整個大興安嶺地區早白堊世侵入巖而言，在巖石系列、巖石類型以及地球化學特征上顯示出多樣性。結合作者參加的實際野外工作，該文試圖通過對大興安嶺博克圖地區早白堊世侵入巖的巖石地球化學研究，討論該時期侵入巖的侵位機制及構造環境等，希望能為今后對大興安嶺地區侵入巖研究提供一些科學依據。

1 區域地質概況

大興安嶺博克圖地區位于內蒙古自治區牙克石市東部的大興安嶺中段主峰山區。受太平洋板塊的持續作用，歐亞大陸邊緣基底斷裂構造活化，誘發大規模的陸相火山巖漿活動，在研究區廣泛形成了規模不等的早白堊世侵入巖。巖體主要與晚侏羅世火山巖地層呈侵入接觸，部分與變質片巖系呈侵入接觸，東部在大光頂子幅侵入了石炭紀二長花崗巖。總體呈北東向分布，個體有的呈北西向、有的呈南北向產出。該次工作對早白堊世侵入巖進行了同位素測年，獲得8個鋯石U-Pb年齡，為121.7～135 Ma；結合以上資料，將其時代置于早白堊世[2]。

2 巖石學特征

早白堊世侵入巖主要巖石類型為石英二長斑巖、二長斑巖、花崗斑巖和花崗巖，野外四者為漸變過渡關系，未見明顯的突變界線。

2.1 二長斑巖

巖石為斑狀結構，基質為微粒結構。斑晶主要由堿性長石（5%～15%）、斜長石（5%～10%），局部出現少量石英、黑云母及角閃石（0%～2%）組成。鉀長石斑晶為0.5～2.5 mm；斜長石斑晶為0.3～1.5 mm；石英斑晶為0.25～0.4 mm；黑云母斑晶具暗化現象。基質主要由微粒的長石組成，少量石英（<5%）。副礦物為鋯石、榍石、簾石和不透明礦物。

2.2 石英斑巖

巖石為斑狀結構，基質為微粒結構，塊狀構造。斑晶主要由鉀長石（5%～15%）、斜長石（5%～10%）、石英（1%～5%）及黑云母、角閃石（2%～3%）組成。鉀長石斑晶多在1～10 mm；斜長石斑晶為1～5 mm；石英斑晶粒度在0.8～2 mm，含量應超過5%；黑云母呈片狀，片徑為0.5 mm左右；角閃石粒度0.5～1 mm。基質主要由長石、石英組成，粒度在0.1～0.4 mm，其中石英含量在5%～10%。副礦物為鋯石、榍石、簾石和不透明礦物。

2.3 花崗斑巖

巖石為斑狀結構，基質為微粒結構，塊狀構造。斑晶主要由鉀長石、斜長石、石英及黑云母、角閃石組成。鉀長石斑晶多在2～5 mm；斜長石斑晶為1～5 mm；石英斑晶呈渾圓狀，粒度在0.8～4 mm；黑云母呈片狀，片徑為0.5 mm左右；角閃石粒度0.5～1 mm。基質主要由長石、石英和黑云母組成，其中石英含量在10%～15%，基質粒度在0.1～0.4 mm。副礦物為鋯石、榍石、簾石和不透明礦物。

2.4 黑云母花崗巖

巖石總體為中細粒花崗結構，塊狀構造。暗色礦物和斜長石自形程度稍高，鉀長石次之，石英呈它形粒狀，角閃石半自形晶柱狀，粒徑在±0.7 mm，呈不規則的柱狀；黑云母不規則的片狀，粒徑在±0.8 mm；斜長石呈板柱狀，粒徑±2 mm；鉀長石半自形至它形晶，多數粒徑在±2 mm；石英它形粒狀，多數在±1 mm。副礦物有榍石、鋯石、磷灰石等。

3 巖石化學、地球化學特征

3.1 巖石化學特征

早白堊世侵入巖的SiO2含量較高，為69.94%～79.45%，平均為75.89%，屬于中酸性巖；Al2O3含量平均為13.22%，K2O平均含量為4.31%，Na2O平均含量為2.96%，Na2O+K2O平均值為7.27%，分異指數（DI）為78.38～84.83，屬于中等分異程度的花崗巖類。

3.2 稀土元素地球化學特征

早白堊世侵入巖的∑REE=64.11～299.00×10-6，平均為145.45×10-6，LR/HR=8.69～9.01，平均為8.83，LaN/YbN=10.6～11.2，平均為10.86，輕稀土富集且輕重稀土分餾明顯；配分曲線呈不對稱右傾型；δEu=0.62～0.74，平均為0.65，具中等程度的Eu負異常，Eu負異常說明源區殘留相存在斜長石或有斜長石的分離結晶作用[2-3]。

3.3 微量元素地球化學特征

在微量元素原始地幔標準化“蛛網圖”中，早白堊世侵入巖總體為右傾型，明顯富集大離子親石元素Rb、Ba、Th、U，而虧損高場強元素Nb、Ta，Sr含量中等在297×10-6～441×10-6，平均為365×10-6。Ba含量分別為618×10-6～781×10-6，平均為681×10-6，Rb/Sr為0.18～0.31，平均為0.24。

4 巖石成因及構造環境

早白堊世侵入巖中的副礦物出現榍石、鋯石而未見富鋁礦物。巖石化學成分上為高鉀鈣堿性—堿性的過鋁質巖石，高鉀鈣堿性—堿性系列。根據地球化學判別其成因類型既具有A型花崗巖，又具有I型花崗巖特點，應該來源于地殼中火成巖和地幔的部分熔融。

在（Y+Nb）-Rb圖解和Nb-Y圖解上，落入后碰撞花崗巖區及火山弧花崗巖區；在R1-R2圖解上，落入造山期后花崗巖區[3]。最近的研究表明大興安嶺地區、小興安嶺—張廣才嶺地區早白堊世已處于非造山構造階段。因此，該區早白堊世侵入巖應形成于非造山伸展構造背景，與濱太平洋板塊俯沖后巖石圈地幔拆沉減薄事件有關。

5 結語

（1）研究區早白堊世侵入巖SiO2含量較高，平均為75.89%，屬于中酸性巖；Al2O3平均為13.22%；Na2O+K2O值平均為7.27%；分異指數為78.38～84.83，屬于中等分異程度的花崗巖類。（2）稀土元素配分模式呈明顯的不對稱右傾型，輕重稀土分餾相對明顯，LR/HR平均為8.83，LaN/YbN平均為10.86；微量元素虧損Nb、Ta，與陸殼微量元素蛛網圖相似，這些特點可能暗示其來源于殼源物質的部分熔融。（3）通過以上論述，研究區早白堊世侵入巖形成于非造山伸展構造背景，與濱太平洋板塊俯沖后巖石圈地幔拆沉減薄事件有關。

參考文獻

[1] 內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志[M].地質出版社，1991.

[2] 內蒙古東部博克圖地區礦產遠景調查成果報告[R].2013.

[3] 陳道公.地球化學[M].中國科學技術大學出版社，2014.