北山二龍包一帶加里東早期基性巖地球化學特征及構造環境分析

高志杰, 王宇昊, 許常善

(甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000)

研究區位于內蒙古自治區西部，地處甘肅與內蒙古交界的北山地區，區內多為中低山及戈壁荒漠，自然環境較差。地貌以中低山丘陵區和剝蝕戈壁為主，次為沖洪積平原，地形總體北高南低，山脈總體呈近東西向，海拔一般在1 150～1 500 m之間，最大高差420 m，區內龍峰山主峰海拔為1 550.8 m，為區內的最高點。區內礦產資源開發生機勃勃，北有七一山螢石礦床，中有梭梭井鐵礦床，南有老硐溝金礦床、鷹咀紅山鎢礦床，資源開發利用已經成為地方經濟發展的重要支柱之一。近年來，區域礦產調查和礦產勘查工作的部署，新發現礦產地和找礦靶區的圈定，已為本區礦產資源開發持續發展注入了新的活力。

1 地質概況

研究區地處塔里木板塊的東北緣，在漫長的地質過程中經歷了不同期次、不同機制的構造演化過程。研究區位處塔里木板塊東北緣，屬塔里木-南疆地層大區，中南天山-北山地層區，馬鬃山地層小區，地層出露比較齊全。除泥盆系、侏羅系和三疊系外，從早元古界北山巖群，長城系古硐井群，薊縣系、青白口系的淺變質巖系，古生界寒武-二疊系，中生代白堊系，新生代新近系及第四系各類沉積地層均有不同程度的出露。研究區侵入巖分布廣泛，各圖幅均有出露，且分布較均勻，巖漿巖類型多，基性巖、中性巖、酸性巖均有出露，巖漿活動較為頻繁，且涉及時代較多，涉及加里東、華力西、印支及燕山期，具多期演化特征。各巖石組合、產出構造位置及巖漿巖時空展布具有一定的規律性，往往與構造演化具耦合關系，不同時代巖漿形成的不同地質體所表現出的差異是所屬構造單元及其所處大地構造背景等多重因素制約的結果。現重點對北山二龍包一帶加里東早期基性巖進行研究。

2 加里東早期基性巖

2.1 地質特征

研究區分布于二龍包幅，西側與中奧陶統咸水湖組島弧型火山巖相伴生，呈小巖枝狀產出；東側規模大，受后期三疊紀花崗巖的侵入，呈大小10個獨立的地質體產出，構成兩個小-中型巖株，面積約3.56 km2。與圍巖呈侵入接觸或漸變過渡[1]。巖性為灰綠色細粒輝綠巖、灰綠色細粒輝長巖[2]。

蝕變細粒輝綠巖：灰綠色，細粒結構，殘余輝綠結構，塊狀構造。巖石中的礦物成分：斜長石,占54%～55%；纖閃石，占45%～46%。斜長石呈自形柱狀，自形程度高，長徑大小1～2 mm不等，柱狀晶體雜亂排列形成三角形孔隙，其孔隙中充填半自形短柱狀次生蝕變礦物纖閃石等[3]，即為殘余輝綠結構。蝕變特征主要是原生暗色礦物(輝石)強烈纖閃石化(成分相當陽起石)和斜長石輕高嶺土化，并出現聚片雙晶的結構特征。

蝕變細粒輝長巖：灰綠色，細粒結構，輝長結構，塊狀構造，巖石中的礦物成分主要為斜長石[4]，占49%；暗色礦物輝石占48%。粒徑大小以1～1.5 mm為主，個別礦物粒徑約2 mm。輝石多呈半自形短柱狀結構；斜長石少數呈自形柱狀結構，多數為半自形結構，與輝石結構總體相似，說明兩種礦物同時析出，故判定其為輝長結構。蝕變特征表現為斜長石輕高嶺土化，鈉長石的雙晶結構仍較為清楚；透輝石近無色，最大消光角為38°～40°，表現輕纖閃石化，個別晶體中見到淺綠色變纖閃石化碎片。

2.2 巖石地球化學特征

2.2.1 巖石化學特征

巖石化學成分組成及特征參數見表1。由表1可知，巖石中細粒輝綠巖和細粒輝長巖的SiO2含量分別為48.78%、49.26%，屬基性巖范疇；K2O

表1 侵入巖巖石化學成分含量及特征參數表

圖1 侵入巖K2O-Na2O判別圖

巖石的鋁飽和指數A/NKC均小于1.1(0.56、0.64)，為次鋁的“Ⅰ”型花崗質巖類；固結指數(SI)為50.75～53.94，分異指數(DI)為11.4～13.55，反映分異程度為中等-較低；堿度指數(A.R)、里特曼指數(σ)均較低，里特曼指數(σ)介于0.36～0.37之間，總體屬鈣性巖石系列。

2.2.2 稀土化學特征

巖石稀土元素組成及特征參數見表2。由表2可知，該輝綠輝長巖稀土元素總量較低，稀土總量變化在(40.89～66.97)×10-6之間，稀土元素配分模式曲線總體呈右傾略平坦(見圖2)，LREE / HREE=8.37～11.69，(La/Yb)N=21.88～25.30，(La/Sm)N=21.36～21.56，(Gd/Yb)N=4.11～4.20，輕重稀土分餾不明顯。δEu=0.37，具較強的銪負異常；δCe=1.26～1.70，鈰異常不明顯，總體曲線形態與島弧型火山巖相似。

圖2 奧陶紀侵入巖稀土配分模式

表2 侵入巖稀土元素分析結果及特征參數一覽表

3 巖漿巖成因及構造環境

奧陶紀基性侵入巖巖石地球化學特征反映其原始巖漿來源于上地幔源區，具有“Ⅰ型”花崗巖特征，并且由于侵入巖體受月牙山—洗腸井蛇綠混雜巖帶構造的控制，呈線狀分布。在巖石陽離子參數R1-R2構造環境判別圖(圖3)中，樣品落入地幔分離花崗巖區域，可知該侵入巖體成因具幔源型特點，與蛇綠混雜巖帶形成有密切聯系，形成時期應與其一致。

圖3 奧陶紀侵入巖構造環境判別圖

4 結論

北山地區一直以來是我國重要的成礦帶，本文選取二龍包一帶出露的基性巖體(巖脈、巖枝)為研究對象，詳細研究了其巖石地球化學特征和巖漿巖的成因及構造環境，以期為該地區的找礦工作提供基礎地質支撐。