內蒙古牧原地區巖漿巖成巖機制初探

梁斌 孫發煒

（甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院 蘭州 730020）

1 地質概況

調查區地理坐標范圍：東經121°00′－121°30′，北緯49°10′－49°30′，大地構造位于西伯利亞板塊西伯利亞東南陸緣增生帶，烏爾其漢火山型被動陸緣帶（Ⅲ33）內（圖1），區內地層以侏羅系巖漿巖層分布最為廣泛，約占總面積的65%，呈北東或近東西向帶狀延展，為拗陷盆地沉積。

圖1 調查區大地構造位置[1]

工作區內巖漿活動強烈，侵入巖發育，侵位時代主要在晚古生代，侵入巖以中酸性花崗巖類為主，巖體形態呈巖株、巖枝、巖脈狀等產出，主要有石炭紀輝長巖、輝長閃長巖、英云閃長巖、花崗閃長巖、中粗粒二長花崗巖；二疊紀中細粒斑狀二長花崗巖、中細粒黑云母二長花崗巖。

2 巖漿巖全巖分析

2.1 主量元素特征

對工作中采集到的51件硅酸鹽樣品進行巖石全分析測試，分析結果表明SiO2含量變化較大，在47.37～94.09%之間，Al2O3含量變化為0.16～18.29%之間，TFe含量變化在0.53～10.13%之間，CaO含量變化在0.26～6.73%之間，MgO含量變化在0.05～7.6%之間，K2O含量變化為0.02～11.5%之間，Na2O含量變化為0.05～5.25%之間，K2O/Na2O含量變化在0.07～25.93%之間，K2O+Na2O含量變化在0.06～11.94%之間。總體表現低鈉高鉀的特點，在K2O-SiO2圖解中，大部分樣品落在高鉀鈣堿性系列、鉀玄巖系列和鈣堿性系列中（圖2），在A/CNK-A/NK圖解中表現為過鋁質特征。

圖3 A/CNK-A/NK圖解

2.2 微量、稀土特征

對工作中采集到的10件稀土樣品分析測試并繪制原始地幔標準化蛛網圖（圖4，數據來源于“標準類型原始地幔、標準編號Norm11”），結果表明大離子親石元素（LILF）Rb、Ba表現為富集，Rb的異常高峰表明原始巖漿在晚期階段聚集[4]；高場強元素（HFSE）Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th、Pb表現為富集。Rb、Pb出現異常高峰，Sr的負異常明顯。

圖4 原始地幔標準化蛛網圖

稀土元素總量ΣREE在37.42×10-6-251.7×10-6之間，平均值為124×10-6，LREE總量在25.99-223.62之間，HREE總量在5.16×10-6-28.08×10-6之間，LREE/HREE比為2.27-14.76。具輕稀土富集的特征。（La/Yb）N的比值介于1.44-10.46之間，說明輕稀土明顯富集的特征，（La/Sm）N的比值介于1.6-8.92之間，（Gd/Lu）N的比值介于8.84-14.71之間，（Gd/Yb）N的比值介于1.3-2.1之間，說明輕稀土內部分餾程度較高。PM04XT01、PM04XT02的（Ce/Y）N比值小于1，表明在巖漿作用早期富集，其他樣品的（Ce/Y）N比值大于1，表明在巖漿作用晚期富集[5]。

在稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖（圖5）上，10個樣品的特征較基本一致，呈右傾平滑型曲線，Pm04XT01的δEu表現為正異常，值為1.07，Pm04XT02的δEu表現為無異常，值為1.0，其他樣品的δEu表現為負異常，δEu負異常表明巖漿分離結晶過 程 中 斜 長 石 大 量 晶 出[6]；Pm16XT01、XT02、XT03δCe表現為正異常（值分別為1.16、1.01、2.45），其他樣品的δCe表現為較弱的負異常。

圖5 稀土元素球粒隕石標準化蛛網圖

2.3 構造環境判別

在Ta-Yb判別圖（圖6）上，樣品投影點基本上落在火山弧花崗巖和同碰撞花崗巖區域內。在Rb/30-Hf-3Ta判別圖（圖7）上，樣品投影點在火山弧、碰撞后、板內的區域都有。表明區內的成巖機制復雜，既受火山活動的影響、又受地質活動的影響，原區的花崗巖參與了成巖的活動。

圖6 花崗巖構造環境Ta-Yb判別圖[7]

圖7 花崗巖構造環境Rb/30-Hf-3Ta判別圖

Nb/Ta值介于2.19-9.8之間，Zr/Hf值介于24.66-46.12之間，表明區內成巖的流體主要來源于花崗巖、閃長巖和花崗閃長巖[4]。

3 結論

通過對其進行全巖分析，該區巖漿巖屬于過鋁質的高鉀鈣堿性系列、鉀玄巖系列和鈣堿性系列，Rb、Pb元素出現異常高峰。稀土總量較高，輕重稀土分餾較明顯，Eu表現為弱負異常，巖漿分離結晶過程中斜長石大量晶出。Ta-Yb和Rb/30-Hf-3Ta判別圖表明區內的成巖機制復雜，既受火山活動的影響、又受地質活動的影響，原區的花崗巖參與了成巖的活動，成巖的流體主要來源于花崗巖、閃長巖和花崗閃長巖。