內蒙古自治區(qū)四子王旗晚侏羅世侵入巖成因類型與構造環(huán)境分析

楊月后，劉國瑞

(內蒙古自治區(qū)地質調查研究院，內蒙古 呼和浩特 010020)

1 地質特征及巖石學特征

研究區(qū)內侏羅紀侵入巖不發(fā)育，且分布零星，呈小巖株或脈狀產出，填圖單位為晚侏羅世花崗斑巖(J3γπ)，總出露面積約2.02 km2。主要分布于內蒙古自治區(qū)四子王旗北部紹榮、中東部四號及南部后巨成號等地，侵入中三疊世二長花崗巖，巖體內含少量新太古代變質中細粒二長花崗巖及柳樹溝巖組地層包體，接觸帶常具黃鐵礦化。巖體內節(jié)理極為發(fā)育，褐鐵礦化、硅化較強，局部具金礦化，在哈納溝南偶見弱鎢礦化石英脈。

巖性為花崗斑巖，呈黃灰色、粉紅色，斑狀結構，塊狀構造。斑晶由石英(5%～10%)、斜長石(1%)、鉀長石(15%～20%)組成，晶徑2 mm～5 mm。基質為似球粒結構、微細粒結構，由石英(20%～25%)、斜長石(20%～25%)、鉀長石(35%～40%)組成。鉀長石、石英呈半自形-它形粒狀，鉀長石具土化；斜長石呈半自形板柱狀，絹云母化；局部含少量黑云母。副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石。

表1 晚侏羅世花崗斑巖巖石化學成分及特征參數(shù)

2 巖石化學特征

區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖巖石化學全分析結果及參數(shù)特征見表1。

2.1 巖石化學類型

與中國花崗巖相比，區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖SiO2、K2O、Na2O含量明顯偏高，F(xiàn)eO、CaO、MgO、Al2O3普遍偏低，其他成分大致相當，顯示出巖石富鉀鈉、貧鈣的特點；巖石中堿總量較高，且K2O> Na2O； Al2O3>K2O+Na2O+CaO(分子數(shù))，屬鋁過飽和類型；分異指數(shù)DI=93.38，固結指數(shù)SI=6.2，反映出巖漿結晶分異程度極高；里特曼指數(shù)σ=2.48，屬鈣堿性巖系。

2.2 巖石系列劃分

在Ol′-Ne′-Q′三角圖解中，區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖的樣品投影點落入S區(qū)靠近Ne′-Q′線(見圖1)，說明其屬于亞堿性系列；在F-A-M三角圖解上，成分投影點均落于CA區(qū)(見圖2)，其里特曼指數(shù)σ=2.48，這說明該類巖石為鈣堿性系列。

注：S=亞堿性系列，A=堿性系列。 圖1 Ol′-Ne′-Q′圖解

注：TH=拉斑玄武系列;CA=鈣堿性系列。 圖2 F-A-M三角圖解

3 稀土元素特征

區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖稀土元素含量及特征參數(shù)見表2。其稀土元素地球化學特征為：稀土總量∑REE=174.41，偏低；LREE/HREE=20.80，(La/Yb)N=24.10，輕、重稀土分餾明顯；(La/Sm)N=6.58，(Gd/Yb)N=2.34，輕稀土分餾程度明顯高于重稀土；δEu=0.57，銪虧損較強，具偏堿性花崗巖特征；δCe=1.24，鈰具弱負異常。稀土配分模式圖為右傾型曲線，屬輕稀土富集型(見圖3)。

圖3 晚侏羅世侵入巖稀土元素分配模式

4 微量元素特征

區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖微量元素分析結果見表3，由表3看出，該期侵入巖微量元素具有如下特征。

4.1 親石元素

與黎彤值相比，Ba、Rb、Th含量偏高，處于富集狀態(tài)，其中Th富集程度較高；Sr、Mn、W、Sc、Nb、Ta含量普遍偏低，處于分散狀態(tài)，其中Sc虧損最為強烈，W、Nb虧損程度較低。Rb/Sr=0.851，大于地殼平均值，說明巖漿區(qū)淺，分異程度高。

4.2 親銅元素

Pb、Bi處于富集狀態(tài)，尤其Bi富集程度最高，濃集系數(shù)高達27.6。Cu、Zn、Ag、As、Sb、Sn均有不同程度的虧損，處于分散狀態(tài)，其中Cu虧損尤為強烈。

4.3 親鐵元素

與黎彤值相比，Mo含量偏低，處于分散狀態(tài)。

5 副礦物特征

區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖副礦物含量特征見表4，標型礦物鋯石特征見表5。

區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖副礦物組合為磁鐵礦-磷灰石型。副礦物種類簡單，以磁鐵礦、赤-褐鐵礦為主，鈦鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石少量，偶見黃鐵礦。標型礦物鋯石呈黃粉-粉黃色，自形-半自形雙錐柱狀及斷柱狀，部分受溶(熔)而棱角顯鈍，呈毛玻璃狀，可見蝕凹坑；可見黑色、紅色固相包裹體；具金剛-弱金剛光澤，透明；粒徑0.04 mm～0.15 mm為主，少數(shù)0.15 mm～0.25 mm；伸長系數(shù)1.5～2.5；由柱面(100)(110)、錐面(111)、偏錐面(311)(131)組成聚型。

6 成因類型與構造環(huán)境分析

6.1 成因類型

在A-C-F三角圖解中(見圖4)，區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖的樣品成分點均落入S型花崗巖區(qū)；在(Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)三角圖解中(見圖5)，

表2 晚侏羅世花崗斑巖稀土元素含量及特征參數(shù)

表3 晚侏羅世花崗斑巖微量元素含量及比值

表4 晚侏羅世花崗斑巖副礦物含量

表5 晚侏羅世花崗斑巖鋯石特征

圖4 晚侏羅世花崗斑巖A-C-F圖解(中田節(jié)夫等，1979)

圖5 晚侏羅世花崗斑巖(Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)圖解

注：ORG-洋脊花崗巖；WPG-板內花崗巖； VAG-火山弧花崗巖；COLG-碰撞花崗巖。

成分點落入斜長石-白云母線之上，表明巖漿中殼源物質極為豐富；A/NKC=1.07，K2O/Na2O=1.26，δEu=0.57，標準礦物剛玉C大于1%，亦顯示出S型為主的花崗巖特征；Rb/Sr=0.851，大于地殼平均值，表明巖漿具有殼源成因特征。綜合上述特征，區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖巖漿物質來源于上地殼，屬陸殼改造型。

注：A—非造山帶火山巖；B—造山帶火山巖；C—由A、B區(qū)派生出的堿性、偏堿性火山巖。

6.2 構造環(huán)境

在Rb-Y+Nb圖解中(見圖6)，區(qū)內晚侏羅世花崗斑巖的樣品成分點落入火山弧花崗巖區(qū)與板內花崗巖區(qū)分界線附近；在里特曼-戈蒂里圖解中(見圖7)，成分點落入B區(qū)(造山帶火山巖)；上述特征表明該期花崗斑巖構造環(huán)境為活動背景，應為擠壓環(huán)境。

7 時代討論

1971年內蒙古地質局《1∶20萬四子王旗幅區(qū)域地質測量報告》及2005年內蒙古地質調查院《1∶25萬四子王旗基礎地質研究成果報告》將其確定為燕山期花崗斑巖(γπ5)；鄰區(qū)調查資料確定其侵入了晚侏羅世滿克頭鄂博組火山地層，因此，將該期花崗斑巖的形成時代置于晚侏羅世。