內蒙古固陽縣金家窯子西早二疊世中性侵入巖巖石學及巖石化學特征

[摘要]內蒙古固陽縣金家窯子西早二疊世中性侵入巖由黑云石英二長巖、角閃石英二長巖和角閃石英正長巖組成，Si2O66.63%～72.61%、Al2O312.31%～14.94%，具高硅、次鋁、富鉀，貧鐵、鎂、鈦、錳的特點，屬次鋁的“I”型花崗巖類。巖石稀土總量中等，ΣCe/ΣY=3.02～15.78，稀土分餾程度很高，δEu0.22～0.59，具明顯的Eu負異常，稀土元素配分曲線呈向右陡傾斜“V”字形。主體巖石形成于后造山擠壓環境，晚期向拉伸環境轉換。

[關鍵詞]中性侵入巖；巖石學；巖石化學；金家窯子；內蒙古固陽

研究區位于內蒙古自治區包頭市固陽縣金家窯子西10km處。區域上早元古代、中元古代、石炭紀、早二疊紀侵入巖有廣泛出露。地層主要分布有新太界色爾騰山巖群、上石炭統下二疊統拴馬樁組、上侏羅統大青山組、下白堊統金家窯子組、李三溝組、固陽組，新近系上新統寶格達烏拉組以及第四系砂礫巖層。其中早二疊世中性侵入巖分布于金家窯子至狼窩壕一帶，呈近東西向帶狀或橢圓狀產出，為小巖株狀，出露面積十多平方千米。該巖體侵入中早元古代中酸性侵入巖及上石炭統下二疊統拴馬樁組中，被上侏羅統、下白堊統砂礫巖不整合覆。

1.巖石學特征

該巖體主要由黑云石英二長巖、角閃石英二長巖和角閃石英正長巖組成，巖性界線較為清晰，從接觸關系和巖漿演化順序看，黑云石英二長巖形成相對早，角閃石英正長巖形成最晚。

中細粒黑云石英二長巖呈肉紅色，具中細粒半自形晶結構，塊狀構造，礦物粒徑在0.3～2.5mm之間。主要礦物組成有條紋長石（45%）、中性斜長石（35%）、石英（10%～15%）、黑云母（5%）等。其中條紋長石發生了不同程度的泥化；斜長石板狀，發生了絹云母化、泥化；石英粒狀，應力作用而碎裂；黑云母鱗片狀，具褐-黃色多色性，無定向狀分布。

中細粒角閃石英二長巖呈淺肉紅色，具中細粒半自形晶結構，塊狀構造，礦物粒徑在0.5～5mm之間。巖石主要由斜長石（25%～30%）、鉀長石（40%～45%）、石英（10%～15%）、角閃石（10%～15%）等組成。其中斜長石呈板狀半自形，為中長石，表面泥化、絹云母化；鉀長石由條紋長石、微條紋長石構成；石英為粒狀，呈填隙狀產出；角閃石具綠—黃綠多色性，無定向狀分布。

中粒角閃石英正長巖呈淺褐紅色，具中粒半自形晶結構，塊狀構造，礦物粒徑在2～5mm之間。巖石主要由正長石（75%～80%）、斜長石（10%～15%）、石英（5%）、角閃石（5%～10%）等組成。其中斜長石發生了不同程度的鉀化；鉀長石以條紋長石為主，并與石英緊密共生；角閃石呈柱狀，具綠—黃綠多色性，呈雜亂狀分布。

以上三種巖性中常見的副礦物主要有磁鐵礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石、金紅石、褐簾石等。其中鋯石占副礦物總量66.6%±、磷灰石30%±；鈦鐵礦含量大于磁鐵礦。副礦物組合類型屬鈦鐵礦—鋯石—磷灰石型。

2.巖石化學特征

Si2O66.63%～72.61%（表1），硅偏高，與后期硅化有關；Al2O312.31%～14.94%，A/KNC值在0.88～0.98之間，小于1.1，屬次鋁的“I”型花崗巖類[1、2]；σ值在2.89～3.95之間，由鈣堿性向堿鈣性過渡。Al2O3與SiO2具明顯的負相關性，K2O總體大于Na2O。巖石總體具高硅、次鋁、富鉀，貧鐵、鎂、鈦、錳的特點。

巖石稀土總量（ΣREE）為177.953×10-6～453.303×10-6，含量中等（表2）；ΣCe/ΣY=3.02～15.78，說明稀土分餾程度很高[3]。Sm/Nd值為0.13～0.18，δEu0.22～0.59，具明顯的Eu負異常，輕稀土富集。在稀土元素球粒隕石標準化模式曲線上同樣表示出左高右低、向右陡傾斜“V”字形（圖1）。

巖石微量元素豐度值屬正?；◢弾r類的變化范疇，Rb/Sr比值在0.4～0.8之間（表3），大離子親石元素Rb=81.4×10-6～120.6×10-6，Sr=149.7×10-6～316.9×10-6。與原始地幔標準化后的蛛網圖中顯示：Sr、Ti、Nb虧損，Li、Ce、Zr、Gd相對富集。Zr、Nd、Ce等高場強元素[4]相對于Sr、Ba、等大離子親石元素富集，Ba相對于Rb虧損（圖2）。

3.討論與結論

（1）金家窯子中性侵入巖在巖石類型上由石英二長巖向石英正長巖演化，SiO2在依次降低，而Al2O3卻逐次升高。K2O+Na2O的值在8.96%～9.88%之間，具高硅、高堿的特點，Al2O3均大于12%，屬次鋁質，出現特征礦物角閃石、黑云母等，與“I”型花崗巖的特征基本一致。在R1-R2多陽離子判別圖解中（圖3），樣品落入晚造山期花崗巖區；在Rb-Y+Nb圖解中（圖4）石英二長巖樣點落入火山弧花崗巖區，石英正長巖樣點落在內花崗巖區。綜上認為，金家窯子石英二長巖形成于造山晚期的擠壓環境，晚期的石英正長巖形成于板內拉伸環境。而這一伸展構造事件在其他地區也有明顯的相應，如華北陸塊北部邊緣出現了陸內火山噴發活動，形成早二疊世蘇吉組陸相火山巖，該火山巖稀土含量及稀土配分曲線與石英正長巖等基本一致，說明二者來源于同一巖漿源。與此同時，華北陸塊北部邊緣在伸展構造體制下于早二疊世陸內沉積盆地開始形成，并逐步擴展下沉，沉積了大紅山組河湖—沼澤相含炭質砂泥巖、砂礫巖等巖石組合。

（2）鄰區開展1∶5萬區域地質調查時獲得該巖體最年輕鋯石U-Pb年齡288Ma，區域上該侵入體侵入上石炭統下二疊統拴馬樁組，同時而被下二疊統大紅山組不整合覆蓋，因此，認為金家窯子中性侵入巖體形成時代應為早二疊世早期。

[參考文獻]

[1]高秉璋，洪大衛，鄭基儉，等.花崗巖類區1∶5萬區域地質調查填圖方法指南[M].武漢：中國地質大學出版社，1991.

[2]樓亞兒，杜楊松.花崗質巖石成因分類研究述評[J].地學前緣，2003，10（3）：269-275.

[3]王中剛，于學元，趙振華.稀土元素地球化學[M].北京：北京科學出版社，1989.

[4]李昌年.火成巖微量元素地球化學[M].武漢：中國地質大學出版社，1992.