内蒙古杰仁苏木查干诺尔火山岩地球化学特征及锆石U-Pb定年

2016-04-14贾晓青来林张学斌

地球 2016年8期

关键词：安山岩碎屑岩火山岩

■贾晓青来林张学斌

（天津市地质调查研究院天津300191）

内蒙古杰仁苏木查干诺尔火山岩地球化学特征及锆石U-Pb定年

■贾晓青来林张学斌

（天津市地质调查研究院天津300191）

内蒙古西乌旗杰仁苏木地区发育查干诺尔火山岩，岩性为一套变质安山岩、变质玄武岩组合。SiO2含量为49.46-58.81%，为一套中基性的亚碱性岩石。变质安山岩的锆石U-Pb年龄为328.6±2.0Ma，应为早石炭世。根据稀土、微量元素特征，属于俯冲带的产物，说明本区在早石炭世属于岛弧的构造环境。

查干诺尔火山岩地球化学特征锆石U-Pb定年

兴蒙造山带位于西伯利亚板块、华北块体和太平洋板块之间，属中亚-蒙古巨型造山带的东段［1］，是显生宙重要的陆壳增生区［2-3］对兴蒙造山带及邻区地质构造格局和构造演化的认识有一个不断认识和发展的过程，其独特而复杂的构造-岩浆活动和演化历史［4-12］，吸引着众多地质学家的目光。其内发育许多规模巨大的侵入岩体，对研究兴蒙造山带形成以及演化动力学机制具有重要意义。

内蒙古锡林浩特地区位于内蒙古中部即兴蒙造山带范围内，处于贺根山蛇绿岩带和温都尔庙-西拉木伦河缝合带之间，是研究古亚洲洋构造演化的重要部位。该区出露的查干诺尔火山岩，储存了大量晚古生代构造演化信息，因此本文依托内蒙古1:5万扎布其尔等五幅区调项目，选择杰仁苏木出露的查干诺尔火山岩进行岩石学、年代学和地球化学研究，探讨其形成的构造环境，以期为该地区的晚古生代构造演化提供新的依据。

1　区域地质概况

研究区大地构造位置上处于西伯利亚板块南缘增生带与华北板块北缘增生带的碰撞接壤部位，贺根山蛇绿岩带和温都尔庙-西拉木伦河缝合带之间。晚古生代的主要地质建造有：本巴图组浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩建造，其中间发育查干诺尔火山岩浅海相中基性火山岩夹碎屑岩建造；阿木山组浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩建造；下二叠统寿山沟组半深海-海陆交互相含丰富的动、植物化石的碎屑岩建造；下-中二叠统大石寨组浅海相碎屑岩夹中-酸性火山岩建造；中二叠统哲斯组浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩建造；以及中-晚泥盆世、石炭纪、早-中二叠世各类侵入岩构成，被中新生代地层所覆盖。

2　岩石学特征

查干诺尔火山岩出露于中部太基敖包至杰仁苏木一线，呈北东东向展布，组成岩性有：暗绿色变安山岩、灰绿色变安山质玄武岩、深灰色变安山质岩屑晶屑凝灰岩、暗绿色变质玄武岩、灰绿色绢云绿泥千枚岩、千枚状粉砂质板岩、凝灰质板岩等，为一套中基性海相火山熔岩、火山碎屑岩夹陆源碎屑岩组合，位于本巴图组上部，覆盖于本巴图组沉积岩之上，顶部被阿木山组整合覆盖，出露于测区石炭系北东东向向斜两翼，受区域低温动力变质影响，普遍呈低绿片岩相变质。

蚀变安山岩：黄绿色，斑状结构，基质微粒状结构，杏仁状构造。岩石由斑晶、基质两部分组成。斑晶为斜长石，呈半自形板状，杂乱分布，部分聚斑状产出，粒度0.2～4mm不等，高岭土化、绢云母化明显，含量40%。基质由长石、石英等组成。长石、石英呈微粒状，重结晶明显，粒间似镶嵌状分布，粒度一般＜0.05mm，少数长石保留半自形板状晶形，粒度0.05-0.15mm，轻高岭土化、绢云母化。鳞片状绢云母、绿泥石集合体似条纹状绕斑晶分布。岩内多见粒度为0.3-2.5mm的杏仁体，近椭圆状、似豆荚状，杂乱分布，被绿泥石、硅质等充填。岩内见少量裂隙，被碳酸盐等充填。

变质玄武岩：灰绿色，变余斑状结构-基质变余似间粒结构，似板状构造。岩石由斑晶、基质构成。斑晶由斜长石、暗色矿物构成，一般0.2-4.0mm，杂乱分布，多呈聚斑、联斑状。斜长石半自形-近半自形板状，已变为绢云母、绿帘石及少量钠长石的集合体呈假像。暗色矿物半自形短柱状、粒状等，已变为阳起石或阳起石的集合体局部被绿泥石、硅质、碳酸盐交代呈似辉石假像。基质主要由阳起石、绿帘石、绢云母、钠长石构成，粒径一般＜0.1mm，总体略显定向分布，在单偏光下隐约显示间粒结构。阳起石它形柱状、纤柱状、粒状等，淡绿色，多色性弱。绿帘石它形微粒状。绢云母鳞片状。钠长石它形粒状。见少量被绿帘石、石英、碳酸盐、钠长石等充填的微裂隙。

3　岩石地球化学

本次工作在杰仁苏木剖面中采取了6件样品进行岩石地球化学分析。

3.1主元素特征

SiO2含量为49.46-58.81%，介于基性与中性之间，根据TAS投图显示其岩石投点位于玄武岩，玄武安山岩的区间内。根据AR-SiO2结果显示，为亚碱性系列岩石，根据AFM投图结果显示，岩石位于钙碱性系列和拉斑玄武系列之间，部分位于拉斑系列，部分为钙碱性系列。根据Na2O-K2O投图结果显示，岩石呈两组分异的特点，部分可能与风化淋滤作用有关，整体呈钾质岩石的特点。综上，此套古生代火山岩为一套中基性的亚碱性岩石。

3.2稀土元素特征

稀土总量为 69.36-109.93，稀土含量较少，其中LERR/HERR=2.84-5.49，轻稀土较重稀土富集，LaN/YbN=2.84-5.49，稀土分配斜率不大。配分曲线表现为右倾，轻、重稀土分异不明显，δEu为0.92-1.01，不具负Eu异常，稀土元素特征与基性的亚碱性火山岩特征一致。

3.3微量元素特征

根据微量元素蛛网图显示，其Pb正异常，Nb、Ti负异常，显示壳源岩石的特点，根据原始地幔标准化图解显示岩石总体富集大离子亲石元素，贫高场强元素Nb、Ta，大离子亲石元素Pb、Ba相对富集。

4　锆石U-Pb定年

锆石的挑选由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，锆石样品的制靶和阴极发光实验在北京锆年领航科技有限公司制备，

锆石U-Pb年龄在天津地质调查中心激光剥蚀等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）上测定。变质安山岩CL图像显示，锆石多数形状为短柱状，大部分锆石发育致密韵律环带，具有较高的Th/U比值（大于0.4），显示岩浆成因特征，剔除个别数据后，加权平均值为328.6±2.0Ma（MSWD=2.1），代表岩浆侵位年龄。