内蒙古哈多河-阿尔本格勒地区花岗岩年代学及其地质意义

2012-05-08贾林柱

地质与资源 2012年6期

张赋，郑萍，贾林柱

（1.内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院，内蒙古呼和浩特010020；2.内蒙古自治区地质调查院，内蒙古呼和浩特010020）

大兴安岭中段的扎兰屯-乌兰浩特地区锡林浩特-乌兰浩特花岗岩区东段的花岗岩类被认为是晚二叠世火山-岩浆弧的重要组成部分，是在陆壳及局部大洋化基础上演化而来的钙碱性岩浆作用的产物，形成于碰撞造山—造山后动力学环境［1］.在近年开展哈多河-阿尔本格勒地区1∶5万区域地质调查工作中，经过对这一地区的花岗岩精确测年研究，发现原厘定的晚二叠世花岗岩、花岗斑岩的形成时代为早白垩世，这一研究成果可能要求我们对扎兰屯-乌兰浩特地区花岗岩及该地区的二叠纪—白垩纪大地构造环境进行重新认识.

1 区域背景及岩体地质

研究区位于内蒙古呼伦贝尔盟扎兰屯市与兴安盟扎赉特旗交界处的哈多河-阿尔本格勒地区，大地构造位置处在锡林浩特-乌兰浩特晚华力西期造山带东段北缘.研究区的东西分别为大兴安岭主脊深断裂和嫩江深断裂，北为二连-贺根山岩石圈断裂（图1），构成古亚洲洋与太平洋两个动力学体制转换形成的构造格局.

区内出露的地层为侏罗系火山-喷发沉积岩系，包括满克头鄂博组、玛尼吐组和白音高老组.岩浆侵入作用强烈，花岗岩类侵入体占据了研究区40%～45%的面积，主要岩性为（黑云母）花岗岩、花岗斑岩、二长花岗岩等.

花岗岩体呈岩基状出露于水耗子沟、骆驼脖子、大坝一带，东西长25 km，南北宽约17 km，是区内最大的岩基状侵入体.在岩体东侧鸡冠砬子一带侵入古生界宝力高庙组地层、中生界万宝组.岩体内部相、过渡相和边缘相分带明显，相带之间为渐变关系.

花岗斑岩呈小岩基、岩株状出露于倪家沟、小沟塘、孤山子等地，面积约22.8 km2，侵入古生界宝力高庙组地层，中侏罗统万宝组，中二叠世花岗斑岩、白岗岩、二长花岗岩，晚侏罗世花岗闪长岩.倪家沟花岗斑岩南端侵入到万宝组凝灰质砂岩中，在岩体边缘相中有万宝组砂岩的捕掳体.岩体南端可划分出边缘相，为细粒花岗斑岩.岩体内部相不发育.岩体北端均为过渡相，具粒状结构.

2 花岗岩类岩石年龄测定

2.1 样品采集与制备

在详细的野外调查基础上，采集新鲜未蚀变花岗岩、花岗斑岩进行年龄测试.单矿物锆石的分选由廊坊物化探研究所实验室完成，在中国地质科学院北京离子探针中心制成环氧树脂样品靶，并进行透射光、反射光和阴极发光（CL）显微照相.年龄测定在中国地质科学院北京离子探针中心SHRIMPⅡ离子探针仪上进行，测试获得的数据处理及年龄计算采用Ludwig博士编写的SQUID1.0及ISOPLOT程序，测试数据采用204Pb进行普通铅校正.

花岗岩、花岗斑岩中的锆石为短柱状、浑圆状，未见熔蚀和增生现象（图2），具有震荡环带特征，属于岩浆结晶形成.

2.2 锆石测年结果

花岗岩、花岗斑岩锆石SHRIMP铀-钍-铅同位素测试结果（表1）表明，花岗岩（GS2241）中的锆石Th/U比值在0.51～0.85之间，花岗斑岩（P10GS3）中的锆石Th/U比值在0.45～0.84之间，说明两种岩石中的锆石均为岩浆成因锆石.对这些岩浆锆石进行SHRIMP U-Pb年龄测定，能够较为准确地确定岩体的形成年龄.

花岗岩锆石SHAIMP U-Pb年龄测定获得133.2±1.7 Ma，花岗斑岩锆石SHRIMP U-Pb铅测定获得127.0±2.0 Ma年龄（图 3），说明花岗岩、花岗斑岩均形成于早白垩世.依据岩体地质特征，推断花岗岩、花岗斑岩系同一岩浆源不同岩浆演化阶段的产物.

3 岩石化学特征

3.1 花岗岩

花岗岩岩石化学成分分析计算结果见表2.从化学成分上看，SiO2含量 72.72%～75.53%，平均为74.14%，属酸性岩石；Na2O、K2O平均含量分别为4.0%、3.98%；Al2O3平均含量为 13.64%；铁、镁、钙、锰含量较低.A/CNK为1.03～1.10，均大于1，在A/CNKNK/A图解上都落入铝过饱和区，说明研究区侵入岩都属于铝过饱和性岩石.AR为1.22～1.24，平均值为1.23，在（K2O+Na2O）-SiO2和 AR-SiO2图解上都投影在碱性岩区，表现出相对富碱性特征.组合指数σ介于1.99～2.22之间，小于3.3，属钙碱性岩石；分异指DI大于90，表明岩浆演化彻底，酸性程度高.

岩石∑REE 介于 38.93×10-6～97.87×10-6之间，平均值为59.33×10-6，样品间变化较大.∑LREE为33.65×10-6～89.53×10-6，∑HREE 为 5.03×10-6～8.34×10-6，轻、重稀土的比值变化范围为6.37～10.74，表明轻、重稀土分馏作用较强烈（图4）.δEu值比较接近，变化范围很小，介于0.66～0.77之间（表3），具有较明显的负铕异常.稀土配分曲线与色布尔岩体之花岗闪长岩（时代为 P2）［2］相似.

3.2 花岗斑岩

岩石SiO2含量68.60%～72.72%，属酸性岩石；Na2O和 K2O含量分别为 4.04%～4.78%和 3.65%～4.38%，Na2O+K2O=8.02%～8.43%；Al2O3含量为 14.20%～15.44%；铁、镁、钙、锰含量较低（表 2）.A/CNK 为0.95～1.01，接近1.0，在A/CNK-NK/A图解上落入铝饱和区，属于铝饱和性岩石.AR为1.23～1.26，在（K2O+Na2O）-SiO2和AR-SiO2图解上投影点落在碱性岩区，表现出相对富碱性特征.组合指数σ=2.39～2.68，小于3.3，属钙碱性岩石.分异指数DI大于90，表明岩浆演化较彻底，酸性程度高.

岩石∑REE 介于 89.22×10-6～96.48×10-6之间，平均值为 93.04×10-6，样品间变化不大.∑LREE为81.12×10-6～88.24×10-6，∑HREE 为 6.92×10-6～8.24×10-6，轻、重稀土的比值变化范围为 10.01～12.50，表明轻、重稀土分馏作用强烈（表 3、图 4）.δEu=0.83～0.97，负铕异常不明显，稀土配分曲线与孟恩陶勒盖岩体的白云母花岗岩（时代为 P2）［2］相似.

4 讨论与结论

哈多河-阿尔本格勒地区处于大兴安岭造山带与松嫩盆地接壤部位，二连-西乌旗深大断裂与大兴安岭主脊、松嫩深大断裂的交汇区域内.构造-岩浆活动复杂，是研究古亚洲洋与滨太平洋构造转换与叠加的典型地区，引起众多学者关注.洪大卫等（1994）、赵一鸣等（1997）认为，西伯利亚板块与华北板块对接带（碰撞带）位于二连-贺根山一线，其南东部的锡林浩特-乌兰浩特华力西期花岗岩带东段的二长花岗岩具有同碰撞SI型花岗岩特点，而正长花岗岩代表造山后岩浆作用［1，3］.

表1 哈多河-阿尔本格勒地区花岗岩、花岗斑岩SHRIMP锆石U-Pb分析结果Table 1 SHRIMP U-Pb isotopic analysis for zircons from granite and granite-pophyry in Haduohe-Aerbengele area

经锆石精确测年研究，哈多河-阿尔本格勒地区原厘定的二叠纪花岗岩、花岗斑岩年龄分别为133.2±1.7 Ma和127.0±2.0 Ma，扎兰屯-柴河一带原厘定的二叠纪花岗岩年代学研究也出现大量的年轻年龄（崔天日，2011，私人通信）.岩石化学研究则表明，花岗岩、花岗斑岩均为钙碱性岩石，岩石稀土元素分馏较为彻底，无明显的铕异常，与区域内典型二叠纪花岗岩没有明显区别，但花岗岩类型属于S型花岗岩.在R1-R2图解上，样品投点落于碰撞后的抬升、造山晚期、同碰撞期和非造山交汇范围内，说明燕山晚期该地区具有碰撞造山晚期的复杂构造背景，暗示本区自华力西期至燕山晚期经历了多期次的碰撞造山作用，可能与古亚洲洋构造域转换、叠加滨太平洋构造域有关.