内蒙古苏尼特左旗查干敖包地区早白垩世火山岩地质及地球化学特征

2016-07-18武跃勇姜海蛟寇帅

华北地质 2016年1期

关键词：火山岩

武跃勇，姜海蛟，寇帅

（内蒙古自治区地质调查院，呼和浩特010020）

内蒙古苏尼特左旗查干敖包地区早白垩世火山岩地质及地球化学特征

武跃勇，姜海蛟，寇帅

（内蒙古自治区地质调查院，呼和浩特010020）

摘要：笔者在内蒙古查干敖包地区开展1/5万区域地质调查工作中，对出露在二连断陷盆地边缘断裂带上的中生代火山岩，从地层、火山岩相、岩石地球化学等方面进行了较详细的研究，认为该火山岩是硅铝过饱和岩石，属于钙碱性岩系；源岩应为沉积岩或来自上地壳的岩石；该岩石轻重稀土分馏明显，轻稀土富集，具有明显的铕负异常；火山岩矿物结晶时的温度在1 000～1 100℃之间，结晶深度约10 km左右；其形成年龄为136.1±1.1 Ma和133.3 ±1.1 Ma，应属早白垩世。

关键词：苏尼特左旗；查干敖包地区；火山岩；早白垩世

资助项目：中国地质调查项目“内蒙古1/5万巴润布拉格幅、萨音呼都格幅、查干敖包庙幅、昌特敖包幅、反修牧场幅区域地质调查项目（1212011120715）”

查干敖包地区位于内蒙古自治区北东部，行政区划属内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特左旗管辖。20世纪50年代完成的1/100万地质调查初步建立了以“统”为单位的地层系统，各类地质体控制程度极低[1]；70年代的1/20万区域地质调查，用“统一地层划分”理论观点，将该套火山岩分别划归上侏罗统布拉格哈达组、查干诺尔组和道特诺尔组[2]。1991年《内蒙古自治区区域地质志》[3]和1996年《内蒙古自治区岩石地层》[4]以及2006年1/25万区域地质调查（修测）[5]从岩石地层学角度，将该套火山岩与大兴安岭地区进行对比，归属于上侏罗统的满克头鄂博组、玛尼吐组和白音高老组。本次工作，采用火山岩岩性和岩相双重填图方法，对测区中生代火山岩，从火山岩地层、岩石化学、稀土微量元素、温压条件、岩浆起源与构造环境及同位素等方面进行了系统研究。在玛尼吐组的安山岩中获得了136.1±1.1 Ma和133.3±1.1 Ma年龄，显示该套火山岩的形成时代为早白垩世（另文发表）。

1　岩石地层

研究区大地构造位置属天山-兴盟造山系（Ⅰ）大兴安岭弧盆系（Ⅰ-1）扎兰屯-多宝山岛弧（Ⅰ-1-4）。区内可划分为巴润查干火山喷发盆地（Ⅳ）、反修牧场火山喷发盆地（Ⅳ）和阿布其格-巴彦布拉格火山基底隆起带（图1）。已发现20多个火山机构（破火口）（Ⅴ级），盆地火山活动持续时间长，自早白垩世至晚更新世均有火山活动，属继承性火山喷发盆地，其出露的地层有中奥陶世巴彦呼舒组，中下泥盆世泥鳅河组，晚石炭世查干敖包组，晚石炭世-早二叠世宝力高庙组，早白垩世满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组、大磨拐河组，始新世伊尔丁曼哈组，中新世通古尔组，第四纪更新世及全新世地层。岩浆岩主要为早二叠世花岗岩（图1）[6]。下面简述早白垩世的三组地层。

1.1满克头鄂博组（K1mk）

该组分布于工作区的中东部，出露面积约为50.3 km2，主要岩石类型为灰白色、灰紫色流纹岩，灰紫色、紫红色、浅肉红色流纹质含角砾晶屑凝灰岩、流纹质含角砾晶屑熔结凝灰岩、流纹质晶屑熔结火山角砾岩等，流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩。它被大磨拐河组角度不整合覆盖，并不整合覆盖在泥鳅河组、宝力高庙组及早二叠世花岗岩之上，而与上覆玛尼吐组为喷发不整合接触。剖面控制厚度＞2008.8m。

图1　查干敖包地区地质简图Fig.1 Geological map of the Qagan Obo area 1.全新统；2.阿巴嘎组；3.上更新统；4.通古尔组；5.伊尔丁曼哈组；6.大磨拐河组；7.白音高老组；8.玛尼吐组；9.满克头鄂博组；10.宝力高庙组；11.泥鳅河组；12.巴彦呼舒组；13.早二叠世花岗岩；14.玛尼吐期花岗闪长斑岩；15.玛尼吐组英安岩；16.地质界线；17.火山岩岩相界线；18.角度不整合界线；19.断层；20.火山断裂；21.破火口；22.穹状火山；23.层状火山；24.火山喷发盆地边界；25.流面；26.岩屑；27.晶屑；28.气孔；29.杏仁；30.火山弹；31.火山角砾（岩）；32.火山集块（岩）；33.玄武安山岩；34.流纹（质）岩；35.安山（质）岩；36.凝灰（质）岩

1.2玛尼吐组（K1mn）

该组分布于工作区的西北部，出露面积约为156.8 km2，岩石类型有灰色、灰紫色、深灰色、灰黑色、砖红色安山岩、气孔杏仁状安山岩，黑云母安山岩、英安岩，灰紫色、紫红色、紫褐色英安质含角砾岩屑晶屑凝灰岩、安山质凝灰质角砾岩、安山质角砾集块岩、安山质集块火山角砾岩、集块岩及安山质熔结凝灰岩类岩石。剖面控制厚度＞1214.4m。

1.3白音高老组（K1b）

零星分布，面积约27.8 km2。岩石类型主要为灰白色、紫色流纹岩（夹珍珠岩透镜体）、石泡流纹岩（含玛瑙和硅化木——石英质玉石），集块岩（见有火山弹）、含角砾岩屑晶屑凝灰岩、火山碎屑流相的流纹质熔结凝灰岩，底部见少量凝灰质砂砾岩、含植物茎干化石。不整合覆盖在泥鳅河组、宝力高庙组之上，并整合于玛尼吐组之上，顶部被伊尔丁曼哈组不整合覆盖。剖面控制厚度＞1042.2m。

2　岩石类型、岩相及岩矿特征

2.1岩石类型

根据岩石化学成分，结合宏观和镜下特征，将本区火山岩的岩石类型列入表1、2。

岩石化学成分分类命名采用国际地科联岩浆岩分类委员会推荐的火山岩“TAS”分类命名图解（图2），同时参考“CIPW”标准矿物组合特征。岩石钾含量高低由硅钾图（图3）确定。

本区火山岩大多数投点落在高钾火山岩区，可见火山岩总体属高钾岩系。

对火山碎屑岩采用中国地质学会岩石专业委员会提出的方案，即根据火山碎屑岩类形成条件、成因作用方式及碎屑物粒度等特征划分为正常火山碎屑岩类、熔结火山碎屑岩类、火山碎屑沉积岩类等。

2.2岩相类型特征

根据岩浆作用方式、喷发类型、搬运方式、堆积定位机制以及在火山机构中的相对位置[7，8]，将本区火山作用产物的岩相划分为4种类型（表3）。

溢流相火山岩在含有火山岩的各层位中均有分布。岩石类型有玄武安山岩、角闪安山岩、安山岩、石英安山岩、（石英）粗面岩、流纹岩、英安岩等，岩石类型多，分布面积广。

表1　火山岩岩石化学成分表Tab.1 The chemical composition of the volcanic rock

表2　火山岩岩石主要标准矿物及参数表Tab.2 The main criteria minerals and parameters of the volcanic rock

爆发空落相在满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组中都有。岩石类型以粗碎屑岩为主，细火山碎屑岩多分布在火山机构的外围。在横向上，碎屑粒度由火山喷发中心到边缘逐渐变细，堆积厚度逐渐变薄，最后尖灭。岩性以流纹质、英安质、安山质和粗面质含角砾岩屑晶屑凝灰岩为主。据剖面统计，该相岩石满克头鄂博组占总厚度的40%，玛尼吐组占20%，白音高老组占4%。

火山碎屑流相主要发育在玛尼吐组内，其次为满克头鄂博组，据剖面统计满克头鄂博组中占25%、玛尼吐组中占15%、白音高老组相对少。岩石主要特点是发育假流动构造。浆屑在岩石表面多形成条带状、树枝状、火焰状等特征构造。

喷发-沉积相只见于白音高老组底部和满克头鄂博组底部，岩石类型为凝灰质砂砾岩。

2.3主要岩矿特征

2.3.1满克头鄂博组

图2　火山岩TAS图（据Le Bas等，1986）Fig.2 Volcanic TAS diagram （According to Le Bas，etc. 1986）

图3　测区火山岩硅钾图（据Pecerillo等，1976）Fig.3 Volcanic Si-K diagram （According to Pecerillo，etc. 1976）

灰白色流纹岩：斑状结构，基质显微嵌晶结构，块状构造。斑晶为石英（5%～10%），0.8～2 mm，溶蚀港湾状或熔蚀半自形晶；钾长石（2%～5%），1～3.5 mm，半自形板状，弱泥化；斜长石（5%～10%），0.8～2mm半自形板状，绢云母化。基质由显微嵌晶状长英质（75%～80%）和次生绢云母（5%）构成。

灰黄色流纹质含角砾晶屑玻屑熔结凝灰岩：含角砾晶屑玻屑熔结凝灰结构，块状构造。角砾（15%）为流纹岩，斜长石晶屑（25%）棱角状或半自形晶，玻屑（60%）半塑性压扁状半定向分布，火山尘少量。

灰色流纹英安质凝灰角砾岩：凝灰角砾结构，块状构造。由微晶英安岩流纹岩角砾、碳酸盐化斜长石晶屑以及玻屑和火山尘构成。

灰褐色流纹质角砾熔岩：角砾熔岩结构，熔岩角砾状构造。角砾为流纹岩，填隙物为流纹质熔岩。

2.3.2玛尼吐组

深灰-黑灰色安山岩：斑晶：斜长石0.6～2mm半自形板状，比较干净，可见聚片双晶，5%；石英呈0.2～1 mm半自形粒状，熔蚀浑圆状，少量；微粒状磁铁矿呈星散状分布。基质由＜0.04 mm半定向-杂乱分布的斜长石微晶板条和隐晶质组成，斜长石微晶板条70%，隐晶质25%。

深灰色英安岩：斑状结构，基质显微粒状结构，块状构造。斑晶由中长石和少量角闪石、石英组成。中长石0.5～1.5 mm宽板状，少数1.5～3.5 mm，具环带构造，13%；角闪石呈0.5 mm长柱状，2%，已暗化析出粉末状铁质；石英熔蚀浑圆状，5%。基质由0.01 mm微粒状斜长石和少量石英暗化针状角闪石组成，显微粒状斜长石及少量钾长石50%，隐晶质20%，石英10%，角闪石少量。

气孔状玄武安山岩：无斑结构，基质间隐结构，气孔状构造。由斜长石微晶板条（60%）、和黑色玻璃质（35%）、微细粒辉石（5%）和少量磁铁矿构成，斜长石微晶板条杂乱-半定向分布，其空隙间充填玻璃质微粒辉石和磁铁矿，椭圆形及拉长压扁状气孔约占岩石的20%。

深灰色辉石安山岩：斑状结构，基质玻晶交织结构，块状构造。斑晶为中长石和辉石，基质为斜长石，空隙间充填黑色玻璃质。

灰色角闪安山岩：斑状结构，基质微晶交织结构，块状构造。斑晶由中长石、角闪石组成，基质为斜长石、针状角闪石粉末状，铁质少量。

表3　研究区火山岩岩相类型划分表Tab.3 Volcanic facies type of the volcanic rock

灰紫色安山质含角砾岩屑晶屑凝灰岩：含岩屑晶屑凝灰结构，块状构造。火山碎屑由中长石、角闪石、石英晶屑和少量安山岩岩屑组成，胶结物为泥化火山灰。

灰紫色安山质熔结火山角砾岩：熔结角砾结构，角砾状构造。安山岩角砾呈棱角状、次棱角状，少量斜长石、角闪石晶屑分布于角砾之间，褐红色玻璃质熔岩胶结。

杂色集块岩：具集块结构，块状构造。集块成分复杂，有安山岩、安山质火山碎屑岩、凝灰岩等，集块大者在100 cm以上。填隙物多为安山岩角砾、安山岩岩屑及重结晶玻璃质。

2.3.3白音高老组

（1）灰紫色流纹岩：斑状结构，基质显微嵌晶及隐晶质结构，流纹构造。矿物成分及含量：斑晶石英熔蚀半自形浑圆粒状，自碎裂纹发育，粒径0.5～1 mm，2%，斜长石半自形板状，粒径0.8～1.5 mm，3%。钾长石半自形板状，粒径0.5 mm，少量。黑云母半自形片状，粒径0.5 mm，少量。基质由显微嵌晶及隐晶质组成，基质显微嵌晶状长英质30%，隐晶质65%，黑云母、磁铁矿少量。

（2）灰白色气孔状流纹岩：斑状结构，基质显微球粒及隐晶质结构，气孔状构造。斑晶为石英，基质主要由显微球粒组成，少量隐晶质，气孔充填物为晶族状斜长沸石。

（3）灰白色显微球粒流纹岩：斑状结构，基质显微球粒结构，流纹构造。斑晶为石英和钾长石，基质主要由显微球粒组成，平行流纹填隙状，石英和钾长石少量，黑云母磁铁矿少量。

（4）灰色珍珠岩：斑晶由透长石、石英组成，基质酸性玻璃质，具珍珠状裂开，毛发状雏晶细纹状排列，显微流动构造。

（5）灰紫色流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩。晶屑凝灰结构，块状构造。晶屑有石英、斜长石、钾长石，胶结物为火山尘。

3　地球化学特征

3.1岩石化学特征

各填图单元岩石化学成分及主要参数见表1、2。

3.1.1满克头鄂博组

SiO2为74.46%～78.47%；Al2O3为11.35%～ 12.76%；主要标准矿物组合为or+ab+an+q+mt，大多数样品出现标准矿物C。A/CNK=1.03～1.39，平均为1.21，总体为硅铝过饱和岩石，源岩应为沉积岩或来自上地壳的岩石。K2O＞Na2O，显示该组火山岩碱富集；里特曼指数（σ）1.11～2.6，平均1.68，碱度率（A.R）为2.51～5.3，NK/A平均为0.82＜0.9，据洪大卫（1987）为钙碱性岩系；分异指数（DI）92.4～95.73、固结指数（SI）1.37～3.05，反映岩浆分异程度高；长英指数（FL）91.45～97.24、镁铁指数（MF）为82.96～91.38，揭示岩浆分离结晶作用较强。

3.1.2玛尼吐组

SiO2含量为52.43%～69.52%，平均为61.84%；Al2O3为14.4%～16.52%，平均为15.47%；主要标准矿物组合为or+ab+an+en+hy+q+il+mt，大多数样品出现标准矿物C，A/CNK=1.08～1.35，平均为1.20，总体为硅铝过饱和岩石，源岩应为沉积岩或来自上地壳岩石。里特曼指数（σ）2.37～6.44，平均3.73，碱度率（A.R）为1.92～3.51，NK/A为0.59～0.85，平均为0.73＜0.9，据洪大卫（1987）为钙碱性岩系；分异指数（DI）59.89～87.28、固结指数（SI）5.37～15.81，平均为9.88，反映岩浆分异程度弱；长英指数（FL）54.94～91.51，平均为70.17，镁铁指数（MF）为65.37～87.29，平均为77.92，揭示岩浆分离结晶作用较弱。

3.1.3白音高老组

SiO2为70.42%～74.99%，平均为72.84%；Al2O3为11.88%～14.6%，平均为13.56%；主要标准矿物组合为or+ab+an+q，部分样品出现C，A/CNK=1.07～1.51，平均为1.21，为硅铝过饱和岩石，指示源岩应为沉积岩或来自上地壳岩石。里特曼指数（σ）1.65～2.72，平均2.29，碱度率（A.R）为2.02～2.77，NK/A平均为0.79＜0.9，据洪大卫（1987）为钙碱性岩系；分异指数（DI）82.24～93.48、固结指数（SI）1.4～14.48，反映岩浆分异程度高；长英指数（FL）70.04～92.48、镁铁指数（MF）为53.94～90.91，揭示岩浆分离结晶作用较强。

3.2稀土元素特征

3.2.1满克头鄂博组

稀土元素丰度及特征参数见表4。稀土总量（∑REE）高，在66.39×10-6～469.9×10-6之间，平均为254.54×10-6，轻重稀土比值ΣCe/ΣY为3.53～8.15，平均为6.36，轻稀土富集；δEu含量在0.06～0.53之间，平均为0.28。稀土配分曲线（图4）显示轻稀土段向右倾斜，斜率大，重稀土段相对平缓，Eu处具强的“V”型谷，Eu强烈亏损，（La/Yb）N在3.74～9.32之间，平均为7.45，（Ce/Yb）N在2.18～8.52之间，平均为4.66。

表4　满克头鄂博组岩石稀土元素丰度及特征参数表Tab.4 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Manketouebo formation

图4　满克头鄂博组火山岩稀土元素配分曲线图Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Manketouebo formation

这表明满克头鄂博组岩石属轻稀土富集型，重稀土之间分馏程度弱，具有明显的负铕异常，同时看出其结晶分异作用强烈。

3.2.2玛尼吐组

稀土元素丰度及特征参数见表5。稀土总量∑REE在77.12×10-6～548.2×10-6之间，平均为291.02×10-6，轻重稀土比值ΣCe/ΣY为5.49～18.59，平均为14.15；δEu为0.78～1.07，平均为0.93；所有样品稀土配分曲线（图5）均明显向右倾，不同类型岩石曲线型式一致，重稀土部分略有交叉；（La/Yb）N为4.64～37.28，（Ce/Yb）N为3.92～29.19。

总体表明轻重稀土分馏比较明显，轻稀土富集，均具有弱负铕异常，反映岩浆来源较深（至少为下地壳）或压力较大构造环境。

3.2.3白音高老组

稀土元素丰度及特征参数见表6。稀土总量∑REE为137.86×10-6～323.57×10-6，平均为198.77×10-6；轻重稀土比值ΣCe/ΣY为7.6～19.67，平均为13.31；δEu为0.12～0.72，平均为0.44；稀土配分型式见图6，配分曲线轻稀土段总体向右倾斜，重稀土段大多平缓，Eu处均出现明显的“V”型谷；主要参数分别为：（La/Yb）N在20.62～58.61之间，（Ce/Yb）N在20.62～121.48之间，（Sm/Eu）N在1.7～9.84之间，其平均值均远大于1。表明该组岩石总体为轻稀土富集型，轻稀土分馏明显，重稀土分馏程度弱，Eu亏损强。

3.3微量元素特征

3.3.1满克头鄂博组

微量元素含量及有关参数见表7。

大离子亲石元素K含量为3485.11×10-6～3775.53×10-6，Rb为127.9×10-6～200×10-6，高于地壳丰度。Ba为392.5×10-6～911.8×10-6，平均为703.85×10-6，Sr为23.8×10-6～47.7×10-6，低于地壳丰度；K/Rb值为18.88～29.52，Rb/Sr值为2.73～8.40，显示岩石中大离子亲石元素含量有一定变化[8]。

表5　玛尼吐组岩石稀土元素丰度及特征参数见表Tab.5 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Manitu formation

放射性生热元素：Th为8.74×10-6～20.85×10-6，高于地壳丰度；非活动性元素：Nb为10.5×10-6～21.2×10-6，平均为14.73×10-6，Zr为116×10-6～203.6×10-6，Hf为6.43～8.47，Y为37.3×10-6～57.2× 10-6，高于地壳丰度；P为124.5×10-6～224.1×10-6，低于地壳丰度；过渡元素：Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地壳丰度。

特征参数：Nb*=0.2～0.98、Sr*=0.01～0.09、P*= 0.03～0.12、Zr*=0.35～2.56，各参数平均值均小于1，揭示岩浆成因信息为花岗质岩石，同时反映岩石抗交代蚀变能力弱。

由微量元素标准化比值蛛网图（球粒陨石值主要为Thmpson，1982）（图7）可以看出，4个样品曲线型式大体一致，均显示Rb、Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y、Yb呈峰，相对富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti呈谷（亏损），具同源岩浆特征。

图5　玛尼吐组岩石稀土元素配分曲线图Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Manitu formation

3.3.2玛尼吐组

微量元素含量及有关参数见表8。大离子亲石元素K含量平均为3 057.31×10-6；Rb含量平均为119.48×10-6；Sr含量平均为682.77×10-6；Ba含量平均为1 023.43×10-6，均高于地壳丰度。K/Rb值为17.67～45.72，Rb/Sr值为0.04～0.68，显示岩石中大离子亲石元素含量变化不大。

放射性生热元素：Th平均为10.74×10-6高于地壳丰度；非活动性元素：Zr平均为317.03×10-6；Hf平均为11.17×10-6；P平均为2 731.35×10-6，均高于地壳丰度；Y平均为20.54×10-6，Nb平均为20.48×10-6，低于地壳丰度。过渡元素Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地壳丰度。

特征参数：Nb*=0.3～0.78、Sr*=0.38～0.62、P*= 0.41～1.02、各参数平均值均小于1；Zr* =0.64～2.00，平均值为1.32，上述特征均反映岩浆成因信息为花岗质岩石或地壳岩石或具同化混染的玄武质岩石。

由微量元素标准化比值蛛网图（球粒陨石值主要为Thmpson，1982）（图8）可以看出，不同岩石类型曲线型式相似，均显示Rb、Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y、Yb呈峰，相对富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti呈谷（亏损），反映不同的岩石类型岩浆是同源的特点。

表6　白音高老组岩石稀土元素丰度及特征参数表Tab.6 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Baiyingaolao formation

表7　满克头鄂博组火山岩微量元素丰度（×10-6）及特征参数表Tab.7 Volcanic element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Manketouebo formation

图6　白音高老组火山岩稀土元素配分曲线图Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Baiyingaolao formation

图7　满克头鄂博组火山岩微量元素比值蛛网图Fig.7 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Manketouebo formation

图8　玛尼吐组火山岩微量元素比值蛛网图Fig.8 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Manitu formation

3.3.3白音高老组

微量元素含量及有关参数见表9。其中，大离子亲石元素K平均为4 327.80×10-6；Rb平均为228.31×10-6；Ba平均为462.41×10-6，这些元素的丰度均高于地壳丰度；Sr丰度在34.3×10-6～215.9×10-6之间，低于地壳丰度。K/Rb值为16.46～22.71，Rb/Sr值为1.04～6.85，显示岩石中大离子亲石元素含量变化大。

放射性生热元素：Th含量平均为21.90×10-6，远高于地壳丰度。非活动性元素：Zr平均为181.79×10-6；Hf平均为7.31×10-6；Y平均为30.35×10-6；Nb平均为16.86×10-6，均高于地壳丰度；P 为141.1×10-6～2 199.46×10-6，低于地壳丰度。过渡元素Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地壳丰度。特征参数：Zr*平均为1.92，大于1，而Nb*、Sr*、P*各参数平均值均小于1；上述特征反映岩浆成因信息为花岗质岩石或地壳岩石。

表8　玛尼吐组岩石微量元素丰度（×10-6）及特征参数见表Tab.8 Trace element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Manitu formation

由微量元素标准化比值蛛网图（球粒陨石值主要为Thmpson，1982）（图9）看，不同岩石样品曲线型式一致，均显示Rb、Th、La、Ce、Nd、Zr等呈峰，相对富集，Ba、Sr、P、Ti呈谷（亏损）。

4　岩浆形成的温压条件

岩浆结晶温度：据Nathan等（1978）提出的阳离子分数温度计算方法，求出石英、斜长石结晶温度（表10）。

满克头鄂博组火山岩矿物结晶时的温度在1000℃左右，玛尼吐组火山岩矿物结晶时的温度在1100℃左右，白音高老组火山岩矿物结晶时的温度平均为1070℃。

岩浆中矿物结晶深度：在Q-Ab-Or-H2O系图中（图10），满克头鄂博组样品投点落于（1～3）×108Pa范围内，大体相当于3.3～10 km（1 GPa≈33 km），说明岩浆主要来源于上地壳；玛尼吐组样品投点分散，大多数样品有投点落于5×108Pa压力以上区域，表明岩浆冷凝矿物结晶时的深度大于16.5 km左右，岩浆起源于上地壳；白音高老组样品投点主要落于（1.5～2）×108Pa压力区域以内，表明岩浆冷凝矿物共结晶时的深度4.5～6.6km左右。

表9　白音高老组微量元素丰度（×10-6）及特征参数表Tab.9 Trace element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Baiyingaolao formation

图9　白音高老组火山岩微量元素比值蛛网图Fig.9 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Baiyingaolao formation

图10　火山岩Q-Ab-Or-H2O系图Fig.10 Volcanic Q-Ab-Or-H2O diagram

5　岩浆起源及构造环境分析

Rb-Sr丰度与地壳厚度的关系图（K.C.Condie，1973）显示（图11），下白垩统火山岩岩浆A/CNK= 1.03～1.4，平均为1.2，为硅铝过饱和岩石，源岩应以沉积岩为主，众多研究表明这类岩石主要发育于大陆板块边缘靠大陆一侧的古老陆壳之中，其形成主要与陆-陆碰撞、陆内造山作用以及克拉通内的韧性剪切作用密切相关；微量元素特征揭示岩浆成因信息为花岗质岩石或具同化混染的玄武质岩石；各样品在Q-Ab-Or-H2O系图上的投点表明（图10），满克头鄂博组投点主要落于小于10 km区域，玛尼吐组落于16.5 km区域，白音高老组落于小于6.6 km范围。揭示从满克头鄂博期火山岩→玛尼吐期火山岩→白音高老期火山岩，岩浆源由浅→深→浅变化。

表10　火山岩的石英、斜长石结晶温度表Tab.10 The crystallization temperature of quartz and plagioclase in volcanic

在里特曼-戈蒂里图解中（图12），三个组样品投点主要落入B区，即造山带火山岩区，结合区域构造分析应属陆内造山作用环境。

图11　Rb-Sr丰度与地壳厚度的关系图Fig.11 Relationship diagram of the Rb-Sr abundance

图12　火山岩里特曼-戈蒂里图解Fig.12 Logσ-logτgraphic of the Volcanic rock and crustal thickness

综上所述，本区早白垩世火山岩为中-高钾的钙碱性岩系，岩石组合为流纹岩、英安岩、安山岩及其相应的火山碎屑岩；SiO2含量总体为52.43%～77.74%，K2O/Na2O为0.67～1.85，平均1.18，大于0.6，与区域活动陆缘火山岩特征相似；火山岩Th含量较高，一般高于大陆边缘安山岩；微量元素比值蛛网图配分型式总体与大陆边缘安山岩相似；所有样品表现为低TiO2特征，平均为0.77，据Gill（1981）[9]研究，TiO2<1.75%是判别造山火山岩的一个重要标志，表示本区火山岩形成于陆内造山带背景；除中性岩外其余岩石分异作用较强；区内流纹质火山岩的87Sr/86Sr初始值为0.721 061～0.762 865，安山质岩石87Sr/86Sr初始值多在0.708 576～0.716 059，少数为0.705 408～0.705 864，表示岩浆主要来源于地壳，玛尼吐组火山岩可能有幔源成分参与；在里特曼-戈蒂里图解中，绝大部分样品投入B区，可认为区内岩石总体属陆内造山带火山岩。本区早白垩世火山岩所处的区域构造位置属大兴安岭-燕山中生代火山-侵入杂岩带的西部边缘，是靠近板内一侧地区，也属于中国东部火山活动带的组成部分，是太平洋板块向中国东部大陆俯冲造成大陆岩石圈发生类似陆缘弧深部作用，使地壳中下部岩石发生重熔分异作用的产物。

6　结论

本区火山岩为硅铝过饱和岩石，钙碱性岩系，源岩应为沉积岩或来自上地壳的岩石，流纹质火山岩岩浆分异、分离结晶作用程度高，中-中酸性火山岩岩浆分异程度、分离结晶作用弱。岩石属轻稀土富集型，轻稀土分馏明显，具有明显的铕负异常。

分布在二连断陷盆地的边缘断裂带上，属深源高压火山岩。其形成与二连断陷盆地伸展构造体制密切相关，是太平洋板块向中国东部大陆俯冲造成大陆岩石圈发生类似陆缘弧深部作用，使地壳中下部岩石发生重熔分异作用的产物。

本区满克头鄂博组（K1mk）、玛尼吐组（K1mn）和白音高老组（K1b）的层位、岩石类型组合特征、岩石地球化学特征及相互接触关系等均与大兴安岭地区的满克头鄂博组（J3mk）、玛尼吐组（J3mn）和白音高老组（J3b）可比。本次工作所测得的同位素年龄（133.3±1.1 Ma、136±1.1 Ma）及相邻地区近年来的同位素年龄资料[10,11]，表明本区中生代火山岩的形成时代为早白垩世是合适的。

参考文献：

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