内蒙古巴林右旗地区早白垩世花岗闪长岩锆石U—Pb年龄及岩石地球化学特征

姜海洋

摘 要：早白垩世花岗闪长岩（γδK1）呈岩株状产出于查干沐沦幅东北部，主要岩性为细粒花岗闪长岩。研究区花岗闪长岩年龄133.2±2.4 Ma，表明其形成于早白垩世。该期岩石为高钾钙碱性系列的I型花岗岩，有高硅、富铝、富碱质、低镁和贫钙的特征；轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损，具正Eu异常，大离子亲石元素（LILE）富集Rb、Th和亏损Ba，高场强元素（HFSE）亏损。

关键词：巴林右旗；花岗闪长岩；U-Pb 地球化学

1 岩石及矿物学特征

1.1一般特征

细粒花岗闪长岩：细粒花岗结构，块状构造。矿物成分：斜长石（40%）、钾长石（26%）、石英（30%）、黑云母（4%）。斜长石：半自形板状，具聚片双晶，有时略具环带结构，大小在0.5mm左右，个别稍粗，可达1.5mm左右，常具裂纹，杂乱分布。钾长石：它形粒状，常和石英一起组成显微文象结构，充填于斜长石空隙中。石英：它形粒状，大小在0.1-0.5mm之间，个别1.0mm左右，充填于长石空隙中，杂乱分布。黑云母：细片状，大小在0.2mm左右，零星分布。副矿物：常见细小不规则榍石，零星分布。

1.2岩相学及人工重砂分析

根据人工重砂样品分析结果副矿物组合为锆石磷灰石、黄铁矿、锐钛矿、榍石、绿帘石、褐帘石、角闪石、赤褐铁矿、钛铁矿、磁铁矿。

锆石晶型特征：浅粉色，透明，金刚光泽，自形-半自形柱状，部分晶体表面发污透光性差，呈弱金刚光泽，晶内气液及固相包体少见，多数晶体表面侵染呈假黄色，由于后期受力作用及蚀变铁染作用，部分表面剥离脱落，凹坑及裂纹较发育，晶体类型单一属于{110}型，粒径：0.05-0.15主，0.15-0.3次之，0.3-0.45少量，个别0.55，延长系数：1-2主，2-3.5次，3.5-4.5少量，个别可达6。

2 岩石化学特征

2.1主量元素特征

早白垩世花岗闪长岩（γδK1）常量元素分析数据。ω（SiO2）介于68.86～70.7%，平均为69.74%，属酸性岩类；ω（Al2O3）介于14.47～15.79%，平均为14.97%，含量较高；ω（CaO）介于1.2～1.53%、ω（MgO）介于0.48～0.95%、（TFeO）介于0.86～1.3%、ω（TiO2）介于0.42～0.5%，含量偏低；K2O含量相对偏高，介于4.03～5.55%，平均为4.61%。在（Na2O+K2O）-（SiO2）图解中投影点落于亚碱性系列区，在SiO2-K2O图解中投影点落于钙碱性系列及高钾钙碱性系列区；全碱（Alk）ω（Na2O+K2O）含量较高（介于7.8～10.2%），平均8.68%；ω（Na2O）/ω（K2O）<1，相对富钾贫钠，为富碱高钾岩石。岩石固结指数（SI）变化较小，介于4.18～8.05之间，相对偏低，分异指数（DI），介于83.33～87.95，相对偏高，长英指数（FL）介于80.54～86.79，镁铁指数（MF）介于74.56～81.61，说明岩浆酸性程度较高，分异演化作用较强。里特曼指数（σ）<3.17为钙碱性岩石；

结合矿物特征，可以对比于BarBarin分类中的高钾钙碱性花岗岩类（KCG）。在A/CNK-A/NK图解上属于过铝质岩石类型，表明Al2O3在与CaO、Na2O、K2O结合生成长石类矿物后还有剩余，这也与CIPW标准矿物中，样品中出现刚玉分子（c）相符；在S型、I型花岗岩判别图解中（图3-17）落于I型花岗岩区。总体上看，该期花岗岩属过铝质、钙碱性系列岩石，成因类型为I型。

2.2稀土元素特征

早白垩世花岗闪长岩（γδK1）稀土元素分析结果可看出，稀土元素含量变化较大，稀土元素总量（∑REE）135.94～203.45×10-6，多数样品稀土元素总量高于陆壳平均值（154.7×10-6，黎彤）；反映轻重稀土元素分馏程度的LREE/HREE介于9.95～10.6，（La/Yb）N比值介于12.69～16.12，（Ce/Yb）N比值为7.38～8.15，属于轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型。经球粒陨石标准化后的稀土元素配分模式（图1），显示曲线呈右倾形式，重稀土元素分配曲线呈近似水平状，总体显示轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显，曲线形态与地壳重融型花岗岩的稀土分配型式相类似。δEu值介于1.1～1.51，Eu正异常，可能在岩浆结晶分异过程中有榍石参与有关

2.3微量元素特征

花岗闪长岩微量元素组成与原始地幔微量元素相比，大離子亲石元素（LILE）富集Rb、Th和亏损Ba，高场强元素（HFSE）相对大离子亲石元素（LILE）亏损（图2）。花岗闪长岩中Nb/La比值变化范围介于0.40～0.53，平均值为0.47，（原始地幔和MORB的Nb/La>1，大陆地壳平均值0.7±）；Nb/Ta比值在8.54～12.38之间，与原始地幔的Nb/Ta比值（17.5±2.0）（Green，1995）和分异型花岗岩的Nb/Ta比值（2.3～9.9）（Dostal and Chatterjee，2000）相当；Th/Ta比值在9.49～12.27之间，远高于原始地幔的Th/Ta比值（2.3）。上述这些特征较好的反映了源区受地壳混染。

3 形成时代

在查干沐沦幅东北部花岗闪长岩里中U-Pb年龄样品，得一组加权平均年龄133.2±2.4 Ma，这些数据都落在谐和线上，代表了原岩结晶年龄（图3）。

锆石阴极发光电子图像中锆石多为长柱状，自形，晶形完好，晶棱与晶面清晰，可见自形生长纹、生长环带，黑色包体少，粒径在0.1-0.6mm之间，长宽比2：1-4：1多具有较好的振荡环带构造，Th/U比值多在0.4-0.8之间，显示岩浆型锆石特征，代表了原岩结晶年龄，时代归入早白垩世。

4 结论

1）本期花岗闪长岩年龄为133.2±2.4 Ma，形成于早白垩世。

2）本期花岗闪长岩岩石为高钾钙碱性系列岩石，成因类型为I型，有高硅、富铝、富碱质、低镁和贫钙的特征；轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的特征，富集Rb、Th和亏损Ba等特征。

参考文献

[1] 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志[M].北京：地质出版社，1993：1-725.

[2] 黎彤.化学元素的地球丰度[J].地球化学，1976，3：167-174.

[3] BOYNTON W V. Cosmochemistry of the rare earth elements：me-teoricstudies [J]. Rare Earth Element Geochemistry，1984（2）：63-114.

[4] SUNSS，MCDONOUGH W F.Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts：Implications formantle composition and processes [M] //SAUNDERS A D，NORRY M J.Magmatismin Ocean Basins. London：Geological Society of London，1989，42（1）：313-345.