内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗地区地质矿物的来源及成因探讨

赵 磊

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁 沈阳 110000）

研究区内地质矿物发育良好，出露面积约1017Km2占本区总面积的66%，主要分布于喀喇沁断隆之上，侵入时代为中元古代、二叠纪、三叠纪、侏罗纪和白垩纪。总体构成北东向侵入岩带［1］。矿物类型复杂多样，分为基性矿物、中性矿物、中酸性矿物及酸性矿物，其中以酸性矿物为主，约占侵入性矿物总面积的95% 以上，其他矿石类型出露面积较小，分布局限。

地质活动与区域构造运动之间存在内在联系，按两者之间的密切关系，依据构造活动期次，将本区侵入期次划分为中元古代、华力西期、印支期和燕山期四个期次。其中以印支期和燕山期地质活动最为强烈，且以燕山期达到高峰，各时代侵入矿物具有多期次、多阶段的侵入特点，一般由基性－中性－中酸性－酸性的演化特征。以各侵入体的彼此接触关系、时空分布规律、同位素测年结果及区域构造背景为依据，对各期次、各时代侵入矿物排序（本节实际资料引至十家子等四幅1/5万区调报告［1］、喀喇沁旗等五幅1/5万区调报告［2］和罗家营子等四幅1/5万区调报告［3］）。

1 地质特征

本区三叠纪侵入型地质矿物出露面积约420 km2，占本区总面积的41%，矿石类型包括：基性、中性、中酸性和酸性矿物类型，侵入时代为早三叠世到晚三叠世，期次属印支期。

1.1 早三叠世黑云母二长花岗岩类（T1ηγ）

分布于郑家窝铺、乃林沟、三间房、八素台沟等地，由3 个侵入体组成，出露面积为215 km2。侵入体中普遍具有糜棱岩化现象，糜棱面理走向北北东，倾向南东，内部含少量暗色深源闪长质包体。包体受后期挤压变形作用，长轴方向与糜棱面理走向协调一致。代表性岩体为三间房岩体。矿石U-Pb 同位素年龄为238.6±1 Ma，时代为早三叠世，代表性岩体为石家店岩体。

1.2 中三叠世基性杂岩

主要为斜长橄榄辉长岩（T2υ）和中细粒橄榄二辉岩（T2∑），分布于平泉—喀喇沁岩浆带北缘之田家营子北山及锦山镇南西，由2 个侵入体组成，出露面积不到0.5 km2，受晚期石英闪长岩侵入，平面形态呈椭圆状。全岩Rb-Sr 年龄为228 Ma，K-Ar 稀释法年龄为237 Ma（据北京大学邵剂安资料），时代归中三叠世，代表性岩体为田家营子岩体。

1.3 中三叠世闪长岩类（T2δ）

分布于本区十家子幅牤牛沟、十家子、杨树林、田家营子、南沟等地，由8 个侵入体组成，出露面积约为29 km2。岩体内普遍含有暗色深源角闪质包体，包体多呈椭圆状或不规则状，个体较小，代表性岩体为十家子岩体。

1.4 中三叠世石英闪长岩类（T2δο）

分布于喀喇沁旗幅牛头沟门、四把火、抛拉洼、扁担沟及下瓦房南山等地，多呈岩株状侵入早期花岗岩体内，由17 个侵入体组成，出露面积为3 km2。矿石U-Pb 同位素年龄为216.3±3Ma（据大营子幅1 ：5 万区调资料），全岩K-Ar 年龄为218.5±4.5Ma（据大营子幅1 ：5 万区调资料），时代为中三叠世，代表性岩体为小道须沟岩体及四把火岩体。

1.5 中三叠世花岗闪长岩类（T2γδ）

沿北东向断裂带分布于三咀子、张木参沟、艾林沟等地，由4 个侵入体组成。岩体侵入早三叠世糜棱岩化黑云母二长花岗岩，并被晚期岩浆侵蚀，呈不规则小岩株状产出，出露面积约1.5 km2，代表性岩体为楼家营子岩体。

1.6 中三叠世二长花岗岩类（T2ηγ）

分布于艾林沟、水泉沟、老局子沟、老西沟、大北沟及椽子沟等地，由10 个侵入体组成，出露面积为105 km2。岩体内含少量暗色闪长质包体，靠近岩体边部，由透镜状闪长质包体和石英拉长定向排列显示的叶理构造较为发育。叶理走向与侵入体长轴方向协调一致，反映岩体主动就位的特征。锆石U-Pb 同位素年龄为235.8±0.5 Ma，时代为中三叠世，代表性岩体为老局子岩体。

1.7 中三叠世花岗岩类（T2γ）

分布于雪天沟、黄家窝铺一带，呈北东向带状展布，由2 个侵入体组成，出露面积约8 km2。岩体内可见微弱的侵位叶理，叶理走向为北东30～50° , 与该侵入体长轴方向一致，代表性岩体为雪天沟岩体。

1.8 晚三叠世二长花岗岩类（T3ηγ）

分布于罗家营子幅东南侧抛立洼—狍子坡—上营子一带，由4 个侵入体组成，出露面积约67 km2。岩体侵入早三叠世黑云母二长花岗岩，内部定向组构发育，叶理产状具半环状外倾特点，并含有少量暗色闪长质包体。包体多透镜状，个体较小，长轴方向基本与叶理走向协调一致。矿石U-Pb 同位素年龄为218.3 Ma，时代为晚三叠世，代表性岩体为苇子沟岩体。

2 矿物学特征

2.1 早三叠世黑云母二长花岗岩类（T1ηγ）

岩性为中- 细粒黑云母二长花岗岩、似斑状中粒黑云母二长花岗岩。前者为灰黄色，中细粒花岗糜棱结构，条纹状或块状构造。基质矿物粒度为2～4 ㎜，主要矿物成分为：钾长石（35%）、斜长石（18～25%）、石英（29%）、黑云母（5%）。副矿物组合类型为磁铁矿+ 钛铁矿+ 榍石型。矿石为褐黄色，晶形较复杂，透明，具金刚光泽，包体多为气液态包体。

2.2 中三叠世基性杂岩

岩性包括斜长橄榄辉长岩（T2υ）和中细粒橄榄二辉岩（T2∑）。主要矿物成分如下：斜长角闪斜长岩：斜长石（90%）、角闪石（8%）、黑云母少量。 中细粒橄榄辉长岩：斜长石（42%）、辉石（33%）为单斜辉石、黑云母（15%）、橄榄石（8%）。橄榄二辉岩：辉石（75%）、橄榄石（10%）、角闪石（7%）、黑云母（6%）、斜长石（1%）。副矿物组合类型：磁铁矿+ 钛铁矿+ 榍石型。

2.3 中三叠世闪长岩类（T2δ）

岩性包括中细粒辉石闪长岩、角闪闪长岩及黑云母闪长岩。中细粒辉石闪长岩为灰-深灰色，半自形粒状结构，块状构造。主要矿物成分：斜长石为中长石（65%）An=35，辉石（18%）、角闪石（5%）黑云母（9%），石英少量。角闪闪长岩为灰-灰黑色，中细粒半自形粒状结构，块状构造。主要矿物成分：斜长石为中更长石（42%）An=30，角闪石（55%）、辉石与黑云母少量。黑云母闪长岩为灰黑色，矿物成分：斜长石为中长石（66%）An=45，黑云母（33%）。副矿物组合类型为：磁铁矿+磷灰石+榍石型。矿石多为淡黄色-褐黄色，晶形较为复杂，透明，金刚光泽，发育气液态包体。

2.4 中三叠世石英闪长岩类（T2δο）

岩性包括中细粒石英闪长岩和细粒石英二长闪长岩，中细粒石英闪长岩为灰黑色，半自形粒状结构，块状构造。主要矿物成分：斜长石为中长石（65%），角闪石（23%）、石英（6%）、黑云母（4%）。细粒石英二长闪长岩为灰黑色，半自形粒状结构，块状构造。主要矿物成分：斜长石（53%）An=15，钾长石（14%），角闪石（8%），石英（9%），辉石（10%）。

2.5 中三叠世花岗闪长岩类（T2γδ）

为浅肉红色，中细粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分：斜长石为中长石（50%），钾长石（15%），石英（18%），角闪石（10%），黑云母（5%）。副矿物组合类型为磁铁矿+磷灰石+榍石型。

2.6 中三叠世二长花岗岩类（T2ηγ）

岩性包括中细粒黑云母二长花岗岩、似斑状中粒黑云母二长花岗岩。中细粒黑云母二长花岗岩：主要矿物成分：低三斜正长条纹长石（38%），斜长石为更长石（19%），石英（27%），黑云母（4%）。两者副矿物组合类型一致，为磁铁矿+钛铁矿+石榴石型。

2.7 中三叠世花岗岩类（T2γ）

肉红色，中粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分：石英（28%）具波状消光，钾长石（63%）为条纹长石，斜长石（8%）为更长石，黑云母少量。副矿物含量较少，为磁铁矿+ 锆石型。锆石主要晶形比较简单，为浅粉色，不透明- 半透明，树脂- 金刚光泽，多数具包体。

2.8 晚三叠世二长花岗岩类（T3ηγ）

浅灰- 浅肉红色，中- 细粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分：钾长石（30～35%），斜长石（28～32%）为更长石，石英（30%）具波状消光，有拉长现象。副矿物组合类型为：磁铁矿+ 钛铁矿+ 榍石型。锆石晶形简单，褐黄色，透明- 半透明，树脂- 金刚光泽，含气态包体。

3 地质矿物的化学特征

橄榄二辉岩的化学成分与世界橄榄岩平均值相比，具高硅、钙、铝，低镁、铁的特点。里特曼指数等于1.02，A/CNK=0.17，AR=1.28，属拉斑玄武岩系列的钙性岩石。矿石分异指数为14.85，固结指数为63.84，反映岩浆分异程度很低。

辉长岩：（Na2O+ K2O）＜Al2O3＜（Na2O+ K2O+ CaO）（分子比）, 里特曼指数为1.12，属于次铝的钙性系列矿物。斜长岩：Al2O3＞（Na2O+ K2O+ CaO）（分子比）, 里特曼指数为2.80，属于过铝的钙碱性矿物。

闪长岩类：SiO2含量普遍低于中国闪长岩平均值，MgO 、CaO 略高。辉石闪长岩属次铝的钙性岩，角闪闪长岩和黑云母闪长岩属次铝的碱钙性岩。

石英闪长岩类：具高硅、钾、钠，低钙特征，石英闪长岩为次铝的碱钙性岩，石英二长闪长岩为次铝的钙碱性系列岩石。

花岗闪长岩：化学成分与中国花岗闪长岩平均值接近，Al2O3＞（Na2O+ K2O+ CaO）（分子比）, 里特曼指数为1.32，属于过铝的钙性系列岩石。

黑云母二长花岗岩类：岩石普遍具高硅、高钾，低铝、低镁、低钙等特点。均属于过铝- 次铝的钙碱性系列岩。

中粒花岗岩：SiO2明显偏高，Na2O、K2O 稍微高于对比值，Al2O3、MgO、CaO 稍低，属于次铝的钙碱性系列岩石。

4 地球化学特征

橄榄二辉岩：亲石元素Rb、Ba、Sr 值高于上地幔低于洋壳、陆壳，过渡元素Cr、Ni、Co 含量则低于上地幔高于洋壳和陆壳平均值。

辉长岩微量元素具Sr 偏高，Rb、Cr、Ni、Co、V 偏低的特点。

斜长岩中的微量元素，亲石元素Rb 值高于上地幔，低于陆壳和洋壳，Sr 含量明显高于对比值。过渡元素Ni、Co 值介于上地幔和洋壳、陆壳之间。

闪长岩类：过渡元素除V 外，含量普遍低于对比值。辉石闪长岩和黑云母闪长岩中的亲石元素Rb、Ba、Sr 值较高，角闪闪长岩中的Ba、Sr 含量较高，Rb 值介于上地幔与陆壳、洋壳之间。

石英闪长岩与花岗闪长岩类微量元素特征具亲石元素Rb、Ba、Sr 值较高，过渡元素Cr、Ni、Co、V 值较低的特点。

黑云母二长花岗岩：亲石元素Rb、Ba 值较高，Sr 值高于上地幔而低于陆壳、洋壳。过渡元素Cr、Ni、Co、V 含量普遍偏低。

中粒花岗岩内的微量元素只有Rb 含量偏高，其它元素含量均低于对比值。

橄榄二辉岩、辉长岩、斜长岩中的稀土总量分别为40.26×10-6、40.48×10-6、31.32×10-6，轻 重 稀 土 比 值 为4.76、8.64、11.28，δEu=0.99-1.20-1.49。稀土含量较低，分馏作用不明显，为无铕异常的轻稀土弱富集型稀土配分模式。

闪长岩类：稀土总量为127.78-189.78×10-6，轻重稀土比值为7.33～15.17，δEu=0.93～0.99。分馏作用较明显，为弱铕异常的轻稀土弱富集型稀土配分模式。

石英闪长岩类：稀土总量为153.30-227.65×10-6，轻重稀土比值为8.70～14.92，δEu=0.60～0.85。分馏作用较明显，为负铕异常的轻稀土富集型稀土配分模式。

花岗闪长岩：稀土总量为116.21×10-6，轻重稀土比值为13.19，δEu=0.89。稀土含量较低，分馏作用较明显，为弱负铕异常的轻稀土富集型稀土配分模式。

黑云母二长花岗岩类：稀土总量为224.49-276.86×10-6，轻重稀土比值为13.45-24.97，δEu=0.53-0.66。稀土含量中等，分馏作用较明显，为负铕异常的轻稀土富集型稀土配分模式。

中粒花岗岩：稀土总量为99.41×10-6，轻重稀土比值为16.50，δEu=1.34。稀土含量较低，分馏作用较明显，为弱正铕异常的轻稀土富集型稀土配分模式。区内三叠纪侵入岩稀土总量除基性岩外，由老至新呈降低趋势。

5 地质矿物来源及矿石成因探讨

橄榄二辉岩、辉长岩、斜长岩中的δEu=0.99-1.20-1.49，Eu/Sm=0.30-0.42-0.54，说明岩石由基性岩浆分异而来，且分异程度较低，不具铕异常。稀土元素标准化曲线均右倾，斜率较小，轻稀土分馏不明显，富集程度较低，反映岩浆来源较深，为幔源物质分异作用的产物，成因类型属于I 型花岗岩。

闪长岩类内部多含暗色深源包体，副矿物以磁铁矿、榍石、磷灰石为主，δEu=0.93-0.99，Eu/Sm=0.26-0.29，铕异常不明显，稀土元素标准化曲线向右缓倾。上述特征反映了岩浆物质来自上地幔，岩石成因类型为I 型花岗岩。石英闪长岩类，A/CNK 小于1.1，于ACF 图解中投影点均落于I 型花岗岩区，也显示了I 型花岗岩特征。

花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩及普通花岗岩，δEu 值为0.46—1.34，轻重稀土比值为13.19-24.97，说明铕亏损不明显，轻重稀土比值较高，代表了早期岩浆特点。A/CNK 小于1.1，于ACF 图解中投影点均落于I 型花岗岩区，表明岩石成因类型为 I型花岗岩。