内蒙古牧原地区岩浆岩成岩机制初探

梁斌 孙发炜

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院 兰州 730020）

1 地质概况

调查区地理坐标范围：东经121°00′－121°30′，北纬49°10′－49°30′，大地构造位于西伯利亚板块西伯利亚东南陆缘增生带，乌尔其汉火山型被动陆缘带（Ⅲ33）内（图1），区内地层以侏罗系岩浆岩层分布最为广泛，约占总面积的65%，呈北东或近东西向带状延展，为拗陷盆地沉积。

图1 调查区大地构造位置[1]

工作区内岩浆活动强烈，侵入岩发育，侵位时代主要在晚古生代，侵入岩以中酸性花岗岩类为主，岩体形态呈岩株、岩枝、岩脉状等产出，主要有石炭纪辉长岩、辉长闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、中粗粒二长花岗岩；二叠纪中细粒斑状二长花岗岩、中细粒黑云母二长花岗岩。

2 岩浆岩全岩分析

2.1 主量元素特征

对工作中采集到的51件硅酸盐样品进行岩石全分析测试，分析结果表明SiO2含量变化较大，在47.37～94.09%之间，Al2O3含量变化为0.16～18.29%之间，TFe含量变化在0.53～10.13%之间，CaO含量变化在0.26～6.73%之间，MgO含量变化在0.05～7.6%之间，K2O含量变化为0.02～11.5%之间，Na2O含量变化为0.05～5.25%之间，K2O/Na2O含量变化在0.07～25.93%之间，K2O+Na2O含量变化在0.06～11.94%之间。总体表现低钠高钾的特点，在K2O-SiO2图解中，大部分样品落在高钾钙碱性系列、钾玄岩系列和钙碱性系列中（图2），在A/CNK-A/NK图解中表现为过铝质特征。

图3 A/CNK-A/NK图解

2.2 微量、稀土特征

对工作中采集到的10件稀土样品分析测试并绘制原始地幔标准化蛛网图（图4，数据来源于“标准类型原始地幔、标准编号Norm11”），结果表明大离子亲石元素（LILF）Rb、Ba表现为富集，Rb的异常高峰表明原始岩浆在晚期阶段聚集[4]；高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th、Pb表现为富集。Rb、Pb出现异常高峰，Sr的负异常明显。

图4 原始地幔标准化蛛网图

稀土元素总量ΣREE在37.42×10-6-251.7×10-6之间，平均值为124×10-6，LREE总量在25.99-223.62之间，HREE总量在5.16×10-6-28.08×10-6之间，LREE/HREE比为2.27-14.76。具轻稀土富集的特征。（La/Yb）N的比值介于1.44-10.46之间，说明轻稀土明显富集的特征，（La/Sm）N的比值介于1.6-8.92之间，（Gd/Lu）N的比值介于8.84-14.71之间，（Gd/Yb）N的比值介于1.3-2.1之间，说明轻稀土内部分馏程度较高。PM04XT01、PM04XT02的（Ce/Y）N比值小于1，表明在岩浆作用早期富集，其他样品的（Ce/Y）N比值大于1，表明在岩浆作用晚期富集[5]。

在稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（图5）上，10个样品的特征较基本一致，呈右倾平滑型曲线，Pm04XT01的δEu表现为正异常，值为1.07，Pm04XT02的δEu表现为无异常，值为1.0，其他样品的δEu表现为负异常，δEu负异常表明岩浆分离结晶过 程 中 斜 长 石 大 量 晶 出[6]；Pm16XT01、XT02、XT03δCe表现为正异常（值分别为1.16、1.01、2.45），其他样品的δCe表现为较弱的负异常。

图5 稀土元素球粒陨石标准化蛛网图

2.3 构造环境判别

在Ta-Yb判别图（图6）上，样品投影点基本上落在火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩区域内。在Rb/30-Hf-3Ta判别图（图7）上，样品投影点在火山弧、碰撞后、板内的区域都有。表明区内的成岩机制复杂，既受火山活动的影响、又受地质活动的影响，原区的花岗岩参与了成岩的活动。

图6 花岗岩构造环境Ta-Yb判别图[7]

图7 花岗岩构造环境Rb/30-Hf-3Ta判别图

Nb/Ta值介于2.19-9.8之间，Zr/Hf值介于24.66-46.12之间，表明区内成岩的流体主要来源于花岗岩、闪长岩和花岗闪长岩[4]。

3 结论

通过对其进行全岩分析，该区岩浆岩属于过铝质的高钾钙碱性系列、钾玄岩系列和钙碱性系列，Rb、Pb元素出现异常高峰。稀土总量较高，轻重稀土分馏较明显，Eu表现为弱负异常，岩浆分离结晶过程中斜长石大量晶出。Ta-Yb和Rb/30-Hf-3Ta判别图表明区内的成岩机制复杂，既受火山活动的影响、又受地质活动的影响，原区的花岗岩参与了成岩的活动，成岩的流体主要来源于花岗岩、闪长岩和花岗闪长岩。