内蒙古自治区四子王旗晚侏罗世侵入岩成因类型与构造环境分析

杨月后，刘国瑞

(内蒙古自治区地质调查研究院，内蒙古 呼和浩特 010020)

1 地质特征及岩石学特征

研究区内侏罗纪侵入岩不发育，且分布零星，呈小岩株或脉状产出，填图单位为晚侏罗世花岗斑岩(J3γπ)，总出露面积约2.02 km2。主要分布于内蒙古自治区四子王旗北部绍荣、中东部四号及南部后巨成号等地，侵入中三叠世二长花岗岩，岩体内含少量新太古代变质中细粒二长花岗岩及柳树沟岩组地层包体，接触带常具黄铁矿化。岩体内节理极为发育，褐铁矿化、硅化较强，局部具金矿化，在哈纳沟南偶见弱钨矿化石英脉。

岩性为花岗斑岩，呈黄灰色、粉红色，斑状结构，块状构造。斑晶由石英(5%～10%)、斜长石(1%)、钾长石(15%～20%)组成，晶径2 mm～5 mm。基质为似球粒结构、微细粒结构，由石英(20%～25%)、斜长石(20%～25%)、钾长石(35%～40%)组成。钾长石、石英呈半自形-它形粒状，钾长石具土化；斜长石呈半自形板柱状，绢云母化；局部含少量黑云母。副矿物为磁铁矿、锆石、磷灰石。

表1 晚侏罗世花岗斑岩岩石化学成分及特征参数

2 岩石化学特征

区内晚侏罗世花岗斑岩岩石化学全分析结果及参数特征见表1。

2.1 岩石化学类型

与中国花岗岩相比，区内晚侏罗世花岗斑岩SiO2、K2O、Na2O含量明显偏高，FeO、CaO、MgO、Al2O3普遍偏低，其他成分大致相当，显示出岩石富钾钠、贫钙的特点；岩石中碱总量较高，且K2O> Na2O； Al2O3>K2O+Na2O+CaO(分子数)，属铝过饱和类型；分异指数DI=93.38，固结指数SI=6.2，反映出岩浆结晶分异程度极高；里特曼指数σ=2.48，属钙碱性岩系。

2.2 岩石系列划分

在Ol′-Ne′-Q′三角图解中，区内晚侏罗世花岗斑岩的样品投影点落入S区靠近Ne′-Q′线(见图1)，说明其属于亚碱性系列；在F-A-M三角图解上，成分投影点均落于CA区(见图2)，其里特曼指数σ=2.48，这说明该类岩石为钙碱性系列。

注：S=亚碱性系列，A=碱性系列。 图1 Ol′-Ne′-Q′图解

注：TH=拉斑玄武系列;CA=钙碱性系列。 图2 F-A-M三角图解

3 稀土元素特征

区内晚侏罗世花岗斑岩稀土元素含量及特征参数见表2。其稀土元素地球化学特征为：稀土总量∑REE=174.41，偏低；LREE/HREE=20.80，(La/Yb)N=24.10，轻、重稀土分馏明显；(La/Sm)N=6.58，(Gd/Yb)N=2.34，轻稀土分馏程度明显高于重稀土；δEu=0.57，铕亏损较强，具偏碱性花岗岩特征；δCe=1.24，铈具弱负异常。稀土配分模式图为右倾型曲线，属轻稀土富集型(见图3)。

图3 晚侏罗世侵入岩稀土元素分配模式

4 微量元素特征

区内晚侏罗世花岗斑岩微量元素分析结果见表3，由表3看出，该期侵入岩微量元素具有如下特征。

4.1 亲石元素

与黎彤值相比，Ba、Rb、Th含量偏高，处于富集状态，其中Th富集程度较高；Sr、Mn、W、Sc、Nb、Ta含量普遍偏低，处于分散状态，其中Sc亏损最为强烈，W、Nb亏损程度较低。Rb/Sr=0.851，大于地壳平均值，说明岩浆区浅，分异程度高。

4.2 亲铜元素

Pb、Bi处于富集状态，尤其Bi富集程度最高，浓集系数高达27.6。Cu、Zn、Ag、As、Sb、Sn均有不同程度的亏损，处于分散状态，其中Cu亏损尤为强烈。

4.3 亲铁元素

与黎彤值相比，Mo含量偏低，处于分散状态。

5 副矿物特征

区内晚侏罗世花岗斑岩副矿物含量特征见表4，标型矿物锆石特征见表5。

区内晚侏罗世花岗斑岩副矿物组合为磁铁矿-磷灰石型。副矿物种类简单，以磁铁矿、赤-褐铁矿为主，钛铁矿、榍石、锆石、磷灰石少量，偶见黄铁矿。标型矿物锆石呈黄粉-粉黄色，自形-半自形双锥柱状及断柱状，部分受溶(熔)而棱角显钝，呈毛玻璃状，可见蚀凹坑；可见黑色、红色固相包裹体；具金刚-弱金刚光泽，透明；粒径0.04 mm～0.15 mm为主，少数0.15 mm～0.25 mm；伸长系数1.5～2.5；由柱面(100)(110)、锥面(111)、偏锥面(311)(131)组成聚型。

6 成因类型与构造环境分析

6.1 成因类型

在A-C-F三角图解中(见图4)，区内晚侏罗世花岗斑岩的样品成分点均落入S型花岗岩区；在(Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)三角图解中(见图5)，

表2 晚侏罗世花岗斑岩稀土元素含量及特征参数

表3 晚侏罗世花岗斑岩微量元素含量及比值

表4 晚侏罗世花岗斑岩副矿物含量

表5 晚侏罗世花岗斑岩锆石特征

图4 晚侏罗世花岗斑岩A-C-F图解(中田节夫等，1979)

图5 晚侏罗世花岗斑岩(Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)图解

注：ORG-洋脊花岗岩；WPG-板内花岗岩； VAG-火山弧花岗岩；COLG-碰撞花岗岩。

成分点落入斜长石-白云母线之上，表明岩浆中壳源物质极为丰富；A/NKC=1.07，K2O/Na2O=1.26，δEu=0.57，标准矿物刚玉C大于1%，亦显示出S型为主的花岗岩特征；Rb/Sr=0.851，大于地壳平均值，表明岩浆具有壳源成因特征。综合上述特征，区内晚侏罗世花岗斑岩岩浆物质来源于上地壳，属陆壳改造型。

注：A—非造山带火山岩；B—造山带火山岩；C—由A、B区派生出的碱性、偏碱性火山岩。

6.2 构造环境

在Rb-Y+Nb图解中(见图6)，区内晚侏罗世花岗斑岩的样品成分点落入火山弧花岗岩区与板内花岗岩区分界线附近；在里特曼-戈蒂里图解中(见图7)，成分点落入B区(造山带火山岩)；上述特征表明该期花岗斑岩构造环境为活动背景，应为挤压环境。

7 时代讨论

1971年内蒙古地质局《1∶20万四子王旗幅区域地质测量报告》及2005年内蒙古地质调查院《1∶25万四子王旗基础地质研究成果报告》将其确定为燕山期花岗斑岩(γπ5)；邻区调查资料确定其侵入了晚侏罗世满克头鄂博组火山地层，因此，将该期花岗斑岩的形成时代置于晚侏罗世。