內蒙古吉日嘎朗圖晚泥盆世侵入巖特征及其構造意義

白立兵 ，鄧晉福 ，陶繼雄

（1.中國地質大學，北京100083；2.內蒙古自治區地質調查院，內蒙古呼和浩特010020）

研究區行政區劃上屬內蒙古錫林浩特阿巴嘎旗及東烏旗.構造上屬于興蒙造山帶，大地構造位置處于內蒙古自治區二連-賀根山板塊對接帶北部，西伯利亞板塊古生代陸緣增生帶（見圖1）.自20世紀70年代以來，許多學者對本區進行了研究.目前多數學者認為內蒙古北部二連-賀根山一帶為西伯利亞板塊南緣與華北板塊北緣的最終縫合帶［1-5］.但最終碰撞縫合的時間卻一直存在爭議.主要有2種認識：一種認為縫合時間可能在晚泥盆世［1，3-7］，主要證據是區域地質對比、古生物地層學以及少量同位素年齡；另一種認為縫合時間為晚二疊世［3］，主要證據為地層、古生物群及古地磁等方面都存在明顯的差異.

近年來，在這一地區開展了部分區域性（1∶25萬區調）的研究工作，發現該區內分布大量近東西向的晚古生代花崗巖，其中時代較早的為一套泥盆紀花崗巖，侵入到中下泥盆統泥鰍河組、上泥盆統安格爾音烏拉組中，后被晚石炭世二長花崗巖及早二疊世二長花崗巖及正長花崗巖侵入.本文以該套花崗巖為研究對象，通過對其巖石學、巖石地球化學和同位素定年研究，分析其形成的大地構造環境及時代.

1 巖石學特征

該套侵入巖出露較分散（見圖1），巖石組合從早至晚巖石類型為石英閃長巖-英云閃長巖-花崗閃長巖，在空間上密切共生，演化上連續，具有成分及結構雙重演化的特點.礦物成分上角閃石由多變少，石英則由少變多.巖石主要巖性薄片鑒定如下.

石英閃長巖：淺肉紅色，中細粒半自形粒狀結構，塊狀構造.斜長石0.4~3mm，少數達5mm，板狀，絹云母化伴綠簾石化；正長石0.5~1.2mm，不規則狀，泥化，局部與石英呈文象交生狀；石英0.2~1.5mm，他形粒狀；黑云母0.2~1.2mm，片狀，綠泥石化，少量殘留呈黃褐色；角閃石假象0.2~1mm，蝕變為綠泥石及綠簾石集合體.礦物含量斜長石60%，正長石13%，石英12%，黑云母14%，角閃石假象少量，磁鐵礦1%，磷灰石、鋯石微量.

英云閃長巖：灰白色，粗中粒花崗結構，塊狀構造.斜長石呈2~10mm半自形厚板狀，絹云母化，具鈉長石雙晶，粗粒內包有細粒黑云母，部分斜長石絹云母化較弱，少數被網狀顯微裂隙切割；石英1.5~5mm，他形粒狀，波狀消光明顯；鉀長石0.5~5mm，不規則狀，有的被鈉長石交代顯棋盤格子狀；黑云母綠泥石化，少量殘留呈紅褐色.巖石局部發育不規則顯微裂隙，充填物為碎粉狀長石、石英及鱗片狀綠泥石.礦物含量斜長石55%，石英25%，鉀長石5%，黑云母10%（標本），磁鐵礦少量，磷灰石、鋯石微量，裂隙充填物5%.

花崗閃長巖：灰白色，中細粒半自形粒狀結構，塊狀構造.更中長石0.8~3 mm，個別達5 mm，板狀，少數核部絹云母化伴綠簾石化顯著，發育鈉長石雙晶；石英0.6~3 mm，個別達8 mm，似斑狀；正長石0.6~3mm，不規則狀，弱泥化，具少量顯微細條紋；黑云母0.2~2mm，多發育成寬片狀，黃—暗褐色多色性，個別綠泥石化，具少量磷灰石、鋯石包體.更中長石40%～45%，石英20%～30%，正長石10%～20%，黑云母5%～10%，磁鐵礦少量，磷灰石、鋯石微量.巖體局部見斜長石和石英的似斑晶，大小3～10mm，含量20%.

2 巖石地球化學特征

從巖石化學成分（表1）可知，SiO2含量為64.23%～74.47%，Al2O313.59%～16.26%，TiO20.19%～0.76%，Na2O+K2O 6.28%～8.15%.在 SiO2-（Na2O+K2O）圖解（圖2）中落入亞堿性區，SiO2-FeO*/MgO圖解（圖3）投入鈣堿性系列［7］.σ 值除一個樣品為1.57，其余為2.03～2.25，總體屬鈣堿性系列.A/CNK＝1.06～1.21，屬過鋁質花崗巖.投影在TAS分類圖解（圖4）上，屬花崗閃長巖和花崗巖.采用 O′Connor（1965）CIPW-norm An-Ab-Or圖（圖5），顯示T2G1G2QM組合 （奧長花崗巖、花崗閃長巖、花崗巖、石英二長巖）.而TTG巖石組合中最特征的是奧長花崗巖，所以TTG巖石組合又可稱為奧長花崗巖系列.在 R1-R2判別圖解（圖 6）中［10］，花崗巖多投于板塊碰撞前，顯示碰撞前消減帶花崗巖特點，反映巖石組合為鈣堿性巖石和奧長花崗巖.上述特征綜合反映該套巖石具典型TTG巖類特征.

表1 花崗巖巖石化學成分及特征參數Table1 Chem ical composition and parametersof the granite

3 微量元素地球化學特征

微量元素分析結果見表 2.在 Nb－Y 及 Rb－（Y＋Nb）圖解（圖7、8）中屬火山弧花崗巖.在微量元素蛛網圖（圖9）中，表現出一致的蛛網模式，反映它們可能來自相同的源區.不相容元素顯著富集，相容元素含量相對較低，Ba、Th 略有富集，Nb、Ce、Sm、Zr、Y、Yb 等含量低，顯示火山弧花崗巖特征［11-12］.

表2 花崗巖微量元素化學分析Table2 Trace element contentsof the granite

表3 花崗巖巖石稀土元素化學分析及特征參數Table3 REEcontentsandparametersofthegranite

4 稀土元素地球化學特征

稀土元素分析結果見表3.稀土配分曲線（圖10）表現為輕稀土富集、重稀土相對平緩的右傾模式，稀土總量∑REE=69.720×10-6～193.402×10-6，輕重稀土比值較高，∑LREE/∑HREE>4，δEu 為 0.61～0.75，略具負銪異常.總體反映上述花崗巖可能具有類似的源區并經歷過相似的構造演化過程，同時結晶分異也較明顯，巖石以高度分餾的稀土模式和虧損HREE為特征，顯示TTG 巖類特征［13］.

5 同位素年齡

（1）Rb-Sr同位素

石英閃長巖、花崗閃長巖的初始鍶分別為0.705060 和 0.705745.t＝361.1Ma（表 4），介于 0.701～0.706之間，屬低鍶花崗巖，一般是幔源型花崗巖.

表4 花崗巖Rb-Sr同位素Table4 Rb-Srisotopeofgranite

（2）單顆粒鋯石U－Pb年齡

在花崗閃長巖中取單顆粒鋯石U－Pb年齡為361.1±1.0Ma（2、3號點表面加權年齡，圖11和表 5），時代置于晚泥盆紀（據2008國際地層表，泥盆系與石炭系分界年齡為359.2±2.5Ma）.

表5 鋯石U－Pb 同位素分析結果Table 5 Zircon U-Pb isotopic date

6 構造意義

該侵入巖巖石組合類型為石英閃長巖－英云閃長巖－花崗閃長巖，巖石化學特征顯示T2G1G2QM組合，屬TTG巖類．微量元素顯示為火山弧花崗巖．稀土元素以高度分餾的稀土模式和虧損HREE為特征，顯示TTG巖類特征．綜合反映了該套巖石具典型TTG巖類特征，證明該套花崗巖為洋殼向陸殼俯沖形成的產物．同位素測年結果為361．1Ma．該套花崗巖侵入上泥盆統安格爾音烏拉組，被上石炭統－下二疊統寶力高廟組不整合覆蓋．證明該類巖石形成于泥盆紀晚期．

綜上所述，本區晚泥盆世洋殼向西伯利亞板塊俯沖，說明此時西伯利亞板塊與華北板塊仍沒有對接碰撞．因此，西伯利亞板塊與華北板塊的縫合時間至少應在晚泥盆世之后．

致謝：感謝中國地質大學（北京）劉翠博士的關心與幫助.感謝內蒙古自治區地質調查院許立權教授級高工、二連地區1∶25萬區域地質調查項目及東烏旗地區1∶25萬區域地質調查項目組的大力支持.

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