內蒙古迪彥廟白音高老組火山巖巖石學特征

張紅晨，賀秋利，邊雄飛，宋 鵬，王立考，武 鵬

1.石家莊經濟學院，河北 石家莊 050031；2.山東省第六地質礦產勘察院，山東 招遠 265400

內蒙古西烏旗迪彥廟地區中生代火山巖分布廣泛，以往的研究程度較低，作者近幾年對白音高老組火山巖作了詳細的野外地質剖面測制、路線地質調查及系統的巖石學研究，結合火山巖地球化學特征，深入對內蒙古迪彥廟火山巖研究，并探討火山巖漿的成因和形成機制，旨在為區內火山巖的對比研究提供確切資料，深化大興安嶺火山巖帶的研究。

1 區域地質背景

迪彥廟地區位于大興安嶺南部，地處華北板塊與西伯利亞板塊之間的匯聚地帶。該地區構造演化經歷了古生代開始的古亞洲洋多階段俯沖、地殼增生、多地體聚合，中生代時期的蒙古—鄂霍茨克洋閉合和晚古生代開始的來自古太平洋板塊對歐亞大陸板塊俯沖作用的影響。迪彥廟地區發育較老的為古生界蛇綠構造混雜巖，在迪彥廟地區呈北東向展布，二疊系的侵入巖和碎屑巖分布于整個研究區，中生代火山巖分布較廣泛，主要集中在陶勒斯陶勒蓋和迪彥廟東40 km，地層具有北東向展布特征，該地層自下而上依次劃分為上侏羅統滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和下白堊統白音高老組，三個組之間呈整合接觸關系，滿克頭鄂博組角度不整合覆蓋于下二疊統壽山溝組之上（圖1）。

2 白音高老組火山巖地質特征

圖1 迪彥廟地區地質簡圖（引自李英杰等《內蒙古西烏珠穆沁旗迪彥廟蛇綠巖的識別》）Fig.1 Schematic geological map of Diyanmiao area(After LI Ying-jie)

白音高老組為一套酸性熔巖、酸性火山碎屑巖、酸性熔結凝灰巖夾火山碎屑沉積巖、沉積巖，含動、植物化石，整合于瑪尼吐組中性火山巖之上，內蒙古迪彥廟白音高老組火山巖地層受北東向斷裂構造和火山盆地控制，整體展布方向為北東向。根據測區內巖石的巖性特征、組合特征、分布特征以及與瑪尼吐組接觸關系，將其定為白音高老組。依據區域上同位素年齡信息，白音高老組的形成時代為早白堊世。

作者等在薩臘勒哈昭一帶做了一條橫切該組的NE 向（方位角62°）實測剖面（P10C,圖2）。對該剖面的研究表明，迪彥廟下白堊統白音高老組為一套以酸性火山碎屑巖、熔巖為主的火山巖，少量火山角礫巖，火山碎屑巖與熔巖呈互層出現。該組火山巖位于火山盆地的北東側，剖面上產狀傾向均向西。巖石呈酸性，多為灰白、淺黃色，有些具流動構造。該組火山巖與上侏羅統瑪尼吐組接觸，整合覆蓋于瑪尼吐組灰綠色粗安巖之上。瑪尼吐組亦屬于陸相火山巖系，但以粗安巖、安山巖等中性巖的大量出現而與上覆的白音高老組相區別。

3 白音高老組火山巖巖相學特征

基于對薩臘勒哈昭等剖面的系統野外觀察和取樣研究，確定白音高老組火山巖以流紋巖、流紋質含角礫晶屑熔結凝灰巖、流紋質晶屑凝灰巖、流紋質熔結火山角礫巖為主，局部出露凝灰質礫巖，主要巖石類型的巖相學特征如下：

流紋巖，淺黃色-灰白色，斑狀結構，致密塊狀構造，有些地段流動構造顯著。斑晶主要為鉀長石、酸性斜長石和少量石英，質量分數10%左右，鉀長石半自形板狀，零散分布，鉀長石見強烈高嶺土化，斜長石見絹云母化，它形細粒石英呈團塊狀分布，可能為重結晶產物，也可能為硅化成因。基質由霏細狀的長英質礦物和少量玻璃質組成（圖3a、3b）。

圖2 迪彥廟薩臘勒哈昭下白堊統白音高老組火山巖實測剖面圖(P10C)Fig.2 Measured prof ile (P10C) of Baiyingaolao Formation volcanic rocks of lower Cretaceous, Diyanmiao

圖3 白音高老組火山巖野外、顯微照片Fig.3 Micrograph in f ield of Baiyingaolao Formation volcanic rocks

流紋質含角礫玻屑晶屑熔結凝灰巖，顏色為黃灰色，熔結凝灰結構，假流紋構造。巖石主要由角礫、巖屑、漿屑、晶屑、玻屑和火山塵組成。角礫多呈次棱角狀，輪廓較清楚，主要由流紋巖、流紋質晶屑凝灰巖和泥質板巖組成，大小多在2～15 mm 之間，質量分數約15%。巖屑多呈棱角狀，大小一般0.5～2 mm。漿屑多呈拉長的長條帶狀，定向排列而成假流紋構造，大小一般2～ 10 mm。晶屑多呈棱角狀，成分主要由石英、蝕變鉀長石和少量蝕變斜長石、蝕變角閃石等組成，大小一般0.1～2 mm，質量分數約20%。鉀長石均已不同程度高嶺土化，石英具熔蝕結構。玻屑多呈拉長的弧面棱角狀，彼此熔結，繞過碎屑分布，顯示假流紋構造，質量分數為20%～30%。火山塵，脫玻呈霏細狀長英質礦物和粘土類礦物等，并分布于上述碎屑之間（圖3c、3d）。

流紋質晶屑凝灰巖，黃灰色-灰白色，凝灰結構，塊狀構造。巖石主要由巖屑、晶屑、玻屑和火山塵組成。巖屑多呈次棱角－次園狀，輪廓較清楚，主要由凝灰巖、流紋巖、粗安巖和泥質板巖組成，大小一般0.1～2 mm。晶屑多呈棱角狀，主要由石英、蝕變鉀長石和少量蝕變斜長石，大小一般0.1～2 mm，質量分數較高，為50%左右。正長石和斜長石均已不同程度高嶺土化、絹云母化，石英和透長石具熔蝕結構。玻屑和火山塵，一般小于0.1 mm，二者均已脫玻呈霏細狀長英質礦物、粘土類礦物等，分布于上述碎屑之間。

流紋質火山角礫巖，黑褐色，熔結火山角礫結構，塊狀構造。巖石主要由巖屑、漿屑、晶屑、玻屑和火山塵組成。角礫多呈次棱角－棱角狀，輪廓較清楚，主要由流紋巖、凝灰巖和少量火山玻璃等組成，大小一般2～10 mm，大者達15 mm。巖屑多呈棱角狀， 輪廓較清楚，大小一般0.3～2 mm。漿屑多呈拉長的長條帶狀，定向排列而成假流紋構造，，晶屑多呈棱角狀，主要由長石和石英組成，長石見高嶺土化、絹云母化，玻屑和火山塵多已脫玻呈霏細狀長英質礦物，分布于上述碎屑之間，并見粘土化現象。

4 火山巖巖石化學特征

4.1 主量元素

內蒙古迪彥廟下白堊統白音高老組火山巖主量元素質量分數測定數據列于表1.從表中可以看出，本區火山巖SiO2質量分數較高，變化范圍為74.54%～77.21%，在TAS 圖（圖4）上，主量元素質量分數全部投在流紋巖區域，這與白音高老組為一套酸性火山巖的特征一致。

4.2 微量、稀土元素

將流紋巖中微量元素質量分數測定數據進行分析，在稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖中，稀土元素球粒隕石標準化曲線均右傾，輕稀土富集而重稀土虧損，ΣREE 變化于（119.74～247.45）×10-6之間，LaN/YbN 為2.40～13.28，δEu 變化范圍為0.11～0.41，出現明顯的Eu 負異常現象，這表明源區可能有斜長石結晶作用殘留或者巖漿演化過程中經歷了斜長石分離結晶作用。所有樣品在微量元素原始地幔標準化蛛網圖上的分布形式相似，大離子親石元素LILE（Rb、Th、K）富集明顯，高場強元素HFSE（P、Sr、Ti）虧損，Ba 明顯虧損，而U、Se 相對富集。這些特征與許多地區白音高老組酸性火山巖巖稀土元素變化的一般規律相一致。

表1 內蒙古迪彥廟白音高老組火山巖主量元素質量分數測定數據Table 1 Main elements average content data of Baiyingaolao Formation in Diyanmiao, Inner Mongolia%

圖4 內蒙古迪彥廟白音高老組TAS圖解Fig.4 TAS diagram of Baiyingaolao Formation in Diyanmiao, Inner Mongolia

5 白音高老組火山巖成因

酸性火山巖的成因主要有來源于地殼物質的部分熔融、地幔巖漿分離結晶作用或者與地殼物質的混合、混染作用有關等。研究區流紋巖具有LREE元素富集、HREE 虧損、輕重稀土元素分餾明顯的特點，大離子親石元素Rb、Th、K 富集明顯，Ba明顯虧損，高場強元素Sr、Ti、P 強烈虧損。Eu、P、Sr 強烈虧損，表明在巖漿源區中可能有斜長石、磷灰石殘留。本區流紋巖Ti 質量分數較低，Ti/Y小于100，Ti/Zr 小于10，表明本區流紋巖為典型的殼源巖漿系列，是陸殼巖石部分熔融的產物。

6 結論

根據內蒙古迪彥廟白音高老組火山巖巖石學研究，可以初步得到以下結論：

（1）內蒙古迪彥廟白音高老組為一套酸性火山巖，其巖性以流紋巖、火山碎屑巖為主，流紋巖中流動構造發育，火山碎屑巖發育假流紋構造，流紋巖和火山碎屑巖多呈互層出現。根據測區內巖性特征、組合特征、分布特征、與瑪尼吐組接觸關系及區域上同位素年齡信息，白音高老組的形成時代為早白堊世。

（2）白音高老組流紋巖的巖石地球化學特征表現為富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，部分大離子親石元素富集而Ba、Sr 和高場強元素強烈虧損等特征，推測該流紋巖是由中下地殼物質部分熔融形成的。

致謝∶成文過程中得到李紅陽老師及石家莊經濟學院內蒙古區調項目全體成員的指導與幫助，在此表示誠摯的謝意。

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