內蒙古涼城地區腦包回前片麻巖成因及時代討論

銀 海，陳海東，何國強，魯 寧，賈文艷

（內蒙古地質礦產勘查院，內蒙古 呼和浩特010010）

內蒙古涼城縣處于內蒙古中部，大地構造位于華北陸塊區北緣，地質構造復雜，在長期的地殼演化過程中，伴隨著構造運動的發生、發展及消亡，巖漿活動頻繁且強烈，具多期次、多類型的特征，從新太古代至新生代均有分布，既發育有大面積的侵入巖，也有分布廣泛的火山巖，總體呈北東、北北東向分布。

其中，在涼城一帶呈巖株狀分布的一套侵入巖，1：20萬區域地質調查報告中認為是變質蘇長巖，時代歸屬為太古代。1：25萬呼市幅區調工作在充分利用了前人研究成果、遙感影像和薄片鑒定結果及系統剖面測制、填圖工作的基礎上，根據巖石礦物組成、結構特征及相互的接觸關系，認為原變質蘇長巖為一套變質深成侵入體，其原巖為一套中－中基性巖石，與新太古界集寧巖群、古元古代石榴花崗巖呈侵入接觸關系。因此，將其重新定名為腦包回前片麻巖［弱片麻狀紫蘇（二輝）斜長麻粒巖］（圖1），同時進行了同位素測年工作，獲得了單顆粒鋯石U－Pb同位素諧和年齡值為1935±8Ma。

1 地質特征

圖1 涼城地區地質圖

腦包回前片麻巖主要分布于涼城縣北西一帶，呈北東向展布，多數呈零星的巖株狀產出，形狀多為不規則狀，見有少數呈脈體產出，出露面積約45.21km2。該巖體侵入于新太古界集寧巖群沙渠村巖組的片麻巖中。

2 巖石學特征

該巖體巖石類型較為單一，為淺灰－灰色弱片麻狀紫蘇（二輝）斜長麻粒巖，柱粒狀變晶結構，塊狀－弱片麻狀構造。礦物成分：斜長石含量為65%～75%，鉀長石含量為5%，紫蘇輝石含量為10%～25%，透輝石含量為5%～15%，石英少量，磁鐵礦含量為5%。斜長石0.5～1.5mm粒狀變晶，淺黃－淡粉色；透輝石0.5～1mm柱粒狀，淡綠色；鉀長石（條紋長石）石英0.3～0.5mm粒狀。

3 巖石化學特征

腦包回前片麻巖的氧化物含量及相關參數列于表1，巖石中SiO2含量在50.02%～59.77%之間，屬中基性巖范圍內；具有富Na2O，貧K2O的特征，Na2O/K2O值為1.19%～4.65%之間，全堿含量中等，Na2O＋K2O為1.80%～5.06%，在TAS圖解（圖2）中主要投于輝長閃長巖區，其次投入于輝長巖和閃長巖區，在SiO2－Na2O＋K2O圖解中投入亞堿性系列，里特曼指數值在0.27～2.93之間，屬鈣堿性巖系，在Wright堿度指數圖解中均投入鈣堿性巖系（圖3），在SiO2－K2O圖解中投于低鉀拉斑玄武系列－中鉀鈣堿系列－高鉀鈣堿系列。A/CNK（摩爾比）＝0.66～1.10，表現出偏鋁質巖石的特征，A/CNK均小于1.1，為I型花崗巖。

4 地球化學特征

圖3 Wright堿度指數圖解（據Wright，1969）

腦包回前片麻巖的稀土元素含量及相關參數見表2，其稀土總量變化較大（ΣREE＝59.827～473.603ppm），LREE/HREE＝3.744～11.474，LaN/YbN＝3.058～16.866，GdN/YbN＝1.471～3.112，表現出輕重稀土分餾程度較強，重稀土分餾程度較弱，輕稀土相對富集。其稀土分配曲線表現為整體右傾，輕稀土曲線較陡，重稀土曲線較平緩（圖4），略顯負銪異常（δEu＝0.601～0.922）。

表1 古元古代腦包回前片麻巖的巖石化學成分及有關參數

圖4 古元古代腦包回前片麻巖稀土分布模式圖

圖5 古元古代腦包回前片麻巖微量元素化蛛網圖

腦包回前片麻巖的微量元素含量及相關參數列于表3，在微量元素地幔蛛網圖（圖5）中可看出大離子親石元素Ba和高場強元素Zr、Hf明顯富集，具明顯的Ba峰，而大離子親石元素Rb、Sr明顯虧損，具明顯的Sr谷。

5 成因及時代討論

5.1 成因討論

腦包回前片麻巖其原巖巖石組合可能為輝長巖－輝長閃長巖－閃長巖，以中性巖為主。巖石化學成分顯示偏鋁質低鉀鈣堿－中鉀鈣堿－高鉀鈣堿性系列，在Pearce的Nb－Y圖解（圖6）中投于火山弧或同構造花崗巖區和板內花崗巖區，在Nb－Yb＋Ta、Rb－Y＋Nb圖解投于火山弧和板內花崗質巖石區，在Hf－Rb/10－3Ta、Hf－Rb/10－3Ta圖解（圖7）中幾乎全投于板內花崗巖區，僅有一個樣品投于火山弧花崗質巖區。綜合上述特征可以看出，該巖體形成于碰撞－后碰撞環境。

5.2 時代討論

本次工作中，在涼城北部腦包回前取腦包回前片麻巖的紫蘇斜長麻粒巖樣，采用激光燒失多接收器等離子體質譜儀（LA－MC－ICPMS）測試方法，在天津地調中心同位素實驗室進行測試。取得鋯石U－Pb分析結果見表4，鋯石陰極發光圖像見圖8，鋯石以長柱狀為主，少量為橢圓狀，一部分鋯石見核、幔、邊部多層圈結構，核部內部發育不太清晰的振蕩環 帶，Th/U比值在0.3215～1.0921之間，Th/U

比值高，以上特征均說明是巖漿成因的鋯石。Pb207/Pb206年齡范圍在1787±30～1984±23Ma之間，獲得單顆粒鋯石U－Pb同位素加權平均年齡為1935.5±9.3 Ma（圖9）、諧和年齡值為1935±8Ma（圖10）。

表2 古元古代腦包回前片麻巖的巖稀土元素含量及有關參數

表3 古元古代腦包回前片麻巖的微量元素含量及相關參數

附表1 主量微量元素測試結果

圖6 古元古代腦包回前片麻巖的Nb－Y、Nb－Yb＋Ta、Rb－Y＋Nb圖解

圖7 古元古代腦包回前片麻巖的Hf－Rb/10－Ta×3、Hf－Rb/30－Ta×3圖解

圖8 古元古代腦包回前片麻巖（紫蘇斜長麻粒巖）（D0061－2－2）鋯石陰極發光圖像

致謝

該文章大部分成果均來自內蒙古1：25萬呼市幅地質調查報告，特此感謝曾慶榮、陳海東兩位工程師通過報告編寫做出的貢獻，感謝項目組其他成員的大力幫助。

圖9 古元古代腦包回前片麻巖（紫蘇斜長麻粒巖）U－Pb同位素測年加權平均圖

圖10 古元古代腦包回前片麻巖（紫蘇斜長麻粒巖）單顆粒鋯石U－Pb同位素年齡諧和圖

［1］ 內蒙古自治區地質局區域地質測量隊.1：20萬呼和浩特幅區域地質測量報告［R］.1972.

［2］ 內蒙古自治區地質局區域地質測量隊.1：20萬和林格爾幅區域地質測量報告［R］.1972.

［3］ 內蒙古自治區地質局區域地質測量隊，1：20萬卓資縣幅區域地質測量報告［R］.1973.

［4］ 內蒙古自治區地質局區域地質測量隊，1：20萬涼城幅區域地質測量報告［R］.1973.

［5］ 內蒙古地質調查院.1：5萬旗下營地區區域地質調查報告及分幅說明書［R］.1999.

［6］ 陳光遠，等.成因礦物學與找礦礦物學［M］.重慶：重慶出版社，1987.

［7］ 鄧晉福，等.巖石成因、構造環境與成礦作用［M］.北京：北京大學出版社，2004.

［8］ 高秉璋，洪大衛，等.花崗巖類巖區1：5萬區域區域地質填圖方法指南［M］.武漢：中國地質大學出版社，1991.

［9］ 王楫，陸松年，等.內蒙古中部變質巖同位素年代構造格架［C］//中國地質科學院天津地質礦產研究所文集，1995.

［10］ 吳昌化，高亞東，梅華林，等.內蒙古黃土窯地區孔茲巖系與麻粒巖套的構造特征及不整合接觸關系的論證［M］//錢祥麟，王仁民.華北北部麻粒巖帶地質演化。北京：地震出版社，1994.

［11］ 邱家驤.應用巖漿巖巖石學［M］.武漢：中國地質大學出版社，1991.

［12］ 邱家驤，林景仟.巖石化學［M］.地質出版社，1991.

［13］ 李昌年.火成巖微量元素巖石學［M］.武漢：中國地質大學出版社，1992.

［14］ 林強，吳福元，劉樹文.華北地臺東部太古宙花崗巖［M］.北京：科學出版社，1992.

［15］ 沈其韓，吉成林.北前寒武紀紫蘇花崗巖的基本特征和成因［J］.巖石學報，1992，8（1）.

［16］ 張維杰，李龍，耿明山.內蒙古固陽地區新太古帶侵入巖的巖石特征及時代［J］.地球科學，2000，25（3）.

［17］ 邵積東.內蒙古大地構造單元劃分及其地質特征［J］.西部資源，2011.

［18］ 胡鳳翔.烏拉山—大青山地區太古宙地層的混合巖化—重熔特征及地質意義［J］.內蒙古地質，2000（3）.

［19］ 沈其韓，高吉風，張蔭芳，等.內蒙南部太古代麻粒巖－片麻巖巖石學及稀土地球化學特征［C］//國際前寒武紀地殼演化討論會論文集.北京：地質出版社，1986，107－124.

［20］ 沈其韓，劉敦一.內蒙古集寧群變質巖系U－Pb和Rb－Sr同位素年齡討論［C］//中國地質科學院文集.北京：地質出版社，1987，165－178.