內蒙古晚侏羅世火山巖年代學及地球化學研究

袁帥++王月星++高海龍+趙斌

摘要：內蒙古東烏珠穆沁旗地區出露一套晚侏羅世中酸性火山巖，該套中酸性火山巖中的鋯石均呈自形-半自形晶，具有清晰的巖漿振蕩生長環帶，表明其巖漿成因。LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果顯示，其形成于155.6±3.9 Ma，相當于晚侏羅世。全巖主、微量元素分析結果顯示，該套火山巖具有高鋁（11.56–17.07 wt.%）、富堿（K2O+Na2O = 6.41–12.43 wt.%）、貧鈣鎂的特征。該套火山巖富集大離子親石元素（Rb、K、Th、U）及輕稀土元素，虧損高場強元素（Nb、Ta、P、Ti）、重稀土元素以及Sr、Ba、Eu。巖石地球化學特征表明該套火山巖可能是中下地殼發生部分熔融的結果，巖漿在演化過程中主要經歷了斜長石、磁鐵礦等礦物的分離結晶。

關鍵詞：晚侏羅世；中酸性火山巖；地球化學；鋯石U-Pb年代學；構造意義

內蒙古錫林浩特地區的巖漿巖廣泛分布，主要有兩個活動時期，即古生代和中生代，是我國東部巨型火山巖帶的重要組成部分。諸多學者認為，蒙古-鄂霍茨克洋形成于古生代早期，奧陶世洋盆擴張到最大，從志留紀開始，洋盆開始俯沖消減。二疊紀內蒙古東南部和吉林中部是一個殘存的古大洋，300-270Ma期間，古亞洲洋發生雙向俯沖，即古大洋南部的板片向華北板塊北緣俯沖，而北部的大洋板片插到西伯利亞板塊南緣之下，形成了一個較窄洋盆。二疊紀末-三疊紀初，古亞洲洋最終閉合，西伯利亞板塊和華北板塊最終碰撞拼貼，縫合線位于索倫-西拉木倫-長春-延吉一線。但晚三疊世印支運動后，中亞造山帶東段已進入板內構造環境。晚三疊世—晚侏羅世是古亞洲洋板塊、地塊后續運動的后碰撞階段，也是造山晚期階段，古亞洲構造域由古亞洲洋活動為主轉化為陸內造山為主，內蒙古錫林浩特的東烏珠穆沁旗出露了一套中酸性火山巖，傳統上將其劃分在滿克頭鄂博組。

1 區域地質背景及巖石學特征

研究區位于內蒙古錫林浩特的東烏珠穆沁旗（以下簡稱東烏旗）。大地構造位置屬于中亞造山帶東段。區內奧陶紀和志留紀以海相沉積為主，而石炭紀和二疊紀的巖漿活動強烈，有大量的火山巖以及花崗質巖石侵入。中生代早期經歷了古亞洲洋的閉合和中亞造山帶的形成。晚中生代，由于印度板塊向歐亞板塊之下俯沖的遠程效應以及太平洋板塊向歐亞板塊之下的俯沖疊加，造成區域地質背景極其復雜，是長期以來備受國內外學者關注的區域之一。

流紋質含角礫玻屑巖屑熔結凝灰巖：巖石呈淺黃灰色、灰白色，具含角礫玻屑巖屑熔結凝灰結構，假流動狀—塊狀構造?；鹕浇堑[為2—7mm棱角狀流紋巖，少數為半塑性長軸定向分布，巖屑及漿屑為0.3—2mm半塑性—塑性流紋巖，長軸定向分布，晶屑：鉀長石斜長石多呈0.5—1mm棱角狀或半自形板狀，石英0.3—3mm熔蝕港灣狀或棱角狀；半塑性玻屑壓扁半定向分布，普遍脫?；蛑亟Y晶，部分轉變為霏細狀長英質。

2實驗方法

鋯石分選在廊坊區域地質調查研究院進行，將樣品破碎至約100μm，先用磁法和重液分選，然后再雙目鏡下手工挑選。將代表性鋯石顆粒制成環氧樹脂澆注的樣品靶，待固化后，將靶面磨光露出鋯石，然后在光學顯微鏡下對鋯石進行反射光、透射光及陰極發光圖像照相，陰極發光照相在北京離子探針中心完成。

3 討論

3.1 巖石的形成時代

本次工作發現滿克頭鄂博組為一套中偏堿性的火山巖，并在巴勒格爾處采集了年齡測試樣品，通過單顆粒鋯石U-Pb測得年齡值為155.6±3.9 Ma，這與1∶25萬區調在測區北部海勒廷布敦處取得的K-Ar年齡（148Ma）一致。結合上述同位素年齡及巖性組合，我們認為155.6±3.9 Ma是這套酸性火山巖的形成年齡。

3.2 巖漿源區及演化

東烏旗晚侏羅世火山巖主要由粗面巖、流紋巖及流紋質凝灰巖組成。這些火山巖均具有較高的SiO2和Al2O3含量，很低的MgO含量（Mg#=0.17-0.50），以及低的Cr（3.27-8.41 ppm）、Ni（2.04-7.42 ppm）含量。其明顯富集LREE和LILE、虧損HFSE（Nb、Ta、P、Ti）元素。以上地球化學特征均暗示該套火山巖的殼源成因。

4結論

（1）內蒙古東烏旗中生代火山巖主要為一套流紋巖-流紋質凝灰巖-粗面巖的巖石組合類型；

（2）內蒙古錫林浩特東烏旗中生代火山巖的形成時代為155.6±3.9 Ma，屬于晚侏羅世；

（3）該套巖石具有高硅鋁、富堿、貧鈣鎂的主量元素特征；微量元素方面，該套巖石富集大離子親石元素如K、Rb、Th、U和輕稀土元素，虧損Nb、Ta、P、Ti等高場強元素以及重稀土元素。此外，該套巖石還表現出了虧損Ba，Sr，Eu的特征；

（4）東烏旗中生代火山巖是中下地殼發生部分熔融的產物，之后經歷了斜長石、鐵鈦氧化物等礦物的分離結晶；

（5）東烏旗晚侏羅世火山巖可能代表了中亞造山帶造山晚期階段，是古亞洲洋巖石圈板塊拆離導致軟流圈上涌，下地殼發生部分熔融的結果。

參考文獻

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