內蒙古杰仁蘇木查干諾爾火山巖地球化學特征及鋯石U-Pb定年

■賈曉青 來林 張學斌

（天津市地質調查研究院天津300191）

內蒙古杰仁蘇木查干諾爾火山巖地球化學特征及鋯石U-Pb定年

■賈曉青 來林 張學斌

（天津市地質調查研究院天津300191）

內蒙古西烏旗杰仁蘇木地區發育查干諾爾火山巖，巖性為一套變質安山巖、變質玄武巖組合。SiO2含量為49.46-58.81%，為一套中基性的亞堿性巖石。變質安山巖的鋯石U-Pb年齡為328.6±2.0Ma，應為早石炭世。根據稀土、微量元素特征，屬于俯沖帶的產物，說明本區在早石炭世屬于島弧的構造環境。

查干諾爾火山巖地球化學特征鋯石U-Pb定年

興蒙造山帶位于西伯利亞板塊、華北塊體和太平洋板塊之間，屬中亞-蒙古巨型造山帶的東段［1］，是顯生宙重要的陸殼增生區［2-3］對興蒙造山帶及鄰區地質構造格局和構造演化的認識有一個不斷認識和發展的過程，其獨特而復雜的構造-巖漿活動和演化歷史［4-12］，吸引著眾多地質學家的目光。其內發育許多規模巨大的侵入巖體，對研究興蒙造山帶形成以及演化動力學機制具有重要意義。

內蒙古錫林浩特地區位于內蒙古中部即興蒙造山帶范圍內，處于賀根山蛇綠巖帶和溫都爾廟-西拉木倫河縫合帶之間，是研究古亞洲洋構造演化的重要部位。該區出露的查干諾爾火山巖，儲存了大量晚古生代構造演化信息，因此本文依托內蒙古1:5萬扎布其爾等五幅區調項目，選擇杰仁蘇木出露的查干諾爾火山巖進行巖石學、年代學和地球化學研究，探討其形成的構造環境，以期為該地區的晚古生代構造演化提供新的依據。

1　區域地質概況

研究區大地構造位置上處于西伯利亞板塊南緣增生帶與華北板塊北緣增生帶的碰撞接壤部位，賀根山蛇綠巖帶和溫都爾廟-西拉木倫河縫合帶之間。晚古生代的主要地質建造有：本巴圖組淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，其中間發育查干諾爾火山巖淺海相中基性火山巖夾碎屑巖建造；阿木山組淺海相碳酸鹽巖夾碎屑巖建造；下二疊統壽山溝組半深海-海陸交互相含豐富的動、植物化石的碎屑巖建造；下-中二疊統大石寨組淺海相碎屑巖夾中-酸性火山巖建造；中二疊統哲斯組淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造；以及中-晚泥盆世、石炭紀、早-中二疊世各類侵入巖構成，被中新生代地層所覆蓋。

2　巖石學特征

查干諾爾火山巖出露于中部太基敖包至杰仁蘇木一線，呈北東東向展布，組成巖性有：暗綠色變安山巖、灰綠色變安山質玄武巖、深灰色變安山質巖屑晶屑凝灰巖、暗綠色變質玄武巖、灰綠色絹云綠泥千枚巖、千枚狀粉砂質板巖、凝灰質板巖等，為一套中基性海相火山熔巖、火山碎屑巖夾陸源碎屑巖組合，位于本巴圖組上部，覆蓋于本巴圖組沉積巖之上，頂部被阿木山組整合覆蓋，出露于測區石炭系北東東向向斜兩翼，受區域低溫動力變質影響，普遍呈低綠片巖相變質。

蝕變安山巖：黃綠色，斑狀結構，基質微粒狀結構，杏仁狀構造。巖石由斑晶、基質兩部分組成。斑晶為斜長石，呈半自形板狀，雜亂分布，部分聚斑狀產出，粒度0.2～4mm不等，高嶺土化、絹云母化明顯，含量40%?；|由長石、石英等組成。長石、石英呈微粒狀，重結晶明顯，粒間似鑲嵌狀分布，粒度一般＜0.05mm，少數長石保留半自形板狀晶形，粒度0.05-0.15mm，輕高嶺土化、絹云母化。鱗片狀絹云母、綠泥石集合體似條紋狀繞斑晶分布。巖內多見粒度為0.3-2.5mm的杏仁體，近橢圓狀、似豆莢狀，雜亂分布，被綠泥石、硅質等充填。巖內見少量裂隙，被碳酸鹽等充填。

變質玄武巖：灰綠色，變余斑狀結構-基質變余似間粒結構，似板狀構造。巖石由斑晶、基質構成。斑晶由斜長石、暗色礦物構成，一般0.2-4.0mm，雜亂分布，多呈聚斑、聯斑狀。斜長石半自形-近半自形板狀，已變為絹云母、綠簾石及少量鈉長石的集合體呈假像。暗色礦物半自形短柱狀、粒狀等，已變為陽起石或陽起石的集合體局部被綠泥石、硅質、碳酸鹽交代呈似輝石假像?；|主要由陽起石、綠簾石、絹云母、鈉長石構成，粒徑一般＜0.1mm，總體略顯定向分布，在單偏光下隱約顯示間粒結構。陽起石它形柱狀、纖柱狀、粒狀等，淡綠色，多色性弱。綠簾石它形微粒狀。絹云母鱗片狀。鈉長石它形粒狀。見少量被綠簾石、石英、碳酸鹽、鈉長石等充填的微裂隙。

3　巖石地球化學

本次工作在杰仁蘇木剖面中采取了6件樣品進行巖石地球化學分析。

3.1主元素特征

SiO2含量為49.46-58.81%，介于基性與中性之間，根據TAS投圖顯示其巖石投點位于玄武巖，玄武安山巖的區間內。根據AR-SiO2結果顯示，為亞堿性系列巖石，根據AFM投圖結果顯示，巖石位于鈣堿性系列和拉斑玄武系列之間，部分位于拉斑系列，部分為鈣堿性系列。根據Na2O-K2O投圖結果顯示，巖石呈兩組分異的特點，部分可能與風化淋濾作用有關，整體呈鉀質巖石的特點。綜上，此套古生代火山巖為一套中基性的亞堿性巖石。

3.2稀土元素特征

稀土總量為 69.36-109.93，稀土含量較少，其中LERR/HERR=2.84-5.49，輕稀土較重稀土富集，LaN/YbN=2.84-5.49，稀土分配斜率不大。配分曲線表現為右傾，輕、重稀土分異不明顯，δEu為0.92-1.01，不具負Eu異常，稀土元素特征與基性的亞堿性火山巖特征一致。

3.3微量元素特征

根據微量元素蛛網圖顯示，其Pb正異常，Nb、Ti負異常，顯示殼源巖石的特點，根據原始地幔標準化圖解顯示巖石總體富集大離子親石元素，貧高場強元素Nb、Ta，大離子親石元素Pb、Ba相對富集。

4　鋯石U-Pb定年

鋯石的挑選由河北省區域地質礦產調查研究所實驗室完成，鋯石樣品的制靶和陰極發光實驗在北京鋯年領航科技有限公司制備，

鋯石U-Pb年齡在天津地質調查中心激光剝蝕等離子體質譜儀（LA-ICP-MS）上測定。變質安山巖CL圖像顯示，鋯石多數形狀為短柱狀，大部分鋯石發育致密韻律環帶，具有較高的Th/U比值（大于0.4），顯示巖漿成因特征，剔除個別數據后，加權平均值為328.6±2.0Ma（MSWD=2.1），代表巖漿侵位年齡。

5　討論

查干諾爾火山巖3構造判別圖解（圖2）顯示，巖石都位于A區，即為鈣堿性玄武巖區，代表了島弧火山巖的特點，屬于俯沖帶的產物，說明早石炭世本區屬于島弧構造環境。

6　結論

（1）查干諾爾火山巖SiO2含量為49.46-58.81%，根據TAS投圖顯示其巖石投點位于玄武巖，玄武安山巖的區間內，為一套中基性的亞堿性火山巖組合。

（2）變質安山巖的鋯石U-Pb年齡為328.6±2.0Ma，所測鋯石均為巖漿成因，其年齡能夠代表火山巖的形成時代，應劃歸為早石炭世。

（3）查干諾爾火山巖屬于俯沖帶的產物，說明本區在早石炭世屬于島弧的構造環境。

［1］李雙林等.興蒙造山帶及鄰區的構造格局與構造演化.海洋地質與第四紀地質，998，18 （3）：45～54.

［2］李錦軼等.北亞造山區南部及其毗鄰地區地殼構造分區與構造演化 ［J］.吉林大學學報，39（4）：584～605

［3］潘世語等.內蒙古蘇右旗晚石炭世本巴圖組火山巖地球化學特征及構造意義 ［J］.世界地質.31（1）；40-50

［4］湯文豪等.內蒙古蘇右旗查干諾爾石炭系本巴圖組火山巖地球化學特征及其地質意義［J］.北京大學學報.47（2）：321-330.

P624［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-127-1