內(nèi)蒙古赤峰市海拉蘇鎮(zhèn)大石寨組火山巖研究

代辛勤，馬　恒，朱　蒙

（1.中國礦業(yè)大學(xué)<北京>地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京100083；2.中國地質(zhì)大學(xué)<北京>地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083）

內(nèi)蒙古赤峰市海拉蘇鎮(zhèn)大石寨組火山巖研究

代辛勤*1，馬恒2，朱蒙2

（1.中國礦業(yè)大學(xué)<北京>地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京100083；2.中國地質(zhì)大學(xué)<北京>地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083）

內(nèi)蒙古赤峰市海拉蘇鎮(zhèn)坐落于內(nèi)蒙古東部西拉沐淪斷裂附近，具有獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境。通過對赤峰市海拉蘇鎮(zhèn)早二疊世大石寨組火山巖巖石學(xué)特征和火山巖地球化學(xué)特征進(jìn)行調(diào)查和研究，表明該區(qū)大石寨組火山巖屬于鈣堿性序列，具有中鉀鈣堿性系列的演化特征，它形成于活動大陸邊緣的火山弧環(huán)境，它的形成與西伯利亞板塊俯沖到華北板塊之下有關(guān)。

大石寨組；火山巖；地球化學(xué)；海拉蘇鎮(zhèn)

內(nèi)蒙古地區(qū)二疊紀(jì)構(gòu)造環(huán)境一直是較困惑的問題，也是探討內(nèi)蒙古地區(qū)晚古生代區(qū)域構(gòu)造演化的關(guān)鍵問題。眾所周知，不同的大地構(gòu)造背景產(chǎn)出的火山巖巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征具有顯著的差異。在內(nèi)蒙古二疊紀(jì)的地層中，中二疊世和晚二疊世均沒有大范圍出露的火山巖。其中，中二疊世哲斯組為海相沉積，晚二疊世林西組是以湖相、瀉湖相沉積為主，而唯一大范圍出露火山巖的地層是早二疊世大石寨組。因此研究大石寨組火山巖巖石學(xué)特征和地球化學(xué)特征對早二疊世的構(gòu)造環(huán)境的推斷尤為重要。近年來對大石寨組火山巖的研究取得了一定的成果，對火山巖構(gòu)造環(huán)境的研究目前存在以下幾種觀點(diǎn)：（1）火山巖形成于古亞洲洋閉合后拉張環(huán)境下的陸內(nèi)裂谷（火山巖具有雙峰式特征）或?yàn)榱严莶郗h(huán)境（唐克東，1992；邵濟(jì)安，1991；張臣等，1997；任紀(jì)舜，1990；蘇養(yǎng)正，1996；呂志成等，2002）；（2）火山巖形成于古亞洲洋俯沖有關(guān)的大陸邊緣弧或島弧環(huán)境或弧后盆地背景下（王荃，1986；高德臻等，1998；蘇新旭等，2000；陶繼雄等，2003；付丹予等，2006；Li，2006；耿明山，1998）；（3）火山巖為西伯利亞板塊和華北板塊碰撞后的產(chǎn)物（Zhu et.al.，2001）。對于將早二疊世的火山巖歸因于不同的構(gòu)造背景中的原因，主要是在于缺少該區(qū)詳細(xì)的火山巖巖石學(xué)特征和地球化學(xué)特征資料。因此，研究大石寨組火山巖巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征，將對研究該區(qū)大石寨組火山巖大地構(gòu)造背景提供重要的依據(jù)。

1　研究區(qū)地質(zhì)概況

在海拉蘇鎮(zhèn)地區(qū)，大石寨組地層被白堊紀(jì)鉀長花崗巖穿插侵入，周圍存在烘烤邊，晚白堊紀(jì)鉀長花崗巖成分為中細(xì)粒鉀長文象花崗巖。經(jīng)鑒定此處花崗巖應(yīng)為中粒黑云鉀長花崗巖，為肉紅色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑2～5mm，塊狀構(gòu)造；由鉀長石（45%～60%）、斜長石（5%～15%）、石英（25%～30%）、黑云母（5%）及副礦物磁鐵礦、鉛石、磷灰石等組成。據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志記載晚華力西運(yùn)動使地槽全面回返，伴隨強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動，巖漿活動劇烈，所形成的侵入巖十分發(fā)育。以中酸性侵入巖為主，常呈巨大的巖基廣泛分布于地槽區(qū)和地臺北緣。

通過野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)詳細(xì)的薄片鑒定分析表明，海拉蘇鎮(zhèn)大石寨組火山巖組合主要由玄武安山巖、安山巖、英安巖等巖石組成。大石寨組與侏羅系侵入巖接觸帶上有許多條帶狀綠簾石化安山巖。

2　海拉蘇鎮(zhèn)地區(qū)大石寨組火山巖的地球化學(xué)特征

海拉蘇大石寨組火山巖的全巖元素測試由北京市北京中科聯(lián)宏分析測試中心采用XRF瑩光測試法完成，測試結(jié)果見表1。

2.1火山巖分類命名及巖石組合

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，采用火山巖通用的TAS圖解（圖1）對大石寨地區(qū)大石寨組火山巖進(jìn)行巖石分類命名。由于二疊紀(jì)火山巖普遍遭受蝕變作用，K、Na等活動性較強(qiáng)的元素可能會有一定程度的變化［1］。根據(jù)（HL-01-1樣品數(shù)據(jù)來自于本文，其他數(shù)據(jù)出自于趙芝，2008）。1可知，海拉蘇鎮(zhèn)大石寨組火山巖應(yīng)為玄武質(zhì)粗面安圖山巖，其中SiO2質(zhì)量百分比為53.4%，K2O+Na2O質(zhì)量百分比為6.37%。

表1　內(nèi)蒙古海拉蘇地區(qū)及大石寨地區(qū)大石寨組火山巖主量元素含量（w%）

圖1　內(nèi)蒙古部分地區(qū)大石寨組火山巖TAS圖解（據(jù)Le Bas，1986）

2.2火山巖巖石系列歸屬

圖2　大石寨組火山巖SiO2-K2O圖解

結(jié)合內(nèi)蒙古其他地區(qū)大石寨組火山巖全巖TAS圖解，海拉蘇地區(qū)大石寨組火山巖的巖石樣品落在鈣堿性系列中，在SiO2-K2O變異圖中（圖2）樣品落在鈣堿性系列，在AFM圖解中（圖3）樣品具有鈣堿性系列的演化特征。綜上所述，海拉蘇地區(qū)大石寨組火山巖屬于鈣堿性系列，具有鈣堿性系列的演化趨勢，在SiO2-K2O圖解中基本為中鉀鈣堿性系列。

圖3　大石寨組火山巖的AFM圖解

不同構(gòu)造環(huán)境下產(chǎn)出的火山巖具有不同的巖石組合和系列特征。島弧火山巖以低鉀拉斑系列為主，巖石組合為玄武巖、玄武安山巖及安山巖；活動大陸邊緣的火山巖主要為鈣堿性系列的安山巖、英安巖、流紋巖和少量玄武巖。比起島弧火山巖，活動大陸邊緣的火山巖更加富硅、富堿。從巖石系列和巖石組合特征來看，海拉蘇地區(qū)大石寨組火山巖更類似于活動大陸邊緣的火山巖。

2.3主量元素特征

海拉蘇地區(qū)大石寨組巖石樣品中全巖主量元素分析統(tǒng)計(jì)顯示：火山巖的SiO2含量在52%～65%范圍內(nèi)，屬于中基性巖類。在表1中，內(nèi)蒙古大石寨地區(qū)火山巖主量元素相比較，海拉蘇地區(qū)巖石具有更高的MnO2、 Na2O含量，這說明該地區(qū)鈣堿性序列更具有代表性，一般基性巖類具有高M(jìn)gO、TiO2、Al2O3、Na2O含量，低SiO2、K2O含量的特征；中基性巖類具有高Al2O3、Na2O含量低MgO、K2O含量的特征。兩類巖石都在典型的活動陸緣高鋁玄武巖范圍內(nèi)。值得注意的是匯聚板塊邊緣的所有火山巖包括安山巖TiO2的含量幾乎總是低的，海拉蘇地區(qū)大石寨組TiO2含量也不例外（含量為0.54），而大洋弧后盆地鈣堿性系列的火山巖具有較高的TiO2含量。

3　結(jié)論

本文通過對赤峰市海拉蘇鎮(zhèn)早二疊世大石寨組火山巖的巖石學(xué)特征和地球化學(xué)特征的研究，得出了如下結(jié)論：研究區(qū)大石寨組火山巖屬于鈣堿性序列，具有中鉀鈣堿性系列的演化特征，它形成于活動大陸邊緣的火山弧環(huán)境，它的形成與西伯利亞板塊俯沖到華北板塊之下有關(guān)。

［1］趙芝.內(nèi)蒙古大石寨地區(qū)早二疊世大石寨組火山巖的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造環(huán)境［D］.吉林大學(xué)，2008.

［2］蔣干清，徐元愷，趙國春，羅飛，肖榮閣，羅照華.內(nèi)蒙古蘇尼特左旗下二疊統(tǒng)大石寨組作用相與環(huán)境相序列演化［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，1995（2）：170-178.

［3］李劍波.內(nèi)蒙古大石寨地區(qū)超基性巖帶的地質(zhì)特征及構(gòu)造意義［D］.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2012.

［4］邵積東.內(nèi)蒙古大地構(gòu)造分區(qū)及其特征［J］.內(nèi)蒙古地質(zhì)，1998（2）：5-29.

［5］黃世乾.巖石化學(xué)及地球化學(xué)三角圖解計(jì)算新方法介紹［J］.國外地質(zhì)勘探技術(shù)，1989（7）：35-37.

［6］趙海玲，鄧晉福，陳發(fā)景，劉厚祥，胡泉，狄永軍.松遼盆地東南緣中生代火山巖及其盆地形成的構(gòu)造背景［J］.地球科學(xué)，1996（4）：81-87.

［7］田樹剛，李子舜，王峻濤，詹立培，牛紹武.內(nèi)蒙古東部及鄰區(qū)石炭紀(jì)—二疊紀(jì)構(gòu)造地層格架與形成環(huán)境［J］.地質(zhì)通報(bào)，2012（10）：1554-1564.

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A

1004-5716（2016）03-0143-03

2015-03-13

2015-03-18

代辛勤（1992-），男（蒙古族），內(nèi)蒙古赤峰人，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：礦產(chǎn)普查與勘探。