內(nèi)蒙古固陽縣金家窯子西早二疊世中性侵入巖巖石學(xué)及巖石化學(xué)特征

[摘要]內(nèi)蒙古固陽縣金家窯子西早二疊世中性侵入巖由黑云石英二長巖、角閃石英二長巖和角閃石英正長巖組成，Si2O66.63%～72.61%、Al2O312.31%～14.94%，具高硅、次鋁、富鉀，貧鐵、鎂、鈦、錳的特點，屬次鋁的“I”型花崗巖類。巖石稀土總量中等，ΣCe/ΣY=3.02～15.78，稀土分餾程度很高，δEu0.22～0.59，具明顯的Eu負異常，稀土元素配分曲線呈向右陡傾斜“V”字形。主體巖石形成于后造山擠壓環(huán)境，晚期向拉伸環(huán)境轉(zhuǎn)換。

[關(guān)鍵詞]中性侵入巖；巖石學(xué)；巖石化學(xué)；金家窯子；內(nèi)蒙古固陽

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市固陽縣金家窯子西10km處。區(qū)域上早元古代、中元古代、石炭紀(jì)、早二疊紀(jì)侵入巖有廣泛出露。地層主要分布有新太界色爾騰山巖群、上石炭統(tǒng)下二疊統(tǒng)拴馬樁組、上侏羅統(tǒng)大青山組、下白堊統(tǒng)金家窯子組、李三溝組、固陽組，新近系上新統(tǒng)寶格達烏拉組以及第四系砂礫巖層。其中早二疊世中性侵入巖分布于金家窯子至狼窩壕一帶，呈近東西向帶狀或橢圓狀產(chǎn)出，為小巖株狀，出露面積十多平方千米。該巖體侵入中早元古代中酸性侵入巖及上石炭統(tǒng)下二疊統(tǒng)拴馬樁組中，被上侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)砂礫巖不整合覆。

1.巖石學(xué)特征

該巖體主要由黑云石英二長巖、角閃石英二長巖和角閃石英正長巖組成，巖性界線較為清晰，從接觸關(guān)系和巖漿演化順序看，黑云石英二長巖形成相對早，角閃石英正長巖形成最晚。

中細粒黑云石英二長巖呈肉紅色，具中細粒半自形晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物粒徑在0.3～2.5mm之間。主要礦物組成有條紋長石（45%）、中性斜長石（35%）、石英（10%～15%）、黑云母（5%）等。其中條紋長石發(fā)生了不同程度的泥化；斜長石板狀，發(fā)生了絹云母化、泥化；石英粒狀，應(yīng)力作用而碎裂；黑云母鱗片狀，具褐-黃色多色性，無定向狀分布。

中細粒角閃石英二長巖呈淺肉紅色，具中細粒半自形晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物粒徑在0.5～5mm之間。巖石主要由斜長石（25%～30%）、鉀長石（40%～45%）、石英（10%～15%）、角閃石（10%～15%）等組成。其中斜長石呈板狀半自形，為中長石，表面泥化、絹云母化；鉀長石由條紋長石、微條紋長石構(gòu)成；石英為粒狀，呈填隙狀產(chǎn)出；角閃石具綠—黃綠多色性，無定向狀分布。

中粒角閃石英正長巖呈淺褐紅色，具中粒半自形晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物粒徑在2～5mm之間。巖石主要由正長石（75%～80%）、斜長石（10%～15%）、石英（5%）、角閃石（5%～10%）等組成。其中斜長石發(fā)生了不同程度的鉀化；鉀長石以條紋長石為主，并與石英緊密共生；角閃石呈柱狀，具綠—黃綠多色性，呈雜亂狀分布。

以上三種巖性中常見的副礦物主要有磁鐵礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石、金紅石、褐簾石等。其中鋯石占副礦物總量66.6%±、磷灰石30%±；鈦鐵礦含量大于磁鐵礦。副礦物組合類型屬鈦鐵礦—鋯石—磷灰石型。

2.巖石化學(xué)特征

Si2O66.63%～72.61%（表1），硅偏高，與后期硅化有關(guān)；Al2O312.31%～14.94%，A/KNC值在0.88～0.98之間，小于1.1，屬次鋁的“I”型花崗巖類[1、2]；σ值在2.89～3.95之間，由鈣堿性向堿鈣性過渡。Al2O3與SiO2具明顯的負相關(guān)性，K2O總體大于Na2O。巖石總體具高硅、次鋁、富鉀，貧鐵、鎂、鈦、錳的特點。

巖石稀土總量（ΣREE）為177.953×10-6～453.303×10-6，含量中等（表2）；ΣCe/ΣY=3.02～15.78，說明稀土分餾程度很高[3]。Sm/Nd值為0.13～0.18，δEu0.22～0.59，具明顯的Eu負異常，輕稀土富集。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模式曲線上同樣表示出左高右低、向右陡傾斜“V”字形（圖1）。

巖石微量元素豐度值屬正?；◢弾r類的變化范疇，Rb/Sr比值在0.4～0.8之間（表3），大離子親石元素Rb=81.4×10-6～120.6×10-6，Sr=149.7×10-6～316.9×10-6。與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化后的蛛網(wǎng)圖中顯示：Sr、Ti、Nb虧損，Li、Ce、Zr、Gd相對富集。Zr、Nd、Ce等高場強元素[4]相對于Sr、Ba、等大離子親石元素富集，Ba相對于Rb虧損（圖2）。

3.討論與結(jié)論

（1）金家窯子中性侵入巖在巖石類型上由石英二長巖向石英正長巖演化，SiO2在依次降低，而Al2O3卻逐次升高。K2O+Na2O的值在8.96%～9.88%之間，具高硅、高堿的特點，Al2O3均大于12%，屬次鋁質(zhì)，出現(xiàn)特征礦物角閃石、黑云母等，與“I”型花崗巖的特征基本一致。在R1-R2多陽離子判別圖解中（圖3），樣品落入晚造山期花崗巖區(qū)；在Rb-Y+Nb圖解中（圖4）石英二長巖樣點落入火山弧花崗巖區(qū)，石英正長巖樣點落在內(nèi)花崗巖區(qū)。綜上認為，金家窯子石英二長巖形成于造山晚期的擠壓環(huán)境，晚期的石英正長巖形成于板內(nèi)拉伸環(huán)境。而這一伸展構(gòu)造事件在其他地區(qū)也有明顯的相應(yīng)，如華北陸塊北部邊緣出現(xiàn)了陸內(nèi)火山噴發(fā)活動，形成早二疊世蘇吉組陸相火山巖，該火山巖稀土含量及稀土配分曲線與石英正長巖等基本一致，說明二者來源于同一巖漿源。與此同時，華北陸塊北部邊緣在伸展構(gòu)造體制下于早二疊世陸內(nèi)沉積盆地開始形成，并逐步擴展下沉，沉積了大紅山組河湖—沼澤相含炭質(zhì)砂泥巖、砂礫巖等巖石組合。

（2）鄰區(qū)開展1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時獲得該巖體最年輕鋯石U-Pb年齡288Ma，區(qū)域上該侵入體侵入上石炭統(tǒng)下二疊統(tǒng)拴馬樁組，同時而被下二疊統(tǒng)大紅山組不整合覆蓋，因此，認為金家窯子中性侵入巖體形成時代應(yīng)為早二疊世早期。

[參考文獻]

[1]高秉璋，洪大衛(wèi)，鄭基儉，等.花崗巖類區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖方法指南[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1991.

[2]樓亞兒，杜楊松.花崗質(zhì)巖石成因分類研究述評[J].地學(xué)前緣，2003，10（3）：269-275.

[3]王中剛，于學(xué)元，趙振華.稀土元素地球化學(xué)[M].北京：北京科學(xué)出版社，1989.

[4]李昌年.火成巖微量元素地球化學(xué)[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1992.