內蒙古阿巴嘎旗格勒敖包地區晚石炭世花崗巖U-Pb 年齡及巖石化學特征

［摘要］內蒙古阿巴嘎旗格勒敖包地區晚石炭世侵入巖由淺肉紅色中細粒正長花崗巖、灰黃色中粒正長花崗巖、灰白色細粒黑云母二長花崗巖、肉紅色粗中粒正長花崗巖、中粗粒堿長花崗巖組成。巖石具有高硅，富堿，貧鈣、鎂特征。侵入巖巖漿結晶溫度大約在645 ℃～811 ℃，說明巖漿形成為低溫條件。根據山德指數A/CNKlt;1.1，其為準鋁質—弱過鋁質，其SiO2平均含量gt;73%，均顯示為I型花崗巖特征。綜上，侵入巖屬于弱過鋁質—準鋁質高分異的“I”型花崗巖。巖石稀土元素含量表明輕、重稀土分餾明顯，較弱的正Ce異常，強烈的Eu虧損。微量元素含量表明巖石中富集大離子親石元素Rb、La、Nd，虧損Ba、Sr；富集高場強元素Th，虧損Nb、P，有明顯虧損Ti的特征[1]。研究區內鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素分析，取得鋯石U-Pb年齡308.6±2.6 Ma，表明該巖體時代形成為晚石炭世。

［關鍵詞］晚石炭世；鋯石U-Pb年齡；格勒敖包；阿巴嘎旗

格勒敖包位于內蒙古自治區錫林郭勒盟阿巴嘎旗吉爾嘎郎圖蘇木西北約20 km處，在開展內蒙古阿巴嘎旗1∶5萬巴彥德勒格爾等四幅區域地質礦產調查時，對該地區晚石炭侵入巖巖石地球化學特征及同位素測年綜合研究分析，為研究區內晚石炭世侵入巖的構造環境，構造演化提供了充分的證據。

1 區域地質

研究區內主要出露中上奧陶統巴彥呼舒組、中下泥盆統泥鰍河組、上石炭統寶力高廟組。未出露中生界，主要為新生界第四系上更新統阿巴嘎組玄武巖，沖洪積零星分布。晚石炭侵入巖分布較廣，北部呈帶狀出露，南部呈巖株狀。該巖體侵入奧陶統巴彥呼舒組碎屑巖。

2 巖石學特征

2.1 淺肉紅色中細粒正長花崗巖（ξγ zxC2）

分布在研究區扎臘、阿都楚魯、楚魯圖一帶，呈北東向帶狀展布。該巖石具球形風化特征，沿裂隙可見鉀長石、石英偉晶巖化，表面經歷過后期熱液活動；另局部可見灰白色斑狀中細粒黑云母二長花崗巖殘留體，殘留體內可見正長花崗巖微細脈穿插，侵入關系明確，該巖體中派生脈巖不發育，節理發育。侵入晚奧陶世巨斑細中粒黑云母二長花崗巖、晚石炭世細粒黑云母二長花崗巖見。

巖石結構為中細粒花崗結構，塊狀構造，斜長石20%，鉀長石50%，石英29%，黑云母1%。斜長石0.5～1.5 mm半自形板狀—半自形粒狀，弱絹云母化，發育聚片雙晶，為更長石及更中長石；鉀長石大多數0.5～2 mm半自形粒狀，個別2～3 mm，主要為條紋長石，多數干凈，少數輕度泥化，發育條紋狀構造；石英0.5～2 mm它形粒狀；黑云母0.5～1 mm 鱗片狀，少量綠泥石化見（圖1）。

2.2 灰黃色中粒正長花崗巖（ξγ zC2）

主要分布在烏蘭溫多爾、古爾班舒布嘎爾、阿扎哈達等地，巖石露頭局部地段呈現蘑菇狀或球狀；巖性為中粒正長花崗巖，局部含斑。原生流動構造、節理、脈巖不發育。含暗色閃長質包體，包體形態多為橢圓狀，大小在2～60 cm，包體與主巖體界線清晰；出現頻率為每平方米在1～2個，不均勻分布，定向排列，長軸走向70°～ 80°。侵入中上奧陶統巴彥呼舒組（O2-3b），使巴彥呼舒組碎屑巖形成幾百米寬的角巖化帶。

巖石為碎裂狀中粒花崗結構，碎裂塊狀構造，鉀長石為微斜長石及條紋長石，發育條紋構造、格子雙晶以及卡式雙晶，比較干凈，多數2～5 mm變余半自形板狀—半自形粒狀，少數1～2 mm或5～6 mm；斜長石多為2～3.5 mm半自形板狀—半自形粒狀，少量1～2 mm，絹云母化；石英1.5～5 mm它形粒狀，少數0.5～1.5 mm；巖石受力作用發生強烈碎裂，裂隙充填次生石英以及同成分磨碎物。鉀長石55%，斜長石20%，石英20%，綠泥石化黑云母及磁鐵礦少量；裂隙充填次生石英5%（圖2）。

2.3 肉紅色粗中粒正長花崗巖（ξγ czC2）

分布于研究區烏蘭德勒一帶，總體呈北東向展布。巖體基巖出露較好，局部表現為球形風化地貌。巖體中未見包體，較干凈，礦物顆粒分布均勻，粒徑均勻，該巖體中脈巖不發育。

巖石呈肉紅色，粗中粒花崗結構，塊狀構造，斜長石15%，鉀長石60%，石英24%，黑云母1%，白云母少量。斜長石多呈2～4 mm半自形板狀—半自形粒狀，少數1～2 mm，弱絹云母化，發育聚片雙晶，均為更長石及更中長石；鉀長石多數為2～5 mm半自形粒狀—半自形板狀，部分較大5～7 mm，少數1～2 mm，主要為條紋長石，多數干凈，少數輕度泥化，均發育條紋構造；石英1～5mm它形粒狀；黑云母0.5～1.2 mm鱗片狀，個別具綠泥石化。

2.4 淺黃灰—淺紅色細粒黑云母二長花崗巖（βηγ xC2）

分布在研究區烏德干德勒、巴潤蘇格德日圖、必魯特查干呼都格一帶，呈北東向帶狀展布。被晚石炭世中細粒正長花崗巖侵入。該巖體基巖露頭一般，可見球形風化地貌。巖體中偶見斑晶，含暗色閃長質包體，包體形態為橢球狀，大小一般在5～10 cm，與寄主母巖界線清晰。該巖體中脈巖發育，規模較大，多呈北東向展布。

巖石具細粒花崗結構，塊狀構造，斜長石28%，鉀長石45%，石英22%，黑云母5%。斜長石多呈0.5～1 mm半自形板狀—半自形粒狀，少數在1～1.5 mm，弱絹云母化，發育聚片雙晶，均為更長石及更中長石；鉀長石大多數0.5～1 mm半自形粒狀，少數在1～1.2 mm，主要為條紋長石，多數干凈，少量輕度泥化，發育條紋構造；石英0.3～1.2 mm它形粒狀；黑云母0.5～1 mm鱗片狀，個別見綠泥石化（圖3）。

2.5 肉紅色粗中粒堿長花崗巖（xργ zc C2）

主要分布在巴彥德勒格爾敖包。呈北東向帶狀展布，基巖裸露，發育北西向緩傾的假層狀構造，分布區域地勢相對較高，地形起伏較大。侵入晚石炭世中細粒正長花崗巖及中上奧陶統巴彥呼舒組，含有大量的晚奧陶世斑狀粗中粒黑云母二長花崗巖的捕擄體。

巖石具粗中粒花崗結構，塊狀構造。礦物主要成分：鉀長石半自形板狀，泥化，3～6 mm；石英半自形粒狀，1.5～4 mm；黑云母片狀，綠泥石化，磁鐵礦化，小于0.5 mm；斜長石半自形板狀，弱絹云母化。鉀長石65%，石英20%，斜長石小于5%，黑云母小于5%，不透明礦物小于5%。

3 巖石地球化學特征

從2件樣品的氧化物分析結果（表1）表明，晚石炭世侵入巖SiO2含量較高，74.51%～76.16%，過飽和狀態，屬于酸性巖。全堿含量偏低，K2O+N2O總含量8.61%～8.92%，堿度率A.R為3.62～4.62，高度分異，分異指數DI為95.02～95.82，固結指數SI為0.74～1.75，表明研究區晚石炭世花崗巖經歷了高度的分異演化過程[2]。

從稀土元素特征（表2）看出，晚石炭世侵入巖稀土總量偏低，ΣREE為162.91×10-6～187.57×10-6，平均值含量175.24×10-6。輕重稀土比值LREE/HREE為4.11～4.82，LaN/YbN值在3.23～4.15，表明輕、重稀土分餾較高。δCe的0.99～1.04，表現為較弱的正Ce異常，δEu0.11～0.23，表現為強烈的Eu虧損，形成負異常[3，4] 。

從微量元素分析結果中（表3）可看出，研究區內晚石炭世侵入巖微量元素與地殼豐度值對比，大離子親石元素于活動性元素Ba、Sr含量低于地殼豐度，而Rb是地殼豐度的3倍多；K是地殼豐度的2倍多；放射性生熱元素Th是地殼豐度的3倍多；非活動性元素Nb、P遠低于地殼豐度，而Zr、Hf高于地殼豐度；過渡族元素Ti也遠低于地殼豐度。

4 巖石成因類型及形成構造環境

研究區內晚石炭世侵入巖中未見典型的堿性暗色鎂鐵礦物，從礦物學特征來看，不具有典型“A”型花崗巖特征。在Na2O+K2O-10000×Ga/Al成因類型判別圖解（圖，4）中顯示，樣品投點有從“Iamp;S”類型向“A型”花崗巖演化的趨勢。但是參數10000Ga/Al值均小于2.6。在A型花崗巖（K2O+Na2O）/CaO vs Zr+Nb+Ce+Y圖解中（圖5），樣品基本位于FG區域，即分異的I、S型花崗巖分布區。另外根據鋯飽和溫度計算，晚石炭世侵入巖巖漿結晶溫度大約在645℃～811℃，說明巖漿形成為低溫條件。根據山德指數A/CNKlt;1.1，其為準鋁質-弱過鋁質，其SiO2平均含量gt;73%，均顯示為I型花崗巖特征。綜上，晚石炭世侵入巖屬于弱過鋁質-準鋁質的高分異“I”型花崗巖。

晚石炭世侵入巖在Al2O3-SiO2圖解（圖6）以及TFeO/[w（TFeO）+w（MgO）] vs SiO2圖（圖7）中，樣品投點基本位于POG區域后造山花崗巖類。在Rb－Y+Nb判別圖中（圖8），樣品投點有從syn-COLG到WPG區域過渡的趨勢，而這些樣品所在范圍也是后碰撞花崗巖的投影范圍，在Rb/30-Hf-Ta×3判別圖解中（圖9），樣品投點比較分散，有從同碰撞向碰撞后的演化趨勢。

5 形成時代

該期侵入體侵入早石炭世中粒正長花崗巖。在灰白色細粒黑云母二長花崗巖中獲得鋯石U-Pb306.7±2.4 Ma、321.0±3.0 Ma、315.6±2.4 Ma三組年齡值；在肉紅色中細粒正長花崗巖中獲得鋯石U-Pb318.5±6.6 Ma、308.0±2.6 Ma兩組年齡值，在粗中粒正長花崗巖中獲得316.4±2.9 Ma一組年齡值。中粒正長花崗巖內獲得鋯石U-Pb同位素年齡295.5±3.5 Ma（圖10）、308.4±3.0 Ma[5]，1∶25萬區調修測在該巖體中獲得鋯石U-Pb同位素年齡298.3±0.3 Ma。粗中粒堿長花崗巖獲得鋯石U-Pb同位素年齡305.6±2.8 Ma。1∶5萬礦調在粗中粒堿長花崗巖獲得鋯石U-Pb同位素年齡288.3±16 Ma[6]，東鄰幅1∶5萬區調在中粒堿長花崗巖獲得鋯石U-Pb同位素年齡284.8±1.1 Ma。上述年齡集中在晚石炭世，結合接觸關系，將其置于晚石炭世。

6 結論

通過對研究區晚石炭世巖石化學特征及LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 測年的研究，該侵入巖屬于準鋁質—弱過鋁質的高分異“I”型花崗巖。綜合研究表明，該巖體形成于晚古生代早期西伯利亞板塊和華北板塊后碰撞作用的板內伸展環境，為陸殼變雜砂巖部分熔融的產物。這一成果為阿巴嘎旗格勒敖包地區晚石炭世構造巖漿演化及古亞洲洋閉合提供了新的證據。

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