內(nèi)蒙古東部地區(qū)中基性火山巖地球化學特征及成因探討

內(nèi)蒙古東部地區(qū)中基性火山巖地球化學特征及成因探討

石板井地區(qū)位于內(nèi)蒙古西部，其轄區(qū)隸屬內(nèi)蒙古阿拉森盟額濟納旗管轄。該區(qū)所處的北山地區(qū)是我國西北地區(qū)的一個重要成礦帶1玄武安山巖的組成公婆泉組火山巖為一套變質(zhì)中基性火山巖,巖石變質(zhì)變形強烈,遭剝蝕嚴重,其地質(zhì)體多呈頂垂體形式漂浮在華力西期侵入巖體之上。巖性主要為變質(zhì)玄武安山巖、變質(zhì)玄武粗安巖和變質(zhì)玄武巖,現(xiàn)均已變質(zhì)為斜長角閃巖。主要組成礦物有斜長石、普通角閃石,副礦物有磁鐵礦、綠簾石、黑云母、石英及少量磁鐵礦等。巖石受后期熱液影響,變質(zhì)變形強烈,主要表現(xiàn)為綠泥石化、綠簾石化,且片理化十分發(fā)育。2稀土元素及微量元素為了探討公婆泉組火山巖的巖石地球化學特征,選取研究區(qū)典型剖面BP巖石樣品分析測試由國土資源部武漢綜合巖礦測試中心完成。主量元素用X-射線熒光熔片法(XRF)分析,分析精度均小于1%,稀土元素用陽離子交換分離-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)分析,微量元素用X-射線熒光粉末法(XRF)及電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS),微量元素和稀土元素分析精度優(yōu)于6%。其主量、稀土和微量元素結(jié)果列于表1。2.1主要因素由表1可以看出,公婆泉組火山巖SiO由SiO2.2火山巖稀土元素地球化學特征由表1可知,公婆泉組火山巖的稀土總量為19.76~55.93×10公婆泉組火山巖稀土元素的這些特點與火山弧相似,同時稀土元素配分型式多樣型,暗示了火山巖形成環(huán)境的復雜性。2.3島弧火山巖微量元素特征從表1中可看出,公婆泉組火山巖中大離子親石元素(LILE)變化較大,其中Rb、Sr、Ba含量分別為1.60~12.6×10上述這些特點與島弧火山巖微量元素特征極其相似。3火山巖稀土元素地球化學特征研究表明,一定的火山巖形成于一定的構(gòu)造環(huán)境,依據(jù)巖石的化學成分可以限定巖漿起源的大地構(gòu)造背景。研究區(qū)公婆泉組火山巖形成于早志留世[(444±17)Ma],原巖為一套以玄武巖為主的中基性火山巖,后期受海西期及燕山期熱液活動影響,發(fā)生變質(zhì)作用。巖石地球化學數(shù)據(jù)分析表明,研究區(qū)公婆泉組火山巖普遍表現(xiàn)為高鈉(1.53%~6.38%)、低鉀(0.07%~0.48%)、低鈦(0.52%~1.09%),屬于中低鉀鈣堿性玄武巖系列,稀土元素配分模式呈現(xiàn)輕稀土略虧損-近平坦型-輕稀土富集的多種型式,微量元素呈現(xiàn)“三隆起”特點,表現(xiàn)為Nb、Ti、P負異常,而大離子親石元素Rb、Sr、Ba的選擇性富集,這些特征與島弧玄武巖的特征極為相似。在火山巖的Nb-Zr-Y微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解中(圖5a)公婆泉組火山巖屬于中低鉀鈣堿性玄武巖系列,且具有火山弧玄武巖、洋中脊玄武巖的性質(zhì)?；鹕交⌒鋷r的性質(zhì)表明其巖漿源區(qū)受到俯沖消減帶的影響,巖漿來源于受俯沖流體交代的富集地幔楔;洋中脊玄武巖的性質(zhì)表明表明洋脊玄武巖的性質(zhì)表明它們的形成與巖石圈減薄和洋底拉張作用有直接關系。據(jù)現(xiàn)代島弧研究,從大洋一側(cè)至大陸方向,依次出現(xiàn)拉斑玄武巖系列、鈣堿性系列、堿性系列,而巖石類型的過渡性、稀土配分型式的多樣性和大離子親石元素的較大變化,說明巖漿源區(qū)由洋殼向陸殼變化4研究區(qū)火山巖地球化學特征公婆泉礦化集中區(qū)地處甘肅省肅北蒙古族自治縣馬鬃山鎮(zhèn),面積約105km本文所研究的公婆泉組火山巖與甘肅肅北公婆泉銅礦化集中區(qū)公婆泉群火山巖在時間上均為志留世,空間同屬北山造山帶,又有相似的構(gòu)造背景,綜合本文常量、稀土、微量地球化學和構(gòu)造環(huán)境判別分析,認為研究區(qū)火山巖總體上屬于低鉀拉斑玄武巖-鈣堿性玄武巖過渡的巖石類型,即以火山弧玄武巖為主,少數(shù)為洋脊玄武巖。該套火山巖在地球化學方面與甘肅公婆泉銅礦化集中區(qū)火山巖極為相似,但是它們之間仍存在一些區(qū)別(1)研究區(qū)公婆泉組火山巖遭受嚴重剝蝕,變形變質(zhì)強烈,發(fā)育有綠泥石及綠簾石化,其結(jié)構(gòu)和構(gòu)造均發(fā)生明顯改變,而甘肅公婆泉銅礦化集中區(qū)火山巖雖然可見綠片巖相變質(zhì),當仍可見玄武巖及玄武安山巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。(2)在地球化學方面,研究區(qū)火山巖屬于低鉀鈣堿性玄武巖巖石類型,甘肅公婆泉銅礦化區(qū)火山巖屬于低鉀鈣堿性玄武巖系列,其微量元素特征較之研究區(qū),更接近于島弧火山巖。綜上所述,研究區(qū)公婆泉組與甘肅肅北公婆泉群之間可能具有延伸關系,是甘肅公婆泉群在內(nèi)蒙北山地區(qū)的東延部分,屬于窯洞努如-公婆泉島弧帶的組成部分。因此,從巖石學、地球化學的角度來說,研究區(qū)及其附近公婆泉組中也有相似礦化存在的可能性。5島弧環(huán)境判別通過以上分析,本文得出以下結(jié)論:(1)研究區(qū)公婆泉組下段原巖為一套變質(zhì)中基性火山巖,主要巖石類型為變質(zhì)玄武安山巖、變質(zhì)玄武巖和變質(zhì)玄武粗安巖,現(xiàn)均已變質(zhì)為斜長角閃巖,主要礦物為斜長石(30%~50%)和角閃石(40%~50%)。巖石中低溫蝕變強烈,發(fā)育有不同程度的綠泥石化及綠簾石化。(2)在主量元素上,火山巖SiO(3)結(jié)合火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖,表明該套火山巖形成于島弧環(huán)境。(4)與甘肅肅北銅礦化集中區(qū)中基性火山巖的對比研究表明,兩者在時間、空間上相近,有相似的構(gòu)造背景,因此兩者之間可能存在