內(nèi)蒙古新勝屯地區(qū)晚侏羅世火山巖的成因分析

內(nèi)蒙古新勝屯地區(qū)晚侏羅世火山巖的成因分析

0晚侏羅世火山巖興安山脈中生代巖漿活動強烈，形成了大面積的火山巖和許多花崗巖。內(nèi)蒙古新勝屯地區(qū)位于大興安嶺中南段,大地構(gòu)造上屬于內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系東北段。前人曾對烏蘭浩特地區(qū)(包含新勝屯地區(qū))的中生代花崗巖做過研究(林強等,2004;葛文春等,2005;周漪等,2011;丁衛(wèi)平等,2013),但未包含對晚侏羅世花崗巖的研究。因此,在1∶5萬新勝屯幅區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查時,根據(jù)巖體的產(chǎn)出特征、巖石學及地球化學特征,確定了新生屯地區(qū)晚侏羅世花崗巖具有A型花崗巖的特征,并對其成因類型、巖漿巖源區(qū)及構(gòu)造背景進行了討論。1巖石巖石學特征新勝屯地區(qū)花崗巖主要由新勝屯、巨安屯及白辛林場3個巖株組成(圖1),分別呈北西向不規(guī)則狀、近南北向長條狀展布,出露總面積約70km新勝屯地區(qū)花崗巖巖性主要為中?；◢弾r、花崗斑巖及鉀長花崗斑巖,在R中粒花崗巖:主要分布在白辛林場巖體,巖石呈淺肉紅色、灰白色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分(圖3a):石英呈他形粒狀,粒徑2.0~3.0mm,質(zhì)量分數(shù)為30%~35%;鉀長石呈半自形、他形粒狀,粒徑2.0~3.0mm,質(zhì)量分數(shù)為40%~45%;斜長石呈半自形板狀,柱長0.5~1.0mm,質(zhì)量分數(shù)為15%~20%;黑云母呈自形片狀,質(zhì)量分數(shù)約為5%。巖石具絹云母化、綠泥石化。鉀長花崗斑巖:主要在新勝屯巖體出露,巖石淺紅色-淺黃色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶以鉀長石(圖3b)為主,少量石英及斜長石,粒徑1.0~4.0mm,質(zhì)量分數(shù)為30%~40%;基質(zhì)由微細長石、石英及少量黑云母組成。巖石具絹云母化、高嶺土化?；◢彴邘r:該巖石在3個巖體中都有出露,巖石呈灰色、淺黃色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為斜長石(圖3c)、鉀長石、石英和少量黑云母,質(zhì)量分數(shù)為30%~40%;斜長石呈板狀,長約2.0mm;鉀長石為條紋長石,粒徑0.2~2.0mm;石英多呈渾圓狀,粒徑0.1~1.0mm;黑云母呈片狀,基質(zhì)具文象結(jié)構(gòu)。巖石具絹云母化、綠泥石化。2稀土元素和微量元素主量元素分析使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICAP-6300;微量元素和稀土元素采用酸溶法制備樣品,使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀XSeries2分析。巖石主量、微量和稀土元素分析結(jié)果分別見表1及表2。2.1巖石巖漿結(jié)晶分異程度i新勝屯地區(qū)花崗巖SiO新勝屯花崗巖的分異指數(shù)(DI)為89.06~96.12,平均值為93.25。說明巖石巖漿結(jié)晶分異程度較徹底。堿度率(AR)值為2.87~4.64,平均值為3.69,在AR-SiO2.2a型火山巖a型新勝屯花崗巖的稀土元素總量(∑REE)較高,為162~167g/t,平均值為164g/t;LREE/HREE比為7.81~11.61,平均值為9.27,顯示出新勝屯花崗巖輕稀土富集、重稀土虧損的特點,表明巖石的分餾程度較高;δEu為0.25~0.57,為Eu的負異常,Eu虧損顯著;稀土元素配分曲線呈輕稀土富集的不對稱右傾的A型花崗巖特有的“海鷗型”展布(顧連興,1990;吳鎖平等,2007)(圖6)。微量元素含量分別為:Rb95.7~175g/t,平均值141g/t;Th10.0~13.5g/t,平均值12.1g/t;Nb11.3~17.5g/t,平均值13.7g/t;Zr134~214g/t,平均值177g/t;Sr60.3~99.5g/t,平均74.8g/t;Ba273~853g/t,平均值480g/t;Cr11.2~13.0g/t,平均值12.1g/t;Ni2.53~6.32g/t,平均值4.01g/t。元素Rb、Th、Zr、Sr、Ba等的含量范圍及平均值與Whalen等(1987)的A型花崗巖相似,顯示出高場強元素Zr及大離子親石元素Rb、Th等含量較高、過渡元素Cr、Ni含量較低的A型花崗巖的特征(蘇玉平等,2005;翁望飛等,2011)。在微量元素原始地幔標準化蜘網(wǎng)圖(圖7)上表現(xiàn)為高場強元素Zr、Y、Ce及Rb、Th、K、Sm、Nd富集、Sr、Ba、P、Ti虧損的特征,顯示出巖石的分離結(jié)晶作用強烈。3巖石成因及其形成的構(gòu)造背景3.1構(gòu)造運動學和地殼巖石新勝屯花崗巖規(guī)模不大,以巖體的形式產(chǎn)出,具有A型花崗巖的產(chǎn)出特征(魏春生,2000),而在巖石地球化學成分上表現(xiàn)為A型花崗巖的特征。在Na關(guān)于A型花崗巖的成因模式目前還沒有統(tǒng)一的認識,主要包括以下幾種觀點:幔源堿性巖漿分異產(chǎn)生殘留的A型花崗質(zhì)熔體(許保良等,1990;韓寶福等,1997;Pearceetal.,1984;Eby,1990,1992);幔源拉斑質(zhì)巖漿極度分異或者底侵的拉斑玄武巖低度部分熔融(Frostetal.,1997);源自地幔巖石重熔分異形成堿性花崗巖(趙振華等,1996);幔源堿性巖漿與地殼物質(zhì)相互作用生成正長巖巖漿源區(qū),正長巖巖漿進一步分異或與地殼物質(zhì)混染(邱檢生等,1996;劉昌實等,2003;Dickin,1994;Litvinovskyetal.,2000,2002);地幔巖漿底侵加熱下地殼巖石熔融(Creaseretal.,1991;Andersonetal.,1992;Ramoetal.,2003);巖石圈地幔的部分熔融(王濤等,2009);幔源、殼源巖漿的混合作用等(Yangetal.,2006)。新勝屯地區(qū)花崗巖Sr、Ba的虧損指出巖石的分離結(jié)晶作用強烈;(Rb/Yb)3.2巖石圈構(gòu)造環(huán)境Loiselle等(1979)將A型花崗巖的構(gòu)造背景定義為“非造山”的張性環(huán)境,目前它的范圍不僅限于板內(nèi)裂谷的非造山環(huán)境,還包括了造山晚期、造山后期等多種與俯沖有關(guān)的構(gòu)造環(huán)境(王德滋等,1995;樊金濤,2001;李小偉等,2010;Eby,1990)。以下從巖體野外地質(zhì)條件和巖石地球化學特征2個方面對新勝屯地區(qū)花崗巖的構(gòu)造環(huán)境進行探討。新勝屯、巨安屯及白辛林場3個巖體礦物組成及化學成分均勻,巖體形態(tài)在平面呈不規(guī)則狀及條形,巖體內(nèi)部未見有定向組構(gòu)及巖漿面理等主動侵位造成的構(gòu)造應變,巖體與圍巖的接觸界面多呈樹枝狀脈體侵入,這些特征說明巖體應屬于構(gòu)造被動就位。從巖石化學組分角度,Eby(1992)將A型花崗巖分為A大興安嶺地區(qū)在晚侏羅世時受伸展作用引起大規(guī)模的火山爆發(fā),而火山爆發(fā)又進一步提高了上部地殼的滲透性,為以后的巖漿侵位的形成提供了條件(邵濟安等,1999)。晚侏羅世—早白堊世發(fā)生了大規(guī)模的板內(nèi)非造山花崗巖侵位,這是巖石圈伸展的重要表現(xiàn)(邵濟安等,1998)。本次確定的A型花崗巖時代為晚侏羅世,形成于火山噴發(fā)后的張性構(gòu)造環(huán)境,因此它的產(chǎn)出佐證了大興安嶺中南段在晚侏羅世處于伸展作用階段。4巖石地球化學特征(1)新勝屯地區(qū)花崗巖形成于晚侏羅世,巖石中未見有堿性暗色礦物,其巖石化學成分具有下列特征:高硅、高堿、富鉀和貧鎂、低鈣,TFeO/MgO比值高,分異指數(shù)(DI)、堿度率(AR)及鋁飽和指數(shù)A/NCK較高,在CIPW標準礦物中都出現(xiàn)有剛玉(C);稀土元素總量高,輕稀土富集,Eu虧損顯著,稀土元素配分曲線呈不對稱右傾的“海鷗型”展布;微量元素Zr、