楊俊泉，劉永順，滕學(xué)建，程銀行，趙顯宗，耿建珍，張永

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083；2.天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170；3.河北省地球物理勘查院，廊坊 065000）

內(nèi)蒙古賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖年代學(xué)及巖石地球化學(xué)

楊俊泉1，2，劉永順2，滕學(xué)建2，程銀行2，趙顯宗3，耿建珍2，張永2

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083；2.天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170；3.河北省地球物理勘查院，廊坊 065000）

內(nèi)蒙古東烏旗賓巴勒查干分布有大面積的侵入巖，本文選取其中的粗中粒正長花崗巖進(jìn)行了同位素年代學(xué)及巖石地球化學(xué)研究，采用鋯石SHRIMPU-Pb法得到加權(quán)平均年齡為220.4±2.5Ma（MSWD=0.83），所測鋯石震蕩環(huán)帶發(fā)育，具有巖漿鋯石特征，表明該年齡為花崗巖成巖年齡。巖體屬富鉀的過鋁質(zhì)巖石，稀土配分曲線以Eu負(fù)異常明顯、輕稀土相對富集、重稀土具微弱的負(fù)斜率為特征。微量元素顯示巖體的Ba具明顯的負(fù)異常，Rb、Th相對富集，其它不相容元素相對虧損，Y、Yb均低于洋脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化值。筆者認(rèn)為巖體形成于西伯利亞板塊和中朝板塊拼合之后的后造山伸展背景下。

SHRIMP鋯石U-Pb年齡；印支期；后造山花崗巖；地球化學(xué)特征；東烏旗；賓巴勒查干

內(nèi)蒙古東烏旗賓巴勒查干一帶出露面積達(dá)184 km2的侵入巖，內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局在編寫《內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志》[1]時，根據(jù)1/20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果[2]將其稱為賓巴勒查干巖體，對其進(jìn)行了相帶劃分及簡單的地球化學(xué)研究，并依據(jù)區(qū)域地質(zhì)對比及與圍巖的接觸關(guān)系，將其劃歸為印支期。此外，一些學(xué)者對與該巖體有關(guān)的阿爾哈達(dá)鉛鋅銀礦進(jìn)行了研究[3-5]，但前人并沒有對巖體進(jìn)行高精度年代學(xué)，也沒有做巖石地球化學(xué)的深入研究。隨著內(nèi)蒙古中部及南部越來越多的印支期侵入巖被報道[6-11]，該期花崗巖所代表的構(gòu)造背景引起了學(xué)者們的廣泛重視，而位于這些印支期侵入巖北部的南蒙古－興蒙造山帶尚缺少早中生代花崗巖類的年代學(xué)及地球化學(xué)資料[12]。因此，對賓巴勒查干巖體進(jìn)行鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)研究不僅能填補(bǔ)前人研究的空白，還能為區(qū)域大地構(gòu)造研究提供依據(jù)。

近年來，作者等在該區(qū)的1/50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，將賓巴勒查干巖體重新解體為粗中粒二長花崗巖、粗中粒正長花崗巖、細(xì)粒似斑狀正長花崗巖和中細(xì)粒似斑狀正長花崗巖等四個填圖單位，并且新獲得了一批同位素及地球化學(xué)數(shù)據(jù)。本文旨在報道其中的粗中粒正長花崗巖的侵位時代、巖石地球化學(xué)特征，并探討其地質(zhì)意義。

1 地質(zhì)概況及巖石學(xué)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于古亞洲域和濱太平洋域疊加部位[13]，為南蒙古－興蒙造山帶的一部分[12，14，15]。該區(qū)發(fā)育有大量的古生代及中生代侵入巖[16-18]，是研究兩大構(gòu)造域演化的重點(diǎn)區(qū)域。

賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖呈北東東向巖株狀產(chǎn)出，出露面積約55 km2（圖1）。巖體與圍巖的主要接觸關(guān)系有：其南部侵入泥盆系地層中，內(nèi)部見有侏羅系火山巖不整合覆蓋于其上，兩側(cè)被同時代稍晚就位的細(xì)粒似斑狀正長花崗巖、中細(xì)粒似斑狀正長花崗巖及后期的侏羅紀(jì)花崗巖侵入，北部與粗中粒二長花崗巖為漸變過渡接觸。

本區(qū)出露的泥盆系為安格爾音烏拉組，是由細(xì)碎屑巖組成的類復(fù)理石建造，侏羅系為滿克頭鄂博組陸相火山碎屑巖沉積。此外，巖體周邊還出露有白堊系地層及石炭紀(jì)－二疊紀(jì)侵入巖，此二者未與巖體接觸，故不作贅述。

粗中粒正長花崗巖風(fēng)化面為淺灰－淺肉紅色，新鮮面為肉紅、磚紅色，節(jié)理構(gòu)造及球形風(fēng)化發(fā)育，多見蘑菇石、羊背石等風(fēng)化巖貌。巖體中發(fā)育有暗色閃長質(zhì)包體，包體呈渾圓狀，大小不等，部分長軸2～3 cm，部分為6～8 cm，長短軸比例為1/2～1/3。粗中粒正長花崗巖具粗中粒花崗結(jié)構(gòu)，礦物粒度一般在2～5mm之間，粗粒者多為鉀長石，粒度可達(dá)5～10 mm。主要礦物有鉀長石（55%～60%）、斜長石（10%～20%）、石英（25%～30%），其中，長石多呈半自形板、柱狀，石英為他形粒狀。暗色礦物為黑云母，含量不足1%。局部見有極少量的次生白云母。

圖1 內(nèi)蒙古東烏旗賓巴勒查干一帶粗中粒正長花崗巖的分布地質(zhì)簡圖Fig.1 Geo logica l Sketch m ap o of the Binba lechagan Area in Dongwuqi,inner Mongo lia,show ing coarse-medium grained syenogranites distribution

2 SHRIMP鋯石U-Pb年代學(xué)

2.1 分析方法

野外采集粗中粒正長花崗巖新鮮的同位素樣品1件，樣品編號為3634-1。鋯石分選在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成，室內(nèi)首先用水清洗樣品、粉碎至200目，經(jīng)用水粗淘、強(qiáng)磁分選、電磁分選和酒精細(xì)淘之后，再用實體顯微鏡手工挑選鋯石。鋯石制靶及透射光、反射光、陰極發(fā)光圖像的拍攝均在中國地質(zhì)科學(xué)研究院北京離子探針中心完成。測年在中國地質(zhì)科學(xué)研究院北京離子探針中心采用離子探針質(zhì)譜法(SHRIMP)完成，定年方法見Wi l l iams等（1998）[19]，標(biāo)準(zhǔn)鋯石SL13（U=238×10-6）用于校正U含量，TEM（t＝417Ma）用于校正年齡，TEM和待測樣之比為1/3～1/4。

2.2 分析結(jié)果

陰極發(fā)光照相顯示鋯石結(jié)構(gòu)均一，呈自形－半自形雙錐柱狀或柱狀，長寬比為2/1～3/1，具明顯的條帶狀環(huán)帶（圖2）。所測鋯石的U含量介于49× 10-6～811×10-6，Th含量介于40×10-6～456×10-6之間，鋯石的w(Th)/w(U)比值較高，在0.57～1.30之間（表1），鋯石具有巖漿成因特征[20-23]。

本次實驗對樣品中的鋯石進(jìn)行了14個點(diǎn)的測定，測點(diǎn)打在震蕩環(huán)帶發(fā)育的部位，測定的年齡值均落在協(xié)和線上或附近，測定結(jié)果在213～227Ma之間（圖3，表1），其206Pb/238U加權(quán)平均值（Mean）為220.4±2.5Ma（MSWD=0.83）。因為這些鋯石均為巖漿鋯石，所以該年齡（220.4±2.5Ma）可以代表粗中粒正長花崗巖的成巖年齡。

3 地球化學(xué)特征

本次選取巖石化學(xué)全分析樣品共7件，由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室測試，主量元素及Zr用AxiosmaxX射線熒光光譜儀測試，按GB/T 14506.28-2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，精度優(yōu)于2%～3%；LOI用P1245電子分析天平測定，按DZG20-1標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；稀土元素及微量元素用XSerise2等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測試，按GB/T 14506.30-2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，當(dāng)元素含量＞10×10-6時，其精度優(yōu)于5%，當(dāng)元素含量＜10×10-6時，其精度優(yōu)于10%。測試結(jié)果見表2。

粗中粒正長花崗巖的常量元素顯示其高硅（SiO2為75.70%～78.27%）、高堿（K2O+Na2O=7.58%～9.52%）、富鋁（Al2O3為11.82%～13.37%），低CaO（0.21%～0.58%）、Fe（FeO為0.07%～0.19%；Fe2O3為0.06%～0.63%）、MnO（0.01%～0.15%）、MgO（0.06%～0.16%）、P2O5（0.01%～0.06%）。經(jīng)過計算得出，巖體的K2O/Na2O為1.23～1.41，富鉀；A/CNK為1.01～1.14（根據(jù)Shand的定義，A/CNK＞1的巖石為過鋁質(zhì)，轉(zhuǎn)引自鄧晉福等[24]）。利用圖解對巖體的堿性進(jìn)行了判斷，在堿度率圖解（圖5）上均落于堿性花崗巖區(qū)，在w(SiO2)-w(K2O)圖解（圖6）上則多落在高鉀鈣堿性系列區(qū)。

圖2 賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖（3634-1）鋯石陰極發(fā)光圖像（圖中圓圈為鋯石SHRIMPU-Pb測年位置，其編號與表1中的一致）Fig.2 Cathodolum inescence images oof the zircons ofrom coarse-medium-grained syenogranites in the Binbalechagan area(Circles in the ofiguresshow positionsoofSHRIMPU-Pb siteswith their identioficationnumbersas in Table1)

表1 賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖（3634-1）SHRIMP鋯石U-Pb測試結(jié)果Table 1 SHRIMP Zircon U-Pb isotope data o of the coarse-m edium grained syenogranites in the Binba lechagan

圖3 賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖（3634-1）的鋯石SHRIMP U-Pb年齡諧和圖Fig.3 Concordia diagram o of U-Pb SHRIMP data o of the zircons ofrom coarse-m edium grained syenogranites in the Binba lechagan area

圖4 賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖QAP圖解（據(jù)Streckeisen，1973）Fig.4 QAP diagram o of the coarse-m edium grained syenogranites in the Binba lechagan area

粗中粒正長花崗巖的稀土總量在80.12×10-6～ 234.25×10-6之間，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分圖（圖7a）具明顯的負(fù)Eu異常，σEu范圍在0.24～0.49之間，表明在部分熔融過程中源區(qū)有斜長石殘留或結(jié)晶分異過程中有斜長石結(jié)晶[25]；巖體的輕稀土元素相對富集，可能是由于巖漿上升侵位過程中有殼源物質(zhì)的加入，也可能是早先富輕稀土的地殼巖石重熔所致，抑或是殼幔交代作用影響的結(jié)果[26，27]；其重稀土呈現(xiàn)出微弱的負(fù)斜率，這通常用源區(qū)有石榴石殘留或結(jié)晶分異過程中有石榴石結(jié)晶來解釋[28]。

在Pearce的洋中脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖上（圖7b），粗中粒正長花崗巖的Ba呈明顯的負(fù)異常，K2O、Rb、Th相對富集，其余不相容元素相對虧損，且Y、Yb均低于洋脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化值。巖體的微量元素特征介于典型的島弧花崗巖（以Nb、Ta、Zr、Hof相對虧損為特征）與以薩巴洛卡侵入巖為代表的板內(nèi)花崗巖（具Ba負(fù)異常，Rb、Th含量大于Nb、Ta，Ce、Sm比相鄰元素富集）之間[29]，可能形成于后造山背景下。

4 構(gòu)造背景及地質(zhì)意義

Barbarin[30]根據(jù)鋁飽和指數(shù)將花崗巖類劃分為了過鋁（A/CNK＞1）、鈣堿性（A/CNK<1，A＞NK）和堿性（A

Maniar&Piccol i[33]提出用5個圖解來區(qū)分花崗巖類的構(gòu)造環(huán)境，粗中粒正長花崗巖在這5個圖解中的位置大多處于POG（后造山花崗巖）中（圖8a-e）。較為一致的是，巖體在Rb-(Y+Nb)構(gòu)造環(huán)境判別圖解上（圖8of）[34]落在后造山花崗巖區(qū)。

賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖的稀土元素特征介于典型的鈣堿性花崗巖（輕稀土富集的右傾曲線，Eu負(fù)異常不明顯；這也是島弧型巖石的特征[35,36]）和典型的堿性花崗巖（海鷗型曲線，Eu負(fù)異常明顯）之間，微量元素特征介于島弧花崗巖與板內(nèi)花崗巖之間，結(jié)合Barbarin的花崗巖分類及上述的構(gòu)造環(huán)境判別圖解，該巖體應(yīng)為后造山松弛階段的產(chǎn)物。

表2 賓巴勒查干三疊紀(jì)粗中粒正長花崗巖主量元素、稀土元素、微量元素分析結(jié)果Table 2 Ana lysis resu lts o ofma jor e lements, trace e lem ents and REE o of coarse-m edium grained syenogranites in Binba lechagan

圖5 賓巴勒查干粗中?；◢弾rSiO2-堿度率（AR）圖解（據(jù)J.B.Wright，1969）[31]Fig.5 SiO2-AR diagram o of thecoarse-medium grained syenogranites in Binba lechagan area

圖6 賓巴勒查干粗中?；◢弾rSiO2-K2O圖解（據(jù)Peccerillo和Taylor,1976）[32]Fig.6 SiO2-K2O diagram o of the coarse-m edium grained syenogranites in the Binba lechagan area

圖7 賓巴勒查干粗中粒正長花崗巖地球化學(xué)圖譜Fig.7 REE pattern(a)and trace e lem ent spider diagram(b)o of the coarse-m edium grained syenogranites in the Binba lechagan area

圖8 賓巴勒查干粗中?；◢弾r構(gòu)造環(huán)境判別圖(a-e：據(jù)Maniar&Piccoli，1989[33]；of：據(jù)Foster，1997[34])Fig.8 Diagram s ofor discrim inating tectonic environm ent o of the coarse-m edium grained syenogranites in the Binba lechagan area(a-e:aofterManiar&Piccoli,1989;of:aofter Foster,1997)

東烏旗位于二連－賀根山蛇綠巖帶以北，發(fā)育有大量的古生代花崗巖[10，17，18]，是古亞洲洋演化研究的熱點(diǎn)區(qū)域。關(guān)于古亞洲洋的閉合時限，即中朝和西伯利亞板塊的最終拼合的時限，一些學(xué)者認(rèn)為是在晚泥盆世[39-41]，但越來越多的證據(jù)表明，中朝和西伯利亞板塊之間的碰撞發(fā)生于晚二疊世－早三疊世[10]，李錦軼等甚至認(rèn)為這一碰撞可能延至中三疊世[9]：石玉若等（2004）[41]、Chen等（2000）[42]在蘇左旗附近識別出兩類花崗巖，其中，弧花崗巖具兩期，時代分別為490 Ma和310 Ma，與碰撞有關(guān)的花崗巖年齡為230～250 Ma，由此將古亞洲洋閉合的時限限定在310～230Ma之間；陶繼雄等[43]認(rèn)為滿都拉地區(qū)的巖漿巖記錄了俯沖作用，巖石的時代285±11 Ma、280.4±1.1Ma代表了該區(qū)在二疊紀(jì)早期仍然存在大洋活動；李錦軼等[9]對林西雙井子一帶的二云母花崗巖進(jìn)行了鋯石SHRIMPU-Pb測年，得到了229.2± 4.1Ma和237.5±2.7Ma的同位素年齡，認(rèn)為該同碰撞花崗巖的年齡限定了古亞洲洋關(guān)閉的時限。由此，可將古亞洲洋的閉合時限進(jìn)一步限定于280～230Ma之間。

對興蒙造山帶晚三疊世正長花崗巖的研究表明，該期巖體多形成于碰撞后的環(huán)境下，如：王廷印等[44]認(rèn)為阿拉善地區(qū)228Ma左右的花崗巖是后造山期巖漿作用的產(chǎn)物；陶繼雄等[43]認(rèn)為白云鄂博地區(qū)時代為207～227Ma的花崗巖形成于碰撞后背景下；石玉若等[8]（2007）認(rèn)為蘇左旗地區(qū)年齡為222±4Ma的A型花崗巖類與中亞造山帶碰撞造山后的巖石圈伸展作用有關(guān)。本文報道的粗中粒正長花崗巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為220.4±2.5Ma，其巖石地球化學(xué)特征顯示該巖體形成于后造山構(gòu)造背景下，這與區(qū)域上的研究相吻合，其時代及地球化學(xué)特征研究為區(qū)域研究提供了新的佐證。

5 結(jié)論

（1）內(nèi)蒙古東烏旗賓巴勒查干一帶粗中粒正長花崗巖鋯石具巖漿鋯石特征，本次實驗獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為220.4±2.5 Ma（MSWD=0.83），表明巖體形成于印支期。

（2）該期粗中粒正長花崗巖為富鉀的過鋁質(zhì)巖石，稀土配分曲線以Eu負(fù)異常明顯、輕稀土相對富集、重稀土具微弱的負(fù)斜率為特征，微量元素顯示巖體的Ba具明顯的負(fù)異常，K2O、Rb、Th相對富集，其余不相容元素相對虧損，Y、Yb均低于洋脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化值。巖體的地球化學(xué)特征與后造山花崗巖較為一致，應(yīng)形成于西伯利亞板塊和中朝板塊拼合之后的伸展背景下。

致謝：天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所趙鳳清研究員認(rèn)真審閱了本文，就文章的內(nèi)容提供了寶貴的修改意見；天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的賀福清高級工程師及中國地質(zhì)大學(xué)（北京）的李名則博士在摘要翻譯中提供了幫助；李長民博士對文章的初稿給出了具體的修改意見；在此一并致以誠摯的感謝。

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Abstract：Intrusive rocksarew idespread in the Binbalechagan,Dongwuqi,InnerMongolia Autonomous Region. This paper selectes coarse-medium grained syenogranites(CMGS)in the region ofor isotope chronological and geochem ical studies.By zircon SHRIMPU-Pb dating,weighted mean age oof 220.4±2.5 Ma(MSWD=0.83)is obtained.The zircon oscillatory rings are well developed w ith typical pattern oofmagmatic zircon,so the result may represent the diagenetic age oof the granite.CMGS is characterized by K enrichment,peralum inous,LREE relatively enriched,substantialnegative Eu anomalies,HREEw ithweak negative gradient,Baw ith obviousnegative anomalies,Rb and Th relatively enriched,other incompatible elements relatively depleted,both Y and Yb lower than the normalized values oof ocean ridge granite.CMGS probably oformed under post-orogenic extension setting aofter the convergence between the Siberian plate and Sino-Korean plaeo-plate.

Keywords:SHRIMPU-Pb dating;Indo-china;post-orogenic granite;geochem icalcharacteristic;Dongwuqi;Binbalechagan

Geochronology and Geochem istry oof the Coarse-medium Grained Syenogranites in the Binbalechagan Area,Inner M ongolia

YANG Jun-quan1,2,LIU Yong-shun2,TENG Xue-jian2,CHENGYin-hang2,ZHAO Xian-zong3, GENG Jian-zhen2,ZHANGYong2
(1.China University oofGeosciences(Beijing),Beijing 100083；2.Tianjin Institute oofGeology and M ineralResources,Tianjin 300170；3.HebeiPerambulation Instituteoof Geophysics,Langofang 065000，China）

P597+3

A

1672－4135（2012）02－0128-08

2012-05-07

國家地質(zhì)調(diào)查項目：內(nèi)蒙古1/5萬敖包查干幅、多欽烏拉幅、賓巴勒查干幅、滿都胡寶力格幅（1212010881218）

楊俊泉（1980-），碩士，助理研究員，現(xiàn)為中國地質(zhì)大學(xué)（北京）在讀博士，從事巖石學(xué)研究，Email：dap－yangjunquan@163.com。