武躍勇，姜海蛟，寇帥

（內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，呼和浩特010020）

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內(nèi)蒙古蘇尼特左旗查干敖包地區(qū)早白堊世火山巖地質(zhì)及地球化學(xué)特征

武躍勇，姜海蛟，寇帥

（內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，呼和浩特010020）

摘要：筆者在內(nèi)蒙古查干敖包地區(qū)開(kāi)展1/5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，對(duì)出露在二連斷陷盆地邊緣斷裂帶上的中生代火山巖，從地層、火山巖相、巖石地球化學(xué)等方面進(jìn)行了較詳細(xì)的研究，認(rèn)為該火山巖是硅鋁過(guò)飽和巖石，屬于鈣堿性巖系；源巖應(yīng)為沉積巖或來(lái)自上地殼的巖石；該巖石輕重稀土分餾明顯，輕稀土富集，具有明顯的銪負(fù)異常；火山巖礦物結(jié)晶時(shí)的溫度在1 000～1 100℃之間，結(jié)晶深度約10 km左右；其形成年齡為136.1±1.1 Ma和133.3 ±1.1 Ma，應(yīng)屬早白堊世。

關(guān)鍵詞：蘇尼特左旗；查干敖包地區(qū)；火山巖；早白堊世

資助項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“內(nèi)蒙古1/5萬(wàn)巴潤(rùn)布拉格幅、薩音呼都格幅、查干敖包廟幅、昌特敖包幅、反修牧場(chǎng)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目（1212011120715）”

查干敖包地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)北東部，行政區(qū)劃屬內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟蘇尼特左旗管轄。20世紀(jì)50年代完成的1/100萬(wàn)地質(zhì)調(diào)查初步建立了以“統(tǒng)”為單位的地層系統(tǒng)，各類地質(zhì)體控制程度極低[1]；70年代的1/20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，用“統(tǒng)一地層劃分”理論觀點(diǎn)，將該套火山巖分別劃歸上侏羅統(tǒng)布拉格哈達(dá)組、查干諾爾組和道特諾爾組[2]。1991年《內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志》[3]和1996年《內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》[4]以及2006年1/25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（修測(cè)）[5]從巖石地層學(xué)角度，將該套火山巖與大興安嶺地區(qū)進(jìn)行對(duì)比，歸屬于上侏羅統(tǒng)的滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組。本次工作，采用火山巖巖性和巖相雙重填圖方法，對(duì)測(cè)區(qū)中生代火山巖，從火山巖地層、巖石化學(xué)、稀土微量元素、溫壓條件、巖漿起源與構(gòu)造環(huán)境及同位素等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。在瑪尼吐組的安山巖中獲得了136.1±1.1 Ma和133.3±1.1 Ma年齡，顯示該套火山巖的形成時(shí)代為早白堊世（另文發(fā)表）。

1　巖石地層

研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬天山-興盟造山系（Ⅰ）大興安嶺弧盆系（Ⅰ-1）扎蘭屯-多寶山島?。á?1-4）。區(qū)內(nèi)可劃分為巴潤(rùn)查干火山噴發(fā)盆地（Ⅳ）、反修牧場(chǎng)火山噴發(fā)盆地（Ⅳ）和阿布其格-巴彥布拉格火山基底隆起帶（圖1）。已發(fā)現(xiàn)20多個(gè)火山機(jī)構(gòu)（破火口）（Ⅴ級(jí)），盆地火山活動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，自早白堊世至晚更新世均有火山活動(dòng)，屬繼承性火山噴發(fā)盆地，其出露的地層有中奧陶世巴彥呼舒組，中下泥盆世泥鰍河組，晚石炭世查干敖包組，晚石炭世-早二疊世寶力高廟組，早白堊世滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組、大磨拐河組，始新世伊爾丁曼哈組，中新世通古爾組，第四紀(jì)更新世及全新世地層。巖漿巖主要為早二疊世花崗巖（圖1）[6]。下面簡(jiǎn)述早白堊世的三組地層。

1.1滿克頭鄂博組（K1mk）

該組分布于工作區(qū)的中東部，出露面積約為50.3 km2，主要巖石類型為灰白色、灰紫色流紋巖，灰紫色、紫紅色、淺肉紅色流紋質(zhì)含角礫晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)含角礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)火山角礫巖等，流紋質(zhì)含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r。它被大磨拐河組角度不整合覆蓋，并不整合覆蓋在泥鰍河組、寶力高廟組及早二疊世花崗巖之上，而與上覆瑪尼吐組為噴發(fā)不整合接觸。剖面控制厚度＞2008.8m。

圖1　查干敖包地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological map of the Qagan Obo area 1.全新統(tǒng)；2.阿巴嘎組；3.上更新統(tǒng)；4.通古爾組；5.伊爾丁曼哈組；6.大磨拐河組；7.白音高老組；8.瑪尼吐組；9.滿克頭鄂博組；10.寶力高廟組；11.泥鰍河組；12.巴彥呼舒組；13.早二疊世花崗巖；14.瑪尼吐期花崗閃長(zhǎng)斑巖；15.瑪尼吐組英安巖；16.地質(zhì)界線；17.火山巖巖相界線；18.角度不整合界線；19.斷層；20.火山斷裂；21.破火口；22.穹狀火山；23.層狀火山；24.火山噴發(fā)盆地邊界；25.流面；26.巖屑；27.晶屑；28.氣孔；29.杏仁；30.火山彈；31.火山角礫（巖）；32.火山集塊（巖）；33.玄武安山巖；34.流紋（質(zhì)）巖；35.安山（質(zhì)）巖；36.凝灰（質(zhì)）巖

1.2瑪尼吐組（K1mn）

該組分布于工作區(qū)的西北部，出露面積約為156.8 km2，巖石類型有灰色、灰紫色、深灰色、灰黑色、磚紅色安山巖、氣孔杏仁狀安山巖，黑云母安山巖、英安巖，灰紫色、紫紅色、紫褐色英安質(zhì)含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰質(zhì)角礫巖、安山質(zhì)角礫集塊巖、安山質(zhì)集塊火山角礫巖、集塊巖及安山質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r類巖石。剖面控制厚度＞1214.4m。

1.3白音高老組（K1b）

零星分布，面積約27.8 km2。巖石類型主要為灰白色、紫色流紋巖（夾珍珠巖透鏡體）、石泡流紋巖（含瑪瑙和硅化木——石英質(zhì)玉石），集塊巖（見(jiàn)有火山彈）、含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r、火山碎屑流相的流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，底部見(jiàn)少量凝灰質(zhì)砂礫巖、含植物莖干化石。不整合覆蓋在泥鰍河組、寶力高廟組之上，并整合于瑪尼吐組之上，頂部被伊爾丁曼哈組不整合覆蓋。剖面控制厚度＞1042.2m。

2　巖石類型、巖相及巖礦特征

2.1巖石類型

根據(jù)巖石化學(xué)成分，結(jié)合宏觀和鏡下特征，將本區(qū)火山巖的巖石類型列入表1、2。

巖石化學(xué)成分分類命名采用國(guó)際地科聯(lián)巖漿巖分類委員會(huì)推薦的火山巖“TAS”分類命名圖解（圖2），同時(shí)參考“CIPW”標(biāo)準(zhǔn)礦物組合特征。巖石鉀含量高低由硅鉀圖（圖3）確定。

本區(qū)火山巖大多數(shù)投點(diǎn)落在高鉀火山巖區(qū)，可見(jiàn)火山巖總體屬高鉀巖系。

對(duì)火山碎屑巖采用中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)巖石專業(yè)委員會(huì)提出的方案，即根據(jù)火山碎屑巖類形成條件、成因作用方式及碎屑物粒度等特征劃分為正?；鹕剿樾紟r類、熔結(jié)火山碎屑巖類、火山碎屑沉積巖類等。

2.2巖相類型特征

根據(jù)巖漿作用方式、噴發(fā)類型、搬運(yùn)方式、堆積定位機(jī)制以及在火山機(jī)構(gòu)中的相對(duì)位置[7，8]，將本區(qū)火山作用產(chǎn)物的巖相劃分為4種類型（表3）。

溢流相火山巖在含有火山巖的各層位中均有分布。巖石類型有玄武安山巖、角閃安山巖、安山巖、石英安山巖、（石英）粗面巖、流紋巖、英安巖等，巖石類型多，分布面積廣。

表1　火山巖巖石化學(xué)成分表Tab.1 The chemical composition of the volcanic rock

表2　火山巖巖石主要標(biāo)準(zhǔn)礦物及參數(shù)表Tab.2 The main criteria minerals and parameters of the volcanic rock

爆發(fā)空落相在滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組中都有。巖石類型以粗碎屑巖為主，細(xì)火山碎屑巖多分布在火山機(jī)構(gòu)的外圍。在橫向上，碎屑粒度由火山噴發(fā)中心到邊緣逐漸變細(xì)，堆積厚度逐漸變薄，最后尖滅。巖性以流紋質(zhì)、英安質(zhì)、安山質(zhì)和粗面質(zhì)含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r為主。據(jù)剖面統(tǒng)計(jì)，該相巖石滿克頭鄂博組占總厚度的40%，瑪尼吐組占20%，白音高老組占4%。

火山碎屑流相主要發(fā)育在瑪尼吐組內(nèi)，其次為滿克頭鄂博組，據(jù)剖面統(tǒng)計(jì)滿克頭鄂博組中占25%、瑪尼吐組中占15%、白音高老組相對(duì)少。巖石主要特點(diǎn)是發(fā)育假流動(dòng)構(gòu)造。漿屑在巖石表面多形成條帶狀、樹(shù)枝狀、火焰狀等特征構(gòu)造。

噴發(fā)-沉積相只見(jiàn)于白音高老組底部和滿克頭鄂博組底部，巖石類型為凝灰質(zhì)砂礫巖。

2.3主要巖礦特征

2.3.1滿克頭鄂博組

圖2　火山巖TAS圖（據(jù)Le Bas等，1986）Fig.2 Volcanic TAS diagram （According to Le Bas，etc. 1986）

圖3　測(cè)區(qū)火山巖硅鉀圖（據(jù)Pecerillo等，1976）Fig.3 Volcanic Si-K diagram （According to Pecerillo，etc. 1976）

灰白色流紋巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)顯微嵌晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為石英（5%～10%），0.8～2 mm，溶蝕港灣狀或熔蝕半自形晶；鉀長(zhǎng)石（2%～5%），1～3.5 mm，半自形板狀，弱泥化；斜長(zhǎng)石（5%～10%），0.8～2mm半自形板狀，絹云母化?；|(zhì)由顯微嵌晶狀長(zhǎng)英質(zhì)（75%～80%）和次生絹云母（5%）構(gòu)成。

灰黃色流紋質(zhì)含角礫晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r：含角礫晶屑玻屑熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。角礫（15%）為流紋巖，斜長(zhǎng)石晶屑（25%）棱角狀或半自形晶，玻屑（60%）半塑性壓扁狀半定向分布，火山塵少量。

灰色流紋英安質(zhì)凝灰角礫巖：凝灰角礫結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由微晶英安巖流紋巖角礫、碳酸鹽化斜長(zhǎng)石晶屑以及玻屑和火山塵構(gòu)成。

灰褐色流紋質(zhì)角礫熔巖：角礫熔巖結(jié)構(gòu)，熔巖角礫狀構(gòu)造。角礫為流紋巖，填隙物為流紋質(zhì)熔巖。

2.3.2瑪尼吐組

深灰-黑灰色安山巖：斑晶：斜長(zhǎng)石0.6～2mm半自形板狀，比較干凈，可見(jiàn)聚片雙晶，5%；石英呈0.2～1 mm半自形粒狀，熔蝕渾圓狀，少量；微粒狀磁鐵礦呈星散狀分布?；|(zhì)由＜0.04 mm半定向-雜亂分布的斜長(zhǎng)石微晶板條和隱晶質(zhì)組成，斜長(zhǎng)石微晶板條70%，隱晶質(zhì)25%。

深灰色英安巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)顯微粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶由中長(zhǎng)石和少量角閃石、石英組成。中長(zhǎng)石0.5～1.5 mm寬板狀，少數(shù)1.5～3.5 mm，具環(huán)帶構(gòu)造，13%；角閃石呈0.5 mm長(zhǎng)柱狀，2%，已暗化析出粉末狀鐵質(zhì)；石英熔蝕渾圓狀，5%?；|(zhì)由0.01 mm微粒狀斜長(zhǎng)石和少量石英暗化針狀角閃石組成，顯微粒狀斜長(zhǎng)石及少量鉀長(zhǎng)石50%，隱晶質(zhì)20%，石英10%，角閃石少量。

氣孔狀玄武安山巖：無(wú)斑結(jié)構(gòu)，基質(zhì)間隱結(jié)構(gòu)，氣孔狀構(gòu)造。由斜長(zhǎng)石微晶板條（60%）、和黑色玻璃質(zhì)（35%）、微細(xì)粒輝石（5%）和少量磁鐵礦構(gòu)成，斜長(zhǎng)石微晶板條雜亂-半定向分布，其空隙間充填玻璃質(zhì)微粒輝石和磁鐵礦，橢圓形及拉長(zhǎng)壓扁狀氣孔約占巖石的20%。

深灰色輝石安山巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)玻晶交織結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為中長(zhǎng)石和輝石，基質(zhì)為斜長(zhǎng)石，空隙間充填黑色玻璃質(zhì)。

灰色角閃安山巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)微晶交織結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶由中長(zhǎng)石、角閃石組成，基質(zhì)為斜長(zhǎng)石、針狀角閃石粉末狀，鐵質(zhì)少量。

表3　研究區(qū)火山巖巖相類型劃分表Tab.3 Volcanic facies type of the volcanic rock

灰紫色安山質(zhì)含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r：含巖屑晶屑凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?；鹕剿樾加芍虚L(zhǎng)石、角閃石、石英晶屑和少量安山巖巖屑組成，膠結(jié)物為泥化火山灰。

灰紫色安山質(zhì)熔結(jié)火山角礫巖：熔結(jié)角礫結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造。安山巖角礫呈棱角狀、次棱角狀，少量斜長(zhǎng)石、角閃石晶屑分布于角礫之間，褐紅色玻璃質(zhì)熔巖膠結(jié)。

雜色集塊巖：具集塊結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。集塊成分復(fù)雜，有安山巖、安山質(zhì)火山碎屑巖、凝灰?guī)r等，集塊大者在100 cm以上。填隙物多為安山巖角礫、安山巖巖屑及重結(jié)晶玻璃質(zhì)。

2.3.3白音高老組

（1）灰紫色流紋巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)顯微嵌晶及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，流紋構(gòu)造。礦物成分及含量：斑晶石英熔蝕半自形渾圓粒狀，自碎裂紋發(fā)育，粒徑0.5～1 mm，2%，斜長(zhǎng)石半自形板狀，粒徑0.8～1.5 mm，3%。鉀長(zhǎng)石半自形板狀，粒徑0.5 mm，少量。黑云母半自形片狀，粒徑0.5 mm，少量。基質(zhì)由顯微嵌晶及隱晶質(zhì)組成，基質(zhì)顯微嵌晶狀長(zhǎng)英質(zhì)30%，隱晶質(zhì)65%，黑云母、磁鐵礦少量。

（2）灰白色氣孔狀流紋巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)顯微球粒及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，氣孔狀構(gòu)造。斑晶為石英，基質(zhì)主要由顯微球粒組成，少量隱晶質(zhì)，氣孔充填物為晶族狀斜長(zhǎng)沸石。

（3）灰白色顯微球粒流紋巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)顯微球粒結(jié)構(gòu)，流紋構(gòu)造。斑晶為石英和鉀長(zhǎng)石，基質(zhì)主要由顯微球粒組成，平行流紋填隙狀，石英和鉀長(zhǎng)石少量，黑云母磁鐵礦少量。

（4）灰色珍珠巖：斑晶由透長(zhǎng)石、石英組成，基質(zhì)酸性玻璃質(zhì)，具珍珠狀裂開(kāi)，毛發(fā)狀雛晶細(xì)紋狀排列，顯微流動(dòng)構(gòu)造。

（5）灰紫色流紋質(zhì)含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r。晶屑凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。晶屑有石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石，膠結(jié)物為火山塵。

3　地球化學(xué)特征

3.1巖石化學(xué)特征

各填圖單元巖石化學(xué)成分及主要參數(shù)見(jiàn)表1、2。

3.1.1滿克頭鄂博組

SiO2為74.46%～78.47%；Al2O3為11.35%～ 12.76%；主要標(biāo)準(zhǔn)礦物組合為or+ab+an+q+mt，大多數(shù)樣品出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)礦物C。A/CNK=1.03～1.39，平均為1.21，總體為硅鋁過(guò)飽和巖石，源巖應(yīng)為沉積巖或來(lái)自上地殼的巖石。K2O＞Na2O，顯示該組火山巖堿富集；里特曼指數(shù)（σ）1.11～2.6，平均1.68，堿度率（A.R）為2.51～5.3，NK/A平均為0.82＜0.9，據(jù)洪大衛(wèi)（1987）為鈣堿性巖系；分異指數(shù)（DI）92.4～95.73、固結(jié)指數(shù)（SI）1.37～3.05，反映巖漿分異程度高；長(zhǎng)英指數(shù)（FL）91.45～97.24、鎂鐵指數(shù)（MF）為82.96～91.38，揭示巖漿分離結(jié)晶作用較強(qiáng)。

3.1.2瑪尼吐組

SiO2含量為52.43%～69.52%，平均為61.84%；Al2O3為14.4%～16.52%，平均為15.47%；主要標(biāo)準(zhǔn)礦物組合為or+ab+an+en+hy+q+il+mt，大多數(shù)樣品出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)礦物C，A/CNK=1.08～1.35，平均為1.20，總體為硅鋁過(guò)飽和巖石，源巖應(yīng)為沉積巖或來(lái)自上地殼巖石。里特曼指數(shù)（σ）2.37～6.44，平均3.73，堿度率（A.R）為1.92～3.51，NK/A為0.59～0.85，平均為0.73＜0.9，據(jù)洪大衛(wèi)（1987）為鈣堿性巖系；分異指數(shù)（DI）59.89～87.28、固結(jié)指數(shù)（SI）5.37～15.81，平均為9.88，反映巖漿分異程度弱；長(zhǎng)英指數(shù)（FL）54.94～91.51，平均為70.17，鎂鐵指數(shù)（MF）為65.37～87.29，平均為77.92，揭示巖漿分離結(jié)晶作用較弱。

3.1.3白音高老組

SiO2為70.42%～74.99%，平均為72.84%；Al2O3為11.88%～14.6%，平均為13.56%；主要標(biāo)準(zhǔn)礦物組合為or+ab+an+q，部分樣品出現(xiàn)C，A/CNK=1.07～1.51，平均為1.21，為硅鋁過(guò)飽和巖石，指示源巖應(yīng)為沉積巖或來(lái)自上地殼巖石。里特曼指數(shù)（σ）1.65～2.72，平均2.29，堿度率（A.R）為2.02～2.77，NK/A平均為0.79＜0.9，據(jù)洪大衛(wèi)（1987）為鈣堿性巖系；分異指數(shù)（DI）82.24～93.48、固結(jié)指數(shù)（SI）1.4～14.48，反映巖漿分異程度高；長(zhǎng)英指數(shù)（FL）70.04～92.48、鎂鐵指數(shù)（MF）為53.94～90.91，揭示巖漿分離結(jié)晶作用較強(qiáng)。

3.2稀土元素特征

3.2.1滿克頭鄂博組

稀土元素豐度及特征參數(shù)見(jiàn)表4。稀土總量（∑REE）高，在66.39×10-6～469.9×10-6之間，平均為254.54×10-6，輕重稀土比值ΣCe/ΣY為3.53～8.15，平均為6.36，輕稀土富集；δEu含量在0.06～0.53之間，平均為0.28。稀土配分曲線（圖4）顯示輕稀土段向右傾斜，斜率大，重稀土段相對(duì)平緩，Eu處具強(qiáng)的“V”型谷，Eu強(qiáng)烈虧損，（La/Yb）N在3.74～9.32之間，平均為7.45，（Ce/Yb）N在2.18～8.52之間，平均為4.66。

表4　滿克頭鄂博組巖石稀土元素豐度及特征參數(shù)表Tab.4 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Manketouebo formation

圖4　滿克頭鄂博組火山巖稀土元素配分曲線圖Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Manketouebo formation

這表明滿克頭鄂博組巖石屬輕稀土富集型，重稀土之間分餾程度弱，具有明顯的負(fù)銪異常，同時(shí)看出其結(jié)晶分異作用強(qiáng)烈。

3.2.2瑪尼吐組

稀土元素豐度及特征參數(shù)見(jiàn)表5。稀土總量∑REE在77.12×10-6～548.2×10-6之間，平均為291.02×10-6，輕重稀土比值ΣCe/ΣY為5.49～18.59，平均為14.15；δEu為0.78～1.07，平均為0.93；所有樣品稀土配分曲線（圖5）均明顯向右傾，不同類型巖石曲線型式一致，重稀土部分略有交叉；（La/Yb）N為4.64～37.28，（Ce/Yb）N為3.92～29.19。

總體表明輕重稀土分餾比較明顯，輕稀土富集，均具有弱負(fù)銪異常，反映巖漿來(lái)源較深（至少為下地殼）或壓力較大構(gòu)造環(huán)境。

3.2.3白音高老組

稀土元素豐度及特征參數(shù)見(jiàn)表6。稀土總量∑REE為137.86×10-6～323.57×10-6，平均為198.77×10-6；輕重稀土比值ΣCe/ΣY為7.6～19.67，平均為13.31；δEu為0.12～0.72，平均為0.44；稀土配分型式見(jiàn)圖6，配分曲線輕稀土段總體向右傾斜，重稀土段大多平緩，Eu處均出現(xiàn)明顯的“V”型谷；主要參數(shù)分別為：（La/Yb）N在20.62～58.61之間，（Ce/Yb）N在20.62～121.48之間，（Sm/Eu）N在1.7～9.84之間，其平均值均遠(yuǎn)大于1。表明該組巖石總體為輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾程度弱，Eu虧損強(qiáng)。

3.3微量元素特征

3.3.1滿克頭鄂博組

微量元素含量及有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表7。

大離子親石元素K含量為3485.11×10-6～3775.53×10-6，Rb為127.9×10-6～200×10-6，高于地殼豐度。Ba為392.5×10-6～911.8×10-6，平均為703.85×10-6，Sr為23.8×10-6～47.7×10-6，低于地殼豐度；K/Rb值為18.88～29.52，Rb/Sr值為2.73～8.40，顯示巖石中大離子親石元素含量有一定變化[8]。

表5　瑪尼吐組巖石稀土元素豐度及特征參數(shù)見(jiàn)表Tab.5 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Manitu formation

放射性生熱元素：Th為8.74×10-6～20.85×10-6，高于地殼豐度；非活動(dòng)性元素：Nb為10.5×10-6～21.2×10-6，平均為14.73×10-6，Zr為116×10-6～203.6×10-6，Hf為6.43～8.47，Y為37.3×10-6～57.2× 10-6，高于地殼豐度；P為124.5×10-6～224.1×10-6，低于地殼豐度；過(guò)渡元素：Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地殼豐度。

特征參數(shù)：Nb*=0.2～0.98、Sr*=0.01～0.09、P*= 0.03～0.12、Zr*=0.35～2.56，各參數(shù)平均值均小于1，揭示巖漿成因信息為花崗質(zhì)巖石，同時(shí)反映巖石抗交代蝕變能力弱。

由微量元素標(biāo)準(zhǔn)化比值蛛網(wǎng)圖（球粒隕石值主要為T(mén)hmpson，1982）（圖7）可以看出，4個(gè)樣品曲線型式大體一致，均顯示Rb、Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y、Yb呈峰，相對(duì)富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti呈谷（虧損），具同源巖漿特征。

圖5　瑪尼吐組巖石稀土元素配分曲線圖Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Manitu formation

3.3.2瑪尼吐組

微量元素含量及有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表8。大離子親石元素K含量平均為3 057.31×10-6；Rb含量平均為119.48×10-6；Sr含量平均為682.77×10-6；Ba含量平均為1 023.43×10-6，均高于地殼豐度。K/Rb值為17.67～45.72，Rb/Sr值為0.04～0.68，顯示巖石中大離子親石元素含量變化不大。

放射性生熱元素：Th平均為10.74×10-6高于地殼豐度；非活動(dòng)性元素：Zr平均為317.03×10-6；Hf平均為11.17×10-6；P平均為2 731.35×10-6，均高于地殼豐度；Y平均為20.54×10-6，Nb平均為20.48×10-6，低于地殼豐度。過(guò)渡元素Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地殼豐度。

特征參數(shù)：Nb*=0.3～0.78、Sr*=0.38～0.62、P*= 0.41～1.02、各參數(shù)平均值均小于1；Zr* =0.64～2.00，平均值為1.32，上述特征均反映巖漿成因信息為花崗質(zhì)巖石或地殼巖石或具同化混染的玄武質(zhì)巖石。

由微量元素標(biāo)準(zhǔn)化比值蛛網(wǎng)圖（球粒隕石值主要為T(mén)hmpson，1982）（圖8）可以看出，不同巖石類型曲線型式相似，均顯示Rb、Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y、Yb呈峰，相對(duì)富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti呈谷（虧損），反映不同的巖石類型巖漿是同源的特點(diǎn)。

表6　白音高老組巖石稀土元素豐度及特征參數(shù)表Tab.6 Rare earth element abundances and characteristic parameters of the Baiyingaolao formation

表7　滿克頭鄂博組火山巖微量元素豐度（×10-6）及特征參數(shù)表Tab.7 Volcanic element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Manketouebo formation

圖6　白音高老組火山巖稀土元素配分曲線圖Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns of the Baiyingaolao formation

圖7　滿克頭鄂博組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.7 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Manketouebo formation

圖8　瑪尼吐組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.8 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Manitu formation

3.3.3白音高老組

微量元素含量及有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表9。其中，大離子親石元素K平均為4 327.80×10-6；Rb平均為228.31×10-6；Ba平均為462.41×10-6，這些元素的豐度均高于地殼豐度；Sr豐度在34.3×10-6～215.9×10-6之間，低于地殼豐度。K/Rb值為16.46～22.71，Rb/Sr值為1.04～6.85，顯示巖石中大離子親石元素含量變化大。

放射性生熱元素：Th含量平均為21.90×10-6，遠(yuǎn)高于地殼豐度。非活動(dòng)性元素：Zr平均為181.79×10-6；Hf平均為7.31×10-6；Y平均為30.35×10-6；Nb平均為16.86×10-6，均高于地殼豐度；P 為141.1×10-6～2 199.46×10-6，低于地殼豐度。過(guò)渡元素Ti、V、Cr、Co、Ni等均低于地殼豐度。特征參數(shù)：Zr*平均為1.92，大于1，而Nb*、Sr*、P*各參數(shù)平均值均小于1；上述特征反映巖漿成因信息為花崗質(zhì)巖石或地殼巖石。

表8　瑪尼吐組巖石微量元素豐度（×10-6）及特征參數(shù)見(jiàn)表Tab.8 Trace element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Manitu formation

由微量元素標(biāo)準(zhǔn)化比值蛛網(wǎng)圖（球粒隕石值主要為T(mén)hmpson，1982）（圖9）看，不同巖石樣品曲線型式一致，均顯示Rb、Th、La、Ce、Nd、Zr等呈峰，相對(duì)富集，Ba、Sr、P、Ti呈谷（虧損）。

4　巖漿形成的溫壓條件

巖漿結(jié)晶溫度：據(jù)Nathan等（1978）提出的陽(yáng)離子分?jǐn)?shù)溫度計(jì)算方法，求出石英、斜長(zhǎng)石結(jié)晶溫度（表10）。

滿克頭鄂博組火山巖礦物結(jié)晶時(shí)的溫度在1000℃左右，瑪尼吐組火山巖礦物結(jié)晶時(shí)的溫度在1100℃左右，白音高老組火山巖礦物結(jié)晶時(shí)的溫度平均為1070℃。

巖漿中礦物結(jié)晶深度：在Q-Ab-Or-H2O系圖中（圖10），滿克頭鄂博組樣品投點(diǎn)落于（1～3）×108Pa范圍內(nèi)，大體相當(dāng)于3.3～10 km（1 GPa≈33 km），說(shuō)明巖漿主要來(lái)源于上地殼；瑪尼吐組樣品投點(diǎn)分散，大多數(shù)樣品有投點(diǎn)落于5×108Pa壓力以上區(qū)域，表明巖漿冷凝礦物結(jié)晶時(shí)的深度大于16.5 km左右，巖漿起源于上地殼；白音高老組樣品投點(diǎn)主要落于（1.5～2）×108Pa壓力區(qū)域以內(nèi)，表明巖漿冷凝礦物共結(jié)晶時(shí)的深度4.5～6.6km左右。

表9　白音高老組微量元素豐度（×10-6）及特征參數(shù)表Tab.9 Trace element abundances（×10-6）and characteristic parameters of the Baiyingaolao formation

圖9　白音高老組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.9 Chondrite-normalized trace element distribution patterns of the Baiyingaolao formation

圖10　火山巖Q-Ab-Or-H2O系圖Fig.10 Volcanic Q-Ab-Or-H2O diagram

5　巖漿起源及構(gòu)造環(huán)境分析

Rb-Sr豐度與地殼厚度的關(guān)系圖（K.C.Condie，1973）顯示（圖11），下白堊統(tǒng)火山巖巖漿A/CNK= 1.03～1.4，平均為1.2，為硅鋁過(guò)飽和巖石，源巖應(yīng)以沉積巖為主，眾多研究表明這類巖石主要發(fā)育于大陸板塊邊緣靠大陸一側(cè)的古老陸殼之中，其形成主要與陸-陸碰撞、陸內(nèi)造山作用以及克拉通內(nèi)的韌性剪切作用密切相關(guān)；微量元素特征揭示巖漿成因信息為花崗質(zhì)巖石或具同化混染的玄武質(zhì)巖石；各樣品在Q-Ab-Or-H2O系圖上的投點(diǎn)表明（圖10），滿克頭鄂博組投點(diǎn)主要落于小于10 km區(qū)域，瑪尼吐組落于16.5 km區(qū)域，白音高老組落于小于6.6 km范圍。揭示從滿克頭鄂博期火山巖→瑪尼吐期火山巖→白音高老期火山巖，巖漿源由淺→深→淺變化。

表10　火山巖的石英、斜長(zhǎng)石結(jié)晶溫度表Tab.10 The crystallization temperature of quartz and plagioclase in volcanic

在里特曼-戈蒂里圖解中（圖12），三個(gè)組樣品投點(diǎn)主要落入B區(qū)，即造山帶火山巖區(qū)，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造分析應(yīng)屬陸內(nèi)造山作用環(huán)境。

圖11　Rb-Sr豐度與地殼厚度的關(guān)系圖Fig.11 Relationship diagram of the Rb-Sr abundance

圖12　火山巖里特曼-戈蒂里圖解Fig.12 Logσ-logτgraphic of the Volcanic rock and crustal thickness

綜上所述，本區(qū)早白堊世火山巖為中-高鉀的鈣堿性巖系，巖石組合為流紋巖、英安巖、安山巖及其相應(yīng)的火山碎屑巖；SiO2含量總體為52.43%～77.74%，K2O/Na2O為0.67～1.85，平均1.18，大于0.6，與區(qū)域活動(dòng)陸緣火山巖特征相似；火山巖Th含量較高，一般高于大陸邊緣安山巖；微量元素比值蛛網(wǎng)圖配分型式總體與大陸邊緣安山巖相似；所有樣品表現(xiàn)為低TiO2特征，平均為0.77，據(jù)Gill（1981）[9]研究，TiO2<1.75%是判別造山火山巖的一個(gè)重要標(biāo)志，表示本區(qū)火山巖形成于陸內(nèi)造山帶背景；除中性巖外其余巖石分異作用較強(qiáng)；區(qū)內(nèi)流紋質(zhì)火山巖的87Sr/86Sr初始值為0.721 061～0.762 865，安山質(zhì)巖石87Sr/86Sr初始值多在0.708 576～0.716 059，少數(shù)為0.705 408～0.705 864，表示巖漿主要來(lái)源于地殼，瑪尼吐組火山巖可能有幔源成分參與；在里特曼-戈蒂里圖解中，絕大部分樣品投入B區(qū)，可認(rèn)為區(qū)內(nèi)巖石總體屬陸內(nèi)造山帶火山巖。本區(qū)早白堊世火山巖所處的區(qū)域構(gòu)造位置屬大興安嶺-燕山中生代火山-侵入雜巖帶的西部邊緣，是靠近板內(nèi)一側(cè)地區(qū)，也屬于中國(guó)東部火山活動(dòng)帶的組成部分，是太平洋板塊向中國(guó)東部大陸俯沖造成大陸巖石圈發(fā)生類似陸緣弧深部作用，使地殼中下部巖石發(fā)生重熔分異作用的產(chǎn)物。

6　結(jié)論

本區(qū)火山巖為硅鋁過(guò)飽和巖石，鈣堿性巖系，源巖應(yīng)為沉積巖或來(lái)自上地殼的巖石，流紋質(zhì)火山巖巖漿分異、分離結(jié)晶作用程度高，中-中酸性火山巖巖漿分異程度、分離結(jié)晶作用弱。巖石屬輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，具有明顯的銪負(fù)異常。

分布在二連斷陷盆地的邊緣斷裂帶上，屬深源高壓火山巖。其形成與二連斷陷盆地伸展構(gòu)造體制密切相關(guān)，是太平洋板塊向中國(guó)東部大陸俯沖造成大陸巖石圈發(fā)生類似陸緣弧深部作用，使地殼中下部巖石發(fā)生重熔分異作用的產(chǎn)物。

本區(qū)滿克頭鄂博組（K1mk）、瑪尼吐組（K1mn）和白音高老組（K1b）的層位、巖石類型組合特征、巖石地球化學(xué)特征及相互接觸關(guān)系等均與大興安嶺地區(qū)的滿克頭鄂博組（J3mk）、瑪尼吐組（J3mn）和白音高老組（J3b）可比。本次工作所測(cè)得的同位素年齡（133.3±1.1 Ma、136±1.1 Ma）及相鄰地區(qū)近年來(lái)的同位素年齡資料[10,11]，表明本區(qū)中生代火山巖的形成時(shí)代為早白堊世是合適的。

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中圖分類號(hào)：P595

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-4135（2016）01-0001-14

收稿日期：2015-06-04

作者簡(jiǎn)介：武躍勇（1959-），男，高級(jí)工程師，1982年畢業(yè)于內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)學(xué)校地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè)，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，Email：350495661@qq.com。