楊波　付啟龍

［關(guān)鍵詞］早石炭世侵入巖；巖石化學(xué)；巖石學(xué)；鋯石U-Pb年齡；阿巴嘎旗

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟阿巴嘎旗別力古臺鎮(zhèn)南約20 km處。大地構(gòu)造位置屬天山—興蒙造山系—大興安嶺弧盆系—錫林浩特巖漿?。?］，研究區(qū)內(nèi)侵入巖位于錫林浩特晚古生代巖漿弧的西段，本文在研究區(qū)開展1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，通過對阿巴嘎旗南部早石炭世侵入巖的同位素年代學(xué)、巖石學(xué)及地球化學(xué)等特征的研究分析，探討其成因、構(gòu)造環(huán)境及地質(zhì)意義，為區(qū)域構(gòu)造演化提供了新的巖石學(xué)證據(jù)。

1. 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)內(nèi)地層分布廣泛，主要分為志留系中統(tǒng)徐尼烏蘇組、泥盆系上統(tǒng)色日巴彥敖包組、新近系上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組、第四系更新統(tǒng)阿巴嘎組及全新統(tǒng)砂土及砂礫石；根據(jù)侵入巖的空間分布、侵入體間相互關(guān)系、巖石化學(xué)、地球化學(xué)特征，并結(jié)合所獲得的鋯石U-Pb同位素年齡，研究區(qū)分別劃歸為中元古代和早石炭世兩個(gè)構(gòu)造巖漿活動時(shí)代［2-3］，早石炭世侵入巖主要分布于研究區(qū)東北部，多呈小巖基或巖珠狀，該巖體侵入中元古代巖體及泥盆系上統(tǒng)色日巴彥敖包組碎屑巖之中（圖1）。

2. 巖石學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)石炭世侵入巖劃分為灰白色中粒二長花崗巖和淺肉紅色中細(xì)粒正長花崗巖，巖性界線較為清晰，根據(jù)兩種巖性接觸關(guān)系和巖漿演化順序，二長花崗巖形成較早，正長花崗巖形成較晚。

灰白色中粒二長花崗巖，巖石風(fēng)化較強(qiáng)，基巖出露較差，通過重磁特征推斷結(jié)合鉆探驗(yàn)證，在覆蓋層之下二長花崗巖面積可達(dá)24 km²以上。巖石具花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；斜長石粒度多呈0.5～1.5 mm，個(gè)別呈9 mm半自形板狀，發(fā)育聚片雙晶；鉀長石粒度多呈0.6～2 mm，少數(shù)粒度多呈2～2.5 mm半自形板狀，多數(shù)為微斜長石；石英粒度多呈0.2～2 mm他形粒狀，顆粒之間齒狀鑲嵌，具波狀消光；石榴石粒度多呈0.1～0.3 mm粒狀，均質(zhì)礦物；黑云母粒度多呈0.1～1.5 mm片狀，呈黃色—深棕色。鉀長石含量40%，斜長石含量30%，石英含量27%，黑云母含量2%，石榴石含量1%（圖2）。

淺肉紅色中細(xì)粒正長花崗巖，地表基巖出露相對較好，出露面積約18 km²，通過重磁特征推斷結(jié)合鉆探驗(yàn)證，在覆蓋層之下正長花崗巖面積可達(dá)49 km2以上。巖石具中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，鉀長石半自形板狀，泥化，粒度呈1～2 mm；斜長石半自形板狀，弱絹云母化，粒度呈0.5～1 mm；石英半自形粒狀，粒度呈0.5～1 mm；黑云母片狀，褐鐵礦化，粒度呈0.5 mm。鉀長石含量65%，斜長石含量15%，石英含量20%，黑云母少量（圖3）。

3. 巖石化學(xué)、地球化學(xué)特征

巖石主要元素含量（表1）可見，巖石SiO₂含量在67.54%～76.52%，平均為73.89%。Al₂O₃含量在11.54%～15.18%，平均值為13.22%。主要標(biāo)準(zhǔn)礦物為Or+Ab+An+C+il+Hy+Mt+Q，為硅過飽和巖石。鋁飽和指數(shù)A/CNK在1.039～1.253，平均值為1.15，大于1，屬鋁過飽和巖石。巖石總體具有高硅鋁、貧鉀、鎂、鈣等特點(diǎn)。分異指數(shù)（DI）為81.03～95.7，平均值為89.76；固結(jié)指數(shù)（SI）為1.45～9.35，平均值為4.02，反應(yīng)巖漿分異程度較強(qiáng)。在ACF圖解（圖4）多數(shù)點(diǎn)投于“S”型花崗巖區(qū)，綜合判定該巖體屬鋁過飽和的“S”型花崗巖［4］。

巖石稀土總量為104.53×10-6～255.39×10^-6，平均為179.16×10^-6，稀土總量較少（表2）。輕重稀土比值（LREE/HREE）為5.13～10.32，平均為7.97。LaN/YbN比值為3.84～11.14，平均為7.65，說明輕重稀土分餾較為明顯［5］，稀土配分曲線（圖5）顯示輕稀土段陡傾，Eu虧損不明顯，重稀土相對平緩，稀土曲線特征總體具有地殼重熔型稀土分布特征。石元素K豐度為3.16%，低于維氏值（維諾格拉多夫，1962）（2.5%）；Rb 豐度為145.47×10^-6，接近維氏值（150×10^-6）；Sr豐度為126.67×10^-6，低于維氏值（340×10^-6）；Ba 為408.33×10^-6，低于維氏值（650×10^-6）。放射性生熱元素U 為1.5×10-6，低于維氏值（2.5×10^-6）；Th為16.52×10^-6，大于維氏值（13×10^-6）。非活動性元素Nb含量31.47×10^-6，高于維氏值（20×10^-6）；Ta豐度為1.04×10^-6，低于維氏值（2.5×10^-6）；Zr 豐度為297.67×10^-6，低于維氏值（350.22×10^-6）；Hf 豐度為6.38×10^-6，低于維氏值（9.07×10^-6）。微量元素曲線（圖6）中Nb、Ta貧化，P強(qiáng)烈貧化［6］，Sr貧化，K富集，U、Th富集共同體現(xiàn)了早石炭世侵入巖巖漿來源于虧損地幔，受消減帶上升流體影響，并經(jīng)過進(jìn)一步分異而形成的殘留巖漿。

4. 巖石成因及構(gòu)造環(huán)境分析

巖石樣品分析結(jié)果表明，早石炭世花崗巖為“S”型花崗巖。根據(jù)巖石Q-Ab-An圖解（圖7）顯示，早石炭世侵入巖成巖時(shí)代多在800 ℃以上，成巖壓力在500 bar以下；在侵入巖Yb+Nb-Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖8）顯示，該期侵入巖主要落于火山弧花崗巖區(qū)，R1-R2圖解（圖9）樣點(diǎn)多投影于同碰撞期，表明研究區(qū)早石炭世侵入巖與碰撞造山的花崗巖有關(guān)。

5. 時(shí)代討論

在研究區(qū)內(nèi)采集的TW3458樣品，巖性為二長花崗巖，為石炭世侵入巖的主要巖石類型，樣品均采自新鮮基巖，巖石無蝕變、無脈巖穿插、無污染，遠(yuǎn)離其他地質(zhì)體，采樣質(zhì)量可靠。樣品經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院巖礦室挑選鋯石，后送天津地質(zhì)調(diào)查中心同位素地球化學(xué)研究室進(jìn)行制靶，最終送往內(nèi)蒙古自治區(qū)巖漿活動成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，對樣品進(jìn)行了LAMC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析（圖10），進(jìn)行了25個(gè)點(diǎn)測試分析，鋯石陰極發(fā)光（CL）圖像（圖11），獲得LA-MC-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡值為338.3±3.7 Ma（表4），表明該巖體形成時(shí)代應(yīng)在早石炭世。

6. 結(jié)論

通過對內(nèi)蒙古阿巴嘎旗南部地區(qū)早石炭世侵入巖進(jìn)行巖石學(xué)和巖石化學(xué)的初步研究，表明該區(qū)侵入巖屬于硅、鋁過飽和巖石，巖石微量元素顯示其巖漿來源于虧損地幔，受消減帶上升流體影響，并經(jīng)過進(jìn)一步分異而形成的殘留巖漿，為晚古生代時(shí)期錫林浩特微板塊與南戈壁后碰撞階段伸展體制下的產(chǎn)物。在研究區(qū)內(nèi)采集的鋯石同位素分析顯示該巖體形成時(shí)代為早石炭世，該成果為錫林浩特阿巴嘎旗地區(qū)晚古生代巖漿活動提供了進(jìn)一步的巖石學(xué)證據(jù)。