内蒙古赤峰北部晚侏罗世花岗岩地球化学特征及构造背景

作者:刘昊;杨欣德;郝彬;刘贵权;李勇锋 刊名:地质力学学报 上传者:李湛

【摘要】通过内蒙古赤峰北部地区花岗岩地球化学数据与国内外各类型花岗岩资料的对比和判别,认为内蒙古赤峰北部地区花岗岩以I型为主,少数具有A型花岗岩的特征。具有高钾和富碱的特点,微量元素表现为富集Ba、Th、K等大离子亲石元素(LILE),而高场强元素(HFSE)Nb、Ti等则相对亏损,其中Sr和P出现强烈亏损。轻重稀土分馏明显,重稀土未见明显分馏。Eu有明显的负异常(δEu值在0.30~0.88之间),稀土模式呈现为明显的Eu异常右倾谱系。结合前人的研究资料,初步认为在造山后的伸展减薄环境中,压力的降低和软流圈的上涌对地壳的部分熔融起到了一定的作用,从而为研究区花岗岩的形成提供了条件。

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0引言中国北方在地质上属于华北和西伯利亚所夹持的中亚造山带,该区花岗岩极为丰富,与相邻的蒙古和俄罗斯贝加尔地区的花岗岩分布区一起,构成了世界上最大的花岗岩区[1]。国内外众多地质学家对华北和东北地区的花岗岩进行了深入研究,许多人认可其成因与显生宙岩石圈减薄这一地质事实有关[2]。但是关于该区域花岗岩的成因和构造背景仍有很多不同的认识,主要观点有:李锦轶等[3]认为造山带演化晚期以区域性伸展为主,岩石圈或山根拆沉、软流圈地幔上侵导致地壳重熔;吴华英等[4]认为由于板块碰撞导致花岗岩源岩不断演化,在后碰撞伸展环境下,储存于下地壳或岩石圈、软流圈内部的源岩发生部分熔融及就位;林强等[5]认为中生代古亚洲洋闭合期间,碱性系列基性岩石部分熔融生成的岩浆通过底侵作用促使先成下地壳部分熔融或幔源玄武质岩浆的结晶分异作用形成。本文在内蒙古赤峰地区北部的大面积花岗岩出露区,通过野外观察取样以及对岩石地球化学数据的分析,结合前人的研究结果和资料,对花岗岩的成因和构造背景作进一步的探讨。1研究区地质概况研究区位于内蒙古赤峰市北部,大地构造位置位于华北地块北缘的内蒙古隆起,地处燕山北麓、大兴安岭西南段与内蒙古高原向辽河平原的过渡地带,经历了古亚洲洋陆缘增生演化阶段和濒太平洋大陆边缘活动阶段。由于经历了漫长的地质演化,区域构造十分复杂[6],沉积作用、岩浆作用及变质变形作用较为发育。断裂活动主要集中在中生代晚期至新生代,规模大、范围广,其中以北东东向断裂较为发育,沿断层破碎带多充填酸性岩脉。文中所采用的样品均取自喇嘛地沟和毛山东乡2个大面积花岗岩出露区,出露面积约65km2。研究区地质图见图1。图1研究区区域地质图(参考五分幅地质图,2000,略有改动)Fig.1Regionalgeologicalmapofthearea2样品地球化学特征2.1主量元素分析花岗岩样品的主量元素分析结果见表1。从表1可以看出,钾长花岗岩中的SiO2含量介于62.82%76.64%之间,具有高铝(Al2O3含量为12.84%15.95%)、高钾(K2O变化范围在3.19%3.98%之间)的特征,样品的Na2O平均含量为4.85%,表现出富钾富碱的性质;而9个二长花岗岩样品中,SiO2含量在63.00%77.32%之间,平均含量为70.12%,同样也具有高钾(K2O平均含量为3.95%)和富碱的特点,与岩浆岩系列K2O-SiO2图解的结果(见图2a)吻合;3个石英正长斑岩样品的SiO2含量普遍较高,平均为73.55%,全碱含量(Na2O+K2O)平均为9.28%,反映在标准矿物成分上为石英的过饱和。样品哈克图解(见图3)显示花岗岩中SiO2与其他组分呈较好的线性关系,其中MgO、Fe2O3、CaO、Al2O3等含量随SiO2含量的增大而降低,呈明显的负相关,且线性关系良好,反映了岩浆分离结晶演化的趋势。而在ANK-A/NKC(ANK=Al2O3/(Na2O+K2O)分子数比,A/NKC=Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)摩尔比)图解中,所有样品均落在过铝质区(见图2b)。表1内蒙古赤峰北部晚侏罗世花岗岩主量元素分析结果Table1MajorelementcompositionsoftheupperJurassicgranitefromNorthernChifeng,InnerMongolia主量元素钾长花岗岩石英正长斑岩二长花岗岩34-534-3535-236-534-2034-2234-3434-734-2434-3134-4035-536-336-837-937-12SiO264.8

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