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摘 要:内蒙古固阳大老虎店地区广泛分布新太古代变质侵入岩,岩石基本保留了侵入岩的外貌,为一套高绿片岩-低角闪岩相的变质岩。新太古代变质侵入岩总体为一个由基性-中酸性的演化序列,属钙碱性系列,具有较典型的TTG岩系特征。
关键词:变质深成岩;TTG岩系;新太古代;内蒙古
研究区行政区划属于内蒙古自治区包头市固阳县,区内新太古代变质侵入岩分布广泛,主要集中分布于铁匠沟-大鸡兔沟-白菜沟一带。《内蒙古自治区区域地质志》及内蒙古中部地区原1:20万区调在研究区划分出了大面积出露的变质石英闪长岩体,后期的1:25万国土资源大调查及1:5万区调工作进一步划分出范围很大的新太古代变质侵入岩。石英闪长质片麻岩中已获得了2575-2676MA的锆石U-Pb同位素年龄(陶继雄,2003)。
1.区域地质特征
研究区位于内蒙古自治区包头市固阳东部,大地构造位置属华北陆块北缘隆起带(俗称内蒙地轴)、阴山断隆、大青山复式背斜的北翼。研究区地层极为发育,太古代、古生代、中生代及新生代等均有发育,出露面积约占测区总面积40%左右。研究区内的地层主要为二叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系及乌拉山岩群和兴和岩群。研究区新太古代變质侵入岩集中分布于铁匠沟-大鸡兔沟-白菜沟一带,总体大致呈东西向展布,有规模不等的石英闪长质片麻岩、英云闪长质片麻岩及部分片麻状花岗岩组成。岩石中普遍发育条带状、弱片麻状构造。大部分岩石经历了不同程度变质作用的改造,但整体上仍然保留有清晰地岩浆岩特征。
2. 岩石学特征
2.1英云闪长质片麻岩
该地区英云闪长质片麻岩分布于研究区北部铁匠沟、大鹰背山、五当召沟、哈拉此老、白菜沟等地区,出露面积约92.3km2。主体岩石类型为英云闪长质片麻岩。岩石内部具片麻状构造,部分发育条带状构造,局部可见不同程度的韧性剪切变形。片麻理产状陡立,走向北西向。英云闪长质片麻岩明显侵入兴和岩群浅色麻粒岩和狼牙山片麻岩之中,内部含有大量规模不等的包体。岩体呈灰绿色、灰色,为英云闪长质片麻岩。
英云闪长质片麻岩为变余半自形-它形粒状结构,片麻状构造,主要矿物成分为:斜长石、石英、角闪石、黑云母、不透明矿物。其中斜长石呈半自形板状-它形粒状分布,均已强钠黝(绿)帘石化、高岭土化,受变质作用影响斜长石具碎粒化,部分形成碎粒状且趋于定向排列,斜长石类型主要为钠-更长石,粒度0.15~1.0㎜,含量约73-74%;石英含量较少,呈它形粒状分布于斜长石颗粒间,受变质作用影响均已不同程度重结晶且趋于定向排列,粒度0.05~1.1㎜,含量约6-7%;角闪石呈半自形-它形柱粒状分布,具闪石式解理、多色性明显,受变质作用影响趋于定向排列,部分形成变晶形态,粒度0.15~2.0㎜,部分粒度>2.0㎜,含量约11-12%;黑云母呈鳞片状-叶片状与角闪石共生分布,均已不同程度铁质化,片径<0.15㎜,含量约8-9%;不透明矿物呈星散状分布,含量<1%。
2.2 石英闪长质片麻岩
研究区石英闪长质片麻岩分布较为分散,在中部偏北区域的梅令沟、窝次沟等,出露面积约13 km2,与乌拉山岩群黑云角闪片麻岩岩组相接触,二者之间的界线呈犬牙交错状,明显是受后期变形改造的地质界线。
石英闪长质片麻岩为变余半自形-它形粒状结构,弱片麻状构造。矿物成分:斜长石:受变质作用影响大部分呈碎粒状、变晶粒状、不规则状等形态趋于定向排列,少部分仍保留原半自形板状形态,其类型主要为钠-更长石、更-中长石,均已强钠黝帘石化、绢云母化,粒度0.1~2.0㎜。碱性长石:含量较少,其形态及分布特征同斜长石,其类型主要为条纹长石,均已不同程度高岭土化,粒度0.1~2.0㎜。石英:含量8-9%,呈变晶粒状、不规则状或集合体状分布于长石矿物颗粒间,粒度0.05~1.6㎜。角闪石:呈半自形-它形柱粒状分布,具闪石式解理、多色性明显,受变质作用影响大部分形成变晶形态,角闪石具弱纤闪石化,粒度0.05~1.5㎜。
2.3 花岗质片麻岩
该岩体分布于下湿壕断裂带以南的大英兔、色灯沟一带,出露面积约9km2。岩体遭受了韧性剪切变形,产生与围岩一致的近东西向片麻理构造,产状为345°∠75°,拉伸线理产状为75°∠25°,主要岩石类型为二长花岗质片麻岩,眼球状或片麻状构造。内含乌拉山岩群岩性包体。
花岗质片麻岩岩石为变余半自形-它形粒状结构,片麻状构造,主要矿物成分为:碱性长石、石英、角闪石、黑云母、透辉石、磷灰石、不透明矿物。其中碱性长石受变质作用影响部分碱性长石呈碎粒状、变晶粒状、不规则状等形态趋于定向排列,部分仍保留原半自形板状形态,可见类型主要为条纹长石,具弱高岭土化,粒度0.1~2.0㎜,含量约67-68%;石英受变质作用影响均已不同程度重结晶形成变晶粒状、不规则状等形态略呈定向分布于长石颗粒间,粒度0.05~1.0㎜,含量约19-20%;角闪石呈变晶柱粒状或集合体状定向分布于粒状矿物颗粒间形成片麻状构造,具闪石式解理、多色性明显,粒度0.05~0.7㎜,含量约6-7%;透辉石呈变晶柱粒状与角闪石共生分布,具辉石式解理,粒度0.05~0.8㎜,含量约2-3%;黑云母呈鳞片状-叶片状或集合体状与角闪石、透辉石共生分布,片径<0.15㎜,含量约3-4%;磷灰石呈半自形-它形粒状零星分布,粒度<0.15㎜,含量<1%;不透明矿物呈浸染状分布,含量约0.5-1%。
3.岩石化学特征
3.1 岩石化学特征
从大老虎店新太古代变质侵入岩的岩石化学分析结果及部分参数可以看出:新太古代变质侵入岩岩石中SiO2含量变化较大,从中性的英云闪长质片麻岩的55.8%变化到酸性花岗质片麻岩的71.79%,为中酸性岩石;Al2O3含量从14.83%-20.06%,属次铝型-过铝型;碱度指数(K2O+Na2O)/Al2O3<0.9,呈钙碱性。
3.2 稀土元素特征
根据大老虎店新太古代变质侵入岩样本稀土分析可知,稀土总量∑REE=18.124-150.65,∑LREE/∑HREE=1.88-21.13,稀土标准化图谱总体显示为右倾的轻稀土富集型δEu=0.87-2.47。英云闪长质片麻岩的四个样本δEu的值为0.87-1.49,较为典型的英云闪长质片麻岩铕异常不明显,其稀土总量∑REE分布在58.8-150.65,含量属中等偏下水平,分馏程度较低(∑LREE/∑HREE=4.391-12.42),具太古宙较典型的TTG岩系的稀土特征。石英闪长质片麻岩与花岗质片麻岩具铕的正异常,δEu=1.12-2.47,稀土总量水平相较于英云闪长质片麻岩低(∑REE=18.124-130.63)。石英闪长质片麻岩轻重稀土分馏程度强(∑LREE/∑HREE=16.27-21.13)。花岗质片麻岩轻重稀土分馏程度弱(∑LREE/∑HREE=1.88-4.758)。大老虎店新太古代变质侵入岩稀土元素特征总体反映了太古宙片麻岩的特征。
3.3微量元素特征
根据大老虎店变质侵入岩样品微量元素分析数据可知,不同样品中微量元素含量变化比较小,Rb/Sr、U/Th比值均偏低。相较于洋脊花岗岩, Nb、Zr等元素亏损,Rb、Th等元素较富集,与火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩的特征类似。
4、岩浆演化
大老虎店新太古代变质侵入岩岩石化学成分特征表明其成岩岩浆主要来源于下地壳,与火山物质重融密切相关。初始岩浆成分富钠富钙,岩浆演化初期以结晶分异作用为主,结晶形成英云闪长岩及石英闪长岩。后期由于岩浆上升过程中与富钾地壳物质发生混染作用,导致岩浆钾质升高,后期结晶形成花岗岩。
参考文献
[1] 内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区区域地质志[M].北京:地质出版社, 1991.
[2] 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1996.
[3] 陶继雄.内蒙固阳地区新太古代变质侵入岩特征及与成矿关系.地质调查与研究,26(1):21-26,2003.
[4] 魏荣珠.内蒙古固阳地区北西向构造分析[D].中国地质大学,1998.
关键词:变质深成岩;TTG岩系;新太古代;内蒙古
研究区行政区划属于内蒙古自治区包头市固阳县,区内新太古代变质侵入岩分布广泛,主要集中分布于铁匠沟-大鸡兔沟-白菜沟一带。《内蒙古自治区区域地质志》及内蒙古中部地区原1:20万区调在研究区划分出了大面积出露的变质石英闪长岩体,后期的1:25万国土资源大调查及1:5万区调工作进一步划分出范围很大的新太古代变质侵入岩。石英闪长质片麻岩中已获得了2575-2676MA的锆石U-Pb同位素年龄(陶继雄,2003)。
1.区域地质特征
研究区位于内蒙古自治区包头市固阳东部,大地构造位置属华北陆块北缘隆起带(俗称内蒙地轴)、阴山断隆、大青山复式背斜的北翼。研究区地层极为发育,太古代、古生代、中生代及新生代等均有发育,出露面积约占测区总面积40%左右。研究区内的地层主要为二叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系及乌拉山岩群和兴和岩群。研究区新太古代變质侵入岩集中分布于铁匠沟-大鸡兔沟-白菜沟一带,总体大致呈东西向展布,有规模不等的石英闪长质片麻岩、英云闪长质片麻岩及部分片麻状花岗岩组成。岩石中普遍发育条带状、弱片麻状构造。大部分岩石经历了不同程度变质作用的改造,但整体上仍然保留有清晰地岩浆岩特征。
2. 岩石学特征
2.1英云闪长质片麻岩
该地区英云闪长质片麻岩分布于研究区北部铁匠沟、大鹰背山、五当召沟、哈拉此老、白菜沟等地区,出露面积约92.3km2。主体岩石类型为英云闪长质片麻岩。岩石内部具片麻状构造,部分发育条带状构造,局部可见不同程度的韧性剪切变形。片麻理产状陡立,走向北西向。英云闪长质片麻岩明显侵入兴和岩群浅色麻粒岩和狼牙山片麻岩之中,内部含有大量规模不等的包体。岩体呈灰绿色、灰色,为英云闪长质片麻岩。
英云闪长质片麻岩为变余半自形-它形粒状结构,片麻状构造,主要矿物成分为:斜长石、石英、角闪石、黑云母、不透明矿物。其中斜长石呈半自形板状-它形粒状分布,均已强钠黝(绿)帘石化、高岭土化,受变质作用影响斜长石具碎粒化,部分形成碎粒状且趋于定向排列,斜长石类型主要为钠-更长石,粒度0.15~1.0㎜,含量约73-74%;石英含量较少,呈它形粒状分布于斜长石颗粒间,受变质作用影响均已不同程度重结晶且趋于定向排列,粒度0.05~1.1㎜,含量约6-7%;角闪石呈半自形-它形柱粒状分布,具闪石式解理、多色性明显,受变质作用影响趋于定向排列,部分形成变晶形态,粒度0.15~2.0㎜,部分粒度>2.0㎜,含量约11-12%;黑云母呈鳞片状-叶片状与角闪石共生分布,均已不同程度铁质化,片径<0.15㎜,含量约8-9%;不透明矿物呈星散状分布,含量<1%。
2.2 石英闪长质片麻岩
研究区石英闪长质片麻岩分布较为分散,在中部偏北区域的梅令沟、窝次沟等,出露面积约13 km2,与乌拉山岩群黑云角闪片麻岩岩组相接触,二者之间的界线呈犬牙交错状,明显是受后期变形改造的地质界线。
石英闪长质片麻岩为变余半自形-它形粒状结构,弱片麻状构造。矿物成分:斜长石:受变质作用影响大部分呈碎粒状、变晶粒状、不规则状等形态趋于定向排列,少部分仍保留原半自形板状形态,其类型主要为钠-更长石、更-中长石,均已强钠黝帘石化、绢云母化,粒度0.1~2.0㎜。碱性长石:含量较少,其形态及分布特征同斜长石,其类型主要为条纹长石,均已不同程度高岭土化,粒度0.1~2.0㎜。石英:含量8-9%,呈变晶粒状、不规则状或集合体状分布于长石矿物颗粒间,粒度0.05~1.6㎜。角闪石:呈半自形-它形柱粒状分布,具闪石式解理、多色性明显,受变质作用影响大部分形成变晶形态,角闪石具弱纤闪石化,粒度0.05~1.5㎜。
2.3 花岗质片麻岩
该岩体分布于下湿壕断裂带以南的大英兔、色灯沟一带,出露面积约9km2。岩体遭受了韧性剪切变形,产生与围岩一致的近东西向片麻理构造,产状为345°∠75°,拉伸线理产状为75°∠25°,主要岩石类型为二长花岗质片麻岩,眼球状或片麻状构造。内含乌拉山岩群岩性包体。
花岗质片麻岩岩石为变余半自形-它形粒状结构,片麻状构造,主要矿物成分为:碱性长石、石英、角闪石、黑云母、透辉石、磷灰石、不透明矿物。其中碱性长石受变质作用影响部分碱性长石呈碎粒状、变晶粒状、不规则状等形态趋于定向排列,部分仍保留原半自形板状形态,可见类型主要为条纹长石,具弱高岭土化,粒度0.1~2.0㎜,含量约67-68%;石英受变质作用影响均已不同程度重结晶形成变晶粒状、不规则状等形态略呈定向分布于长石颗粒间,粒度0.05~1.0㎜,含量约19-20%;角闪石呈变晶柱粒状或集合体状定向分布于粒状矿物颗粒间形成片麻状构造,具闪石式解理、多色性明显,粒度0.05~0.7㎜,含量约6-7%;透辉石呈变晶柱粒状与角闪石共生分布,具辉石式解理,粒度0.05~0.8㎜,含量约2-3%;黑云母呈鳞片状-叶片状或集合体状与角闪石、透辉石共生分布,片径<0.15㎜,含量约3-4%;磷灰石呈半自形-它形粒状零星分布,粒度<0.15㎜,含量<1%;不透明矿物呈浸染状分布,含量约0.5-1%。
3.岩石化学特征
3.1 岩石化学特征
从大老虎店新太古代变质侵入岩的岩石化学分析结果及部分参数可以看出:新太古代变质侵入岩岩石中SiO2含量变化较大,从中性的英云闪长质片麻岩的55.8%变化到酸性花岗质片麻岩的71.79%,为中酸性岩石;Al2O3含量从14.83%-20.06%,属次铝型-过铝型;碱度指数(K2O+Na2O)/Al2O3<0.9,呈钙碱性。
3.2 稀土元素特征
根据大老虎店新太古代变质侵入岩样本稀土分析可知,稀土总量∑REE=18.124-150.65,∑LREE/∑HREE=1.88-21.13,稀土标准化图谱总体显示为右倾的轻稀土富集型δEu=0.87-2.47。英云闪长质片麻岩的四个样本δEu的值为0.87-1.49,较为典型的英云闪长质片麻岩铕异常不明显,其稀土总量∑REE分布在58.8-150.65,含量属中等偏下水平,分馏程度较低(∑LREE/∑HREE=4.391-12.42),具太古宙较典型的TTG岩系的稀土特征。石英闪长质片麻岩与花岗质片麻岩具铕的正异常,δEu=1.12-2.47,稀土总量水平相较于英云闪长质片麻岩低(∑REE=18.124-130.63)。石英闪长质片麻岩轻重稀土分馏程度强(∑LREE/∑HREE=16.27-21.13)。花岗质片麻岩轻重稀土分馏程度弱(∑LREE/∑HREE=1.88-4.758)。大老虎店新太古代变质侵入岩稀土元素特征总体反映了太古宙片麻岩的特征。
3.3微量元素特征
根据大老虎店变质侵入岩样品微量元素分析数据可知,不同样品中微量元素含量变化比较小,Rb/Sr、U/Th比值均偏低。相较于洋脊花岗岩, Nb、Zr等元素亏损,Rb、Th等元素较富集,与火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩的特征类似。
4、岩浆演化
大老虎店新太古代变质侵入岩岩石化学成分特征表明其成岩岩浆主要来源于下地壳,与火山物质重融密切相关。初始岩浆成分富钠富钙,岩浆演化初期以结晶分异作用为主,结晶形成英云闪长岩及石英闪长岩。后期由于岩浆上升过程中与富钾地壳物质发生混染作用,导致岩浆钾质升高,后期结晶形成花岗岩。
参考文献
[1] 内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区区域地质志[M].北京:地质出版社, 1991.
[2] 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1996.
[3] 陶继雄.内蒙固阳地区新太古代变质侵入岩特征及与成矿关系.地质调查与研究,26(1):21-26,2003.
[4] 魏荣珠.内蒙古固阳地区北西向构造分析[D].中国地质大学,1998.