内蒙古阿巴嘎旗阿德拉嘎碱长...龄、地球化学特征及构造意义_赵泽南.pdf

第 6 9 卷第 2 期2 0 2 3 年 3 月地质论评GEOLOGICAL EVIEWVol 69No 2March，2 0 2 3注:本文为中国地质调查局“内蒙古翁根温多尔等八幅 1 5 万矿产调查项目”(编号:1212011220451)的成果。收稿日期:2022-04-13;改回日期:2022-10-09;网络首发:2022-10-20;责任编辑:章雨旭。Doi:1016509/jgeoreview202210065作者简介:赵泽南，男，1985 年生，硕士，工程师，主要从事区域地质和矿产地质调查;Email:zhaozenan1985 126com。内蒙古阿巴嘎旗阿德拉嘎碱长花岗岩锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄、地球化学特征及构造意义赵泽南，魏民，杨建坤，倪克庆，张建珍，申晋青，刘腾飞，葛斌河北省区域地质调查院，河北廊坊，065000内容提要:阿巴嘎旗阿德拉嘎碱长花岗岩位于贺根山蛇绿岩带北侧。为了确定该碱长花岗岩体的岩石成因类型，探讨其构造环境，对该岩体进行了野外地质、岩石学、地球化学和 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年代学研究。锆石 LA-ICP-MS U-Pb 测年表明，阿德拉嘎碱长花岗岩体的侵位年龄为 310.72.6 Ma，形成时代为晚石炭世。岩石地球化学研究表明，阿德拉嘎碱长花岗岩具有较高的 SiO2、Na2O+K2O 含量和较高的 Ga/Al、(Na2O+K2O)/CaO 值，相对贫CaO、MgO、Sr、Ba、Eu、Ti 和 P。稀土元素总量较低，轻重稀土分馏不明显，稀土配分曲线呈海鸥性，负铕异常明显(Eu=0.150.37)。岩石学和岩石地球化学特征表明，该碱长花岗岩为 A 型花岗岩，形成于弧后伸展构造环境，为晚石炭世古亚洲洋向西伯利亚俯冲作用的产物。关键词:碱长花岗岩;A 型花岗岩;锆石 U-Pb 定年;晚石炭世;弧后伸展环境;内蒙古阿巴嘎旗A 型花岗岩概 念 最 早 由 Loiselle 和 Wones(1979)提出，原始定义为碱性(alkaline)、贫水(anhydrous)和非造山(anorogenic)的花岗岩。A 型花岗岩概念提出后，由于其特殊的成因、产出构造背景和重要的地球动力学意义，引起广大地质工作者的关 注(Whalen et al，1987;Sylvester，1989;Bonin，1990;Eby，1990，1992;Whalen et al，1996;King et al，1997;Bonin，2007)。Whalen 等(1987)认为 A 型花岗岩具有高 Ga/Al 等地球化学特点，并建立了相应的 A 型花岗岩判别图解。Eby(1992)将 A 型花岗岩划分为 A1和 A2两个亚类，A1亚类与洋岛玄武岩(OIB)有一定相似性，产于板内构造环境，A2亚类与岛弧玄武岩有一定相似性，产于后碰撞构造环境。Bonin(2007)对 A 型花岗岩研究进行了总结，并将 A 型花岗岩定义扩大为碱性(alkaline)、贫水(anhydrous)、非造山(anorogenic)、铝质(alumi nous)及模棱两可的(Ambiguous)，认为A 型花岗岩可以形成于从陆内到大陆边缘的各种动力学背景或构造环境。中亚造山带(CAOB)是位于西伯利亚板块与塔里木华北板块之间的巨型复合造山带，其东段延伸至我国内蒙古及东北地区，被称为兴蒙造山带(图 1)。前人在造山带与古亚洲洋演化方面取得较大成果(Sengor et al，1993;Dobretsov et al，1995;Xiao Wenjiao et al，2003;张 磊 等，2013;ZhuMingshuai et al，2014;邓晋福等，2015;刘锐等，2016;田树刚等，2016;李钢柱等，2017;王金芳等，2017，2019，2020，2021;李英杰等，2018;王树庆等，2018，2020;张晓飞等，2018a，b，2019;程杨等，2019，2020;范玉须等，2019，2020;李锦轶等，2019a，b;董培培等，2021;李英雷等，2021;张夏炜等，2021;金松等，2022;杨晓平等，2022)。古亚洲洋于寒武纪之前打开(Tang Kedong，1990;Zhu Mingshuai et al，2014)。寒武纪志留纪古亚洲洋开始向南北两侧发生双向俯冲(Xiao Wenjiao et al，2003)，俯冲持续到石炭纪早中二叠世(Xiao Wenjiao et al，2003;张磊等，2013;李英杰等，2018;王树庆等，2018;张晓飞等，2018a，b，2019;王金芳等，2017，2019，2020，2021;程杨等，2019，2020;范玉须等，2019，2020;董培培等，2021;李英雷等，2021;张夏炜等，2021;金松等，2022;杨晓平等，2022)。古亚洲洋东部最终在晚二叠世末早三叠世初关闭(Sengoret al，1993;Xiao Wenjiao et al，2003;邓晋福等，2015;刘锐等，2016;田树刚等，2016)。最近，吕洪波图 1 内蒙古阿巴嘎旗阿德拉嘎碱长花岗岩区域构造简图(a);阿德拉嘎碱长花岗岩地质简图(b，河北省区域地质矿产调查研究所，2016)Fig1 Sketch tectonic map(a)and geoloical map of the Adelaga alkali feldspar granite，in Abaga Banner，Inner Mongolia(b，Hebei Institute of egional Geology and Mineral esuorces，2016)图 1a 中数据来源:1焦天佳，2015;2 3肖中军等，2015;4Zhang Xiaohui et al，2014;5刘建峰等，2009;6张玉清等，2009;7Zhang Xiaohui et al，2014;811Tong Ying et al，2015;12贾孝新等，2017;1314程银行等，2014;15施光海等，2004;16石文杰等，2019Data of the Fig1a from:1Jiao Tianjia，2015;23Xiao Zhongjun et al，2015;4Zhang Xiaohui et al，2014;5Liu Jianfeng et al，2009;6Zhang Yuqing et al，2009;7Zhang Xiaohui et al，2014;811Tong Ying et al，2015;12Jia Xiaoxin et al，2017;1314Cheng Yinhang et al，2014;15Shi Guanghai et al，2004;16Shi Wenjie et al，2019087地质论评2023 年等(2018)在狼山发现白垩纪蛇绿混杂岩，认为古亚洲洋与华北克拉通是在白垩纪沿儿狼山阴山一线最终拼合;进而推论，狼山阴山一线以北、白云鄂博西拉木伦一线以南大片地区是古亚洲洋中的一个地体，而不是华北克拉通的一部分。古亚洲洋形成演化过程中，由北向南形成二连贺根山(梁日暄，1994;Nozaka and Liu，2002;Xiao Wenjiao et al，2003;Zhang Zhicheng et al，2015)和索伦山西拉木伦两条重要的蛇绿岩带(梁日暄，1994;王玉净和樊志勇，1997;刘建峰等，2016)。二连贺根山蛇绿岩带为俯冲带型蛇绿岩带(Xiao Wenjiao et al，2003)，闭合时间晚于早二叠世(张磊等，2013;王金芳等，2017;张晓飞等，2018a，b，2019;程杨等，2019;范玉须等，2019;李英雷等，2021)。索伦山西拉木伦蛇绿岩带为洋中脊蛇绿岩带(Xiao Wenjiao et al，2003;Li Jinyi，2006;Jian Ping et al，2008)。闭合时间为晚二叠世末早三叠世(Xiao Wenjiao et al，2003;Li Jinyi，2006;李朋武等，2006;李锦轶等，2007;邓胜徽等，2009;邓晋福等，2015;刘建峰等，2016)。贺根山蛇绿岩带两侧发育大规模碱性碱长(A 型)花岗岩，组成一条近东西向的花岗岩带(洪大卫等，1991;Zhang Xiaohui et al，2014;Tong Yinget al，2015)。花岗岩年龄集中于晚石炭世早二叠世 271.70.72973 Ma，形成于拉伸构造环境(洪大卫等，1991;施光海等，2004;张玉清等，2009;张磊等，2013;程银行等，2014;Zhang Xiaohui et al，2014;Tong Ying et al，2015;肖中军等，2015;贾孝新等，2017;张晓飞等，2018)。阿巴嘎旗阿德拉嘎碱长花岗岩为首次发现(河北省区域地质矿产调查研究所，2016)，笔者等在岩石学、地球化学和同位素年代学的基础上，探讨碱长花岗岩岩石成因和构造环境为区域碱性(A 型)花岗岩带对比研究提供资料。1区域地质背景和岩石学特征研究区位于位于中亚造山带(CAOB)东南部，贺根山蛇绿岩带北侧，隶属于乌里雅斯太活动陆缘(图 1a)。区域出露地层包括奥陶系、石炭系和第四系(图 1b)(河北省区域地质矿产调查研究所，2016)。奥陶系出露地层为下奥陶统铜山组、中奥陶统多宝山组和中上奥陶统裸河组。铜山组岩性主要为变质中粗粒长石岩屑砂岩、变质细粒岩屑砂岩、变质砾岩夹变质粉砂岩、变质安山岩和结晶灰岩，在变质岩屑长石砂岩见有腕足化石及海百合茎化石。多宝山组主要为变质玄武安山岩，杏仁状玄武安山岩夹少量变质砂岩、泥质粉砂岩。裸河组主要为变质细粒长石砂岩、长石岩屑砂岩夹变质粉砂岩、变质安山岩，变质粉砂岩中产 Glyptograptus(矮小雕笔石)化石。石炭系出露地层为上石炭统宝力高庙组，岩性主要为红柱石角岩化粉砂岩、细粒岩屑砂岩、粗粒岩屑砂岩、砾岩、英安质角砾熔结凝灰岩、安山岩、流纹岩等。第四系包括更新统阿巴嘎组和全新统冲洪积物。阿巴嘎组岩性为气孔、杏仁状玄武岩、橄榄玄武岩、玄武质集块角砾岩、玄武质浮岩。冲洪积物由砂砾、砂、黏土等组成。侵入岩较为发育，岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、阿德拉嘎碱长花岗岩和花岗斑岩等，岩体均形成于晚石炭世。阿德拉嘎碱长花岗岩分布于阿德拉嘎附近，呈不规则状产出，长轴方向近东西向，岩石坚硬，节理裂隙发育，一组节理走向北东 20，另一组节理走向北西 70，倾角 85，出露面积约为 13km2。岩体内部原生节理发育，局部节理有赤磁铁矿薄膜充填。该岩体侵入晚石炭世二长花岗岩及正长花岗岩之中，被更新世阿巴嘎组玄武岩角度不整合覆盖。(图 2a)。阿德拉嘎碱长花岗岩新鲜面呈肉红色，具细粒花岗结构，块状构造(图 2b)。岩石由钾长石、斜长石、石英组成。钾长石为条纹长石，半自形近自形板状，粒径 0.11.5 mm，具高岭土化，轻微绢云母化，含量 60%70%。斜长石呈半自形板状，粒径为0.10.8 mm，零散状分布，斜长石牌号 An=27，为更长石，含量 05%。石英呈半自形它形粒状，粒径为 0.11.8 mm，半自形粒状石英多呈堆状聚集分布，它形粒状石英呈填隙状分布，具轻微波状消光，含量 30%35%。区内断裂较为发育，以北东向、北西向为主，近东西向及南北向次之。形成时代最早追溯到加里东期，最晚至更新世阿巴嘎期。2样品采集和实验方法系统地质调查的基础上选择新鲜具有代表性样品进行岩石学、地球化学、同位素年代学测试，样品位置及编号见图 1b，其中地球化学数据样品 6 件，编号 为 P3YQ1、P3YQ2、P3YQ3、P3YQ4、P3YQ5、P3YQ6，同位素样品 1 件，编号为 P3TW，采样位置与 P3YQ3 位置相同。187第 2 期赵泽南等:内蒙古阿巴嘎旗阿德拉嘎碱长花岗岩锆石 LA-ICP-MS U-Pb 年龄、地球化学特征及构造意义图