内蒙古凉城地区脑包回前片麻岩成因及时代讨论

银 海，陈海东，何国强，鲁 宁，贾文艳

（内蒙古地质矿产勘查院，内蒙古 呼和浩特010010）

内蒙古凉城县处于内蒙古中部，大地构造位于华北陆块区北缘，地质构造复杂，在长期的地壳演化过程中，伴随着构造运动的发生、发展及消亡，岩浆活动频繁且强烈，具多期次、多类型的特征，从新太古代至新生代均有分布，既发育有大面积的侵入岩，也有分布广泛的火山岩，总体呈北东、北北东向分布。

其中，在凉城一带呈岩株状分布的一套侵入岩，1：20万区域地质调查报告中认为是变质苏长岩，时代归属为太古代。1：25万呼市幅区调工作在充分利用了前人研究成果、遥感影像和薄片鉴定结果及系统剖面测制、填图工作的基础上，根据岩石矿物组成、结构特征及相互的接触关系，认为原变质苏长岩为一套变质深成侵入体，其原岩为一套中－中基性岩石，与新太古界集宁岩群、古元古代石榴花岗岩呈侵入接触关系。因此，将其重新定名为脑包回前片麻岩［弱片麻状紫苏（二辉）斜长麻粒岩］（图1），同时进行了同位素测年工作，获得了单颗粒锆石U－Pb同位素谐和年龄值为1935±8Ma。

1 地质特征

图1 凉城地区地质图

脑包回前片麻岩主要分布于凉城县北西一带，呈北东向展布，多数呈零星的岩株状产出，形状多为不规则状，见有少数呈脉体产出，出露面积约45.21km2。该岩体侵入于新太古界集宁岩群沙渠村岩组的片麻岩中。

2 岩石学特征

该岩体岩石类型较为单一，为浅灰－灰色弱片麻状紫苏（二辉）斜长麻粒岩，柱粒状变晶结构，块状－弱片麻状构造。矿物成分：斜长石含量为65%～75%，钾长石含量为5%，紫苏辉石含量为10%～25%，透辉石含量为5%～15%，石英少量，磁铁矿含量为5%。斜长石0.5～1.5mm粒状变晶，浅黄－淡粉色；透辉石0.5～1mm柱粒状，淡绿色；钾长石（条纹长石）石英0.3～0.5mm粒状。

3 岩石化学特征

脑包回前片麻岩的氧化物含量及相关参数列于表1，岩石中SiO2含量在50.02%～59.77%之间，属中基性岩范围内；具有富Na2O，贫K2O的特征，Na2O/K2O值为1.19%～4.65%之间，全碱含量中等，Na2O＋K2O为1.80%～5.06%，在TAS图解（图2）中主要投于辉长闪长岩区，其次投入于辉长岩和闪长岩区，在SiO2－Na2O＋K2O图解中投入亚碱性系列，里特曼指数值在0.27～2.93之间，属钙碱性岩系，在Wright碱度指数图解中均投入钙碱性岩系（图3），在SiO2－K2O图解中投于低钾拉斑玄武系列－中钾钙碱系列－高钾钙碱系列。A/CNK（摩尔比）＝0.66～1.10，表现出偏铝质岩石的特征，A/CNK均小于1.1，为I型花岗岩。

4 地球化学特征

图3 Wright碱度指数图解（据Wright，1969）

脑包回前片麻岩的稀土元素含量及相关参数见表2，其稀土总量变化较大（ΣREE＝59.827～473.603ppm），LREE/HREE＝3.744～11.474，LaN/YbN＝3.058～16.866，GdN/YbN＝1.471～3.112，表现出轻重稀土分馏程度较强，重稀土分馏程度较弱，轻稀土相对富集。其稀土分配曲线表现为整体右倾，轻稀土曲线较陡，重稀土曲线较平缓（图4），略显负铕异常（δEu＝0.601～0.922）。

表1 古元古代脑包回前片麻岩的岩石化学成分及有关参数

图4 古元古代脑包回前片麻岩稀土分布模式图

图5 古元古代脑包回前片麻岩微量元素化蛛网图

脑包回前片麻岩的微量元素含量及相关参数列于表3，在微量元素地幔蛛网图（图5）中可看出大离子亲石元素Ba和高场强元素Zr、Hf明显富集，具明显的Ba峰，而大离子亲石元素Rb、Sr明显亏损，具明显的Sr谷。

5 成因及时代讨论

5.1 成因讨论

脑包回前片麻岩其原岩岩石组合可能为辉长岩－辉长闪长岩－闪长岩，以中性岩为主。岩石化学成分显示偏铝质低钾钙碱－中钾钙碱－高钾钙碱性系列，在Pearce的Nb－Y图解（图6）中投于火山弧或同构造花岗岩区和板内花岗岩区，在Nb－Yb＋Ta、Rb－Y＋Nb图解投于火山弧和板内花岗质岩石区，在Hf－Rb/10－3Ta、Hf－Rb/10－3Ta图解（图7）中几乎全投于板内花岗岩区，仅有一个样品投于火山弧花岗质岩区。综合上述特征可以看出，该岩体形成于碰撞－后碰撞环境。

5.2 时代讨论

本次工作中，在凉城北部脑包回前取脑包回前片麻岩的紫苏斜长麻粒岩样，采用激光烧失多接收器等离子体质谱仪（LA－MC－ICPMS）测试方法，在天津地调中心同位素实验室进行测试。取得锆石U－Pb分析结果见表4，锆石阴极发光图像见图8，锆石以长柱状为主，少量为椭圆状，一部分锆石见核、幔、边部多层圈结构，核部内部发育不太清晰的振荡环 带，Th/U比值在0.3215～1.0921之间，Th/U

比值高，以上特征均说明是岩浆成因的锆石。Pb207/Pb206年龄范围在1787±30～1984±23Ma之间，获得单颗粒锆石U－Pb同位素加权平均年龄为1935.5±9.3 Ma（图9）、谐和年龄值为1935±8Ma（图10）。

表2 古元古代脑包回前片麻岩的岩稀土元素含量及有关参数

表3 古元古代脑包回前片麻岩的微量元素含量及相关参数

附表1 主量微量元素测试结果

图6 古元古代脑包回前片麻岩的Nb－Y、Nb－Yb＋Ta、Rb－Y＋Nb图解

图7 古元古代脑包回前片麻岩的Hf－Rb/10－Ta×3、Hf－Rb/30－Ta×3图解

图8 古元古代脑包回前片麻岩（紫苏斜长麻粒岩）（D0061－2－2）锆石阴极发光图像

致谢

该文章大部分成果均来自内蒙古1：25万呼市幅地质调查报告，特此感谢曾庆荣、陈海东两位工程师通过报告编写做出的贡献，感谢项目组其他成员的大力帮助。

图9 古元古代脑包回前片麻岩（紫苏斜长麻粒岩）U－Pb同位素测年加权平均图

图10 古元古代脑包回前片麻岩（紫苏斜长麻粒岩）单颗粒锆石U－Pb同位素年龄谐和图

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