内蒙古晚侏罗世火山岩年代学及地球化学研究

袁帅++王月星++高海龙+赵斌

摘要：内蒙古东乌珠穆沁旗地区出露一套晚侏罗世中酸性火山岩，该套中酸性火山岩中的锆石均呈自形-半自形晶，具有清晰的岩浆振荡生长环带，表明其岩浆成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，其形成于155.6±3.9 Ma，相当于晚侏罗世。全岩主、微量元素分析结果显示，该套火山岩具有高铝（11.56–17.07 wt.%）、富碱（K2O+Na2O = 6.41–12.43 wt.%）、贫钙镁的特征。该套火山岩富集大离子亲石元素（Rb、K、Th、U）及轻稀土元素，亏损高场强元素（Nb、Ta、P、Ti）、重稀土元素以及Sr、Ba、Eu。岩石地球化学特征表明该套火山岩可能是中下地壳发生部分熔融的结果，岩浆在演化过程中主要经历了斜长石、磁铁矿等矿物的分离结晶。

关键词：晚侏罗世；中酸性火山岩；地球化学；锆石U-Pb年代学；构造意义

内蒙古锡林浩特地区的岩浆岩广泛分布，主要有两个活动时期，即古生代和中生代，是我国东部巨型火山岩带的重要组成部分。诸多学者认为，蒙古-鄂霍茨克洋形成于古生代早期，奥陶世洋盆扩张到最大，从志留纪开始，洋盆开始俯冲消减。二叠纪内蒙古东南部和吉林中部是一个残存的古大洋，300-270Ma期间，古亚洲洋发生双向俯冲，即古大洋南部的板片向华北板块北缘俯冲，而北部的大洋板片插到西伯利亚板块南缘之下，形成了一个较窄洋盆。二叠纪末-三叠纪初，古亚洲洋最终闭合，西伯利亚板块和华北板块最终碰撞拼贴，缝合线位于索伦-西拉木伦-长春-延吉一线。但晚三叠世印支运动后，中亚造山带东段已进入板内构造环境。晚三叠世—晚侏罗世是古亚洲洋板块、地块后续运动的后碰撞阶段，也是造山晚期阶段，古亚洲构造域由古亚洲洋活动为主转化为陆内造山为主，内蒙古锡林浩特的东乌珠穆沁旗出露了一套中酸性火山岩，传统上将其划分在满克头鄂博组。

1 区域地质背景及岩石学特征

研究区位于内蒙古锡林浩特的东乌珠穆沁旗（以下简称东乌旗）。大地构造位置属于中亚造山带东段。区内奥陶纪和志留纪以海相沉积为主，而石炭纪和二叠纪的岩浆活动强烈，有大量的火山岩以及花岗质岩石侵入。中生代早期经历了古亚洲洋的闭合和中亚造山带的形成。晚中生代，由于印度板块向欧亚板块之下俯冲的远程效应以及太平洋板块向欧亚板块之下的俯冲叠加，造成区域地质背景极其复杂，是长期以来备受国内外学者关注的区域之一。

流纹质含角砾玻屑岩屑熔结凝灰岩：岩石呈浅黄灰色、灰白色，具含角砾玻屑岩屑熔结凝灰结构，假流动状—块状构造。火山角砾为2—7mm棱角状流纹岩，少数为半塑性长轴定向分布，岩屑及浆屑为0.3—2mm半塑性—塑性流纹岩，长轴定向分布，晶屑：钾长石斜长石多呈0.5—1mm棱角状或半自形板状，石英0.3—3mm熔蚀港湾状或棱角状；半塑性玻屑压扁半定向分布，普遍脱玻化或重结晶，部分转变为霏细状长英质。

2实验方法

锆石分选在廊坊区域地质调查研究院进行，将样品破碎至约100μm，先用磁法和重液分选，然后再双目镜下手工挑选。将代表性锆石颗粒制成环氧树脂浇注的样品靶，待固化后，将靶面磨光露出锆石，然后在光学显微镜下对锆石进行反射光、透射光及阴极发光图像照相，阴极发光照相在北京离子探针中心完成。

3 讨论

3.1 岩石的形成时代

本次工作发现满克头鄂博组为一套中偏碱性的火山岩，并在巴勒格尔处采集了年龄测试样品，通过单颗粒锆石U-Pb测得年龄值为155.6±3.9 Ma，这与1∶25万区调在测区北部海勒廷布敦处取得的K-Ar年龄（148Ma）一致。结合上述同位素年龄及岩性组合，我们认为155.6±3.9 Ma是这套酸性火山岩的形成年龄。

3.2 岩浆源区及演化

东乌旗晚侏罗世火山岩主要由粗面岩、流纹岩及流纹质凝灰岩组成。这些火山岩均具有较高的SiO2和Al2O3含量，很低的MgO含量（Mg#=0.17-0.50），以及低的Cr（3.27-8.41 ppm）、Ni（2.04-7.42 ppm）含量。其明显富集LREE和LILE、亏损HFSE（Nb、Ta、P、Ti）元素。以上地球化学特征均暗示该套火山岩的壳源成因。

4结论

（1）内蒙古东乌旗中生代火山岩主要为一套流纹岩-流纹质凝灰岩-粗面岩的岩石组合类型；

（2）内蒙古锡林浩特东乌旗中生代火山岩的形成时代为155.6±3.9 Ma，属于晚侏罗世；

（3）该套岩石具有高硅铝、富碱、贫钙镁的主量元素特征；微量元素方面，该套岩石富集大离子亲石元素如K、Rb、Th、U和轻稀土元素，亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素以及重稀土元素。此外，该套岩石还表现出了亏损Ba，Sr，Eu的特征；

（4）东乌旗中生代火山岩是中下地壳发生部分熔融的产物，之后经历了斜长石、铁钛氧化物等矿物的分离结晶；

（5）东乌旗晚侏罗世火山岩可能代表了中亚造山带造山晚期阶段，是古亚洲洋岩石圈板块拆离导致软流圈上涌，下地壳发生部分熔融的结果。

参考文献

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