赤峰南部地区矿床的同位素地球化学特征分析

丁园军，黄佳星，李建波

(1.江西有色地质勘查一队，江西 鹰潭 335000；2.东华理工大学，江西 南昌 330000)

赤峰南部地区位于华北板块北缘中段（图1）。该区大地构造单元以康保-赤峰-开原断裂带为界，划分为北部的兴蒙造山带和南部的华北板块。区域演化历史复杂，南北断裂带活动控制着构造的演化。

该区中元古代-古生代位于板块的最北部边缘，研究区内未见大的逆冲构造。晚侏罗世-早白垩世，区域伸展开始，矿石圈伸展减薄（邓晋福等，1996；刘俊来，2003）[1]，进入盆岭构造演化阶段，发生了由南西向北东的韧性剪切。晚白垩世楼子店变质核矿物不断隆起，伸展拆离系的上盘向东西两侧下滑，核杂矿物出露地表，原来统一的盆地分开。古新世地幔深部地质活动，研究区出现了大面积的变质矿物喷发（韩宝福等，1998）[2]。

1 区域地质概况

内蒙古赤峰地区，依照板块构造特点，以西拉木伦河深断裂为界，以北为西伯利亚-蒙古板块，以南围华北板块。西拉木伦河深断裂是南北两大板块在晚古生代二叠纪时期发生碰撞、古亚洲洋消失的部位。古生代时期，赤峰地区为华北板块北缘活动的大陆边缘，相当于火山岛弧—海沟位置，蒙古—西伯利亚板块在二叠纪末期发生碰撞，形成了东西向的蒙古褶皱系。

图1 赤峰南部矿床晚中生代矿物分布情况

表1 赤峰南部地区Sr-Nd同位素组成分析结果

图2 T/Ma-εND（t）与Ist-εND（t）

早中生代是本区构造矿床地质活动最为强烈的时期，矿物侵入非常频繁，强度大，持续时间长。

2 同位素分析

Sr-Nd同位素分析在德国慕尼黑大学同位素实验室完成，采用MAT261测试。

在本文样品分析过程中，该仪器测定的NISTSRM-987标 样 的87Sr/86Sr=0.710234±0.000006（2σ），143Nd/144Nd=0.511847±0.000008（2σ），Sr和Nd同位素比值分别采用86Sr/88Sr=0.1194和146Nd/144Nd=0.7219进行质量分馏校正。

本次共对赤峰南部矿床11件样品进行了Sr-Nd同位素分析（见表1）。

赤峰南部矿床金属元素εNd（t）值较低，变化与-12.81～-1.75之间，平均7左右，模式年龄较老（0.2Ga～0.25Ga）（图2）。

平均模式年龄变化不大，表明该时期多种同位素相对富集，或者他们遭受了较强的古老地壳物质的混染。在图中二者的投影点大部分落入晚奥陶世志留纪矿床，少部分落入早中元古代地壳。

矿物的Rb/Sr比值变化与0.3217～4.3990之间，明显高于原始地幔值表明其应为幔源改造的产物，即很有可能为基性矿物经演化或与呈酸性矿物质混合产生的过渡矿物结晶形成。

假如矿石初始比值（Isr）变化很大，发生漂移，甚至获得比地球锶的初始比值（0.698～0.700）还要低的明显不合理值，这是由于这些矿石的Sr含量低，Rb/Sr比值大而使测试误差大一级对于计算年龄的敏感性造成的，不具实际意义。

本矿区矿物类别中 Isr较低，为0.70～0.72，比十万大山矿带的0.7198～0.730221（汪绍年，1991）低得多[3]。而εNd（t）为-1.75～ -12.81比后者的-10.8～-12.3（黄萱等，1989）高。

结合这些矿物明显富集轻稀土（LREE）和大离子亲石元素（LILE）而强烈亏损Nb/Ta的特点其成因应主要与EMII型富集地幔有关，可能少量混入了软流圈物质[5]。

3 构造意义

近年来的研究可以发现，华北克拉通北缘的燕山-阴山造山带从二叠纪末期-三叠纪早期曾有一次NS向的逆冲推覆-地壳缩短事件，形成华北北缘特大型的板内挤压造山带。

该NS向的地质事件可在多处发现其确凿证据，如亚干、云蒙山、辽南、呼和浩特及医巫闾山。在白垩纪早期，地壳发生了从构造挤压体制向伸展

减薄的动力学机制的转换。前人研究表明，赤峰南部地区也曾发生过类似的动力学机制转折。

NS向的逆冲使研究区地壳缩短加厚，加厚地壳使地温梯度增加，加之幔源矿物层底侵，使位于地壳一定深度的壳源物质发生部分熔融。本文的同位素数据介于地幔与壳源之间，从地球化学角度佐证了研究区早期确存在一次地壳加厚缩短事件。

伴随深部多种矿物入侵与造山带根部矿物的熔融，当造山带底部不能承受造山带上部地壳压力的时候，造山带发生垮塌。构造体制由早期的挤压推覆转变成晚期的垮塌伸展。

4 结论

同位素研究表明：花岗岩的Rb/Sr比值变化明显高于原始地幔值表明其应为幔源岩浆经改造的产物，即很有可能为基性岩浆经演化或与酸性岩浆混合产生的过渡岩浆结晶形成。