北山二龙包一带加里东早期基性岩地球化学特征及构造环境分析

高志杰, 王宇昊, 许常善

(甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000)

研究区位于内蒙古自治区西部，地处甘肃与内蒙古交界的北山地区，区内多为中低山及戈壁荒漠，自然环境较差。地貌以中低山丘陵区和剥蚀戈壁为主，次为冲洪积平原，地形总体北高南低，山脉总体呈近东西向，海拔一般在1 150～1 500 m之间，最大高差420 m，区内龙峰山主峰海拔为1 550.8 m，为区内的最高点。区内矿产资源开发生机勃勃，北有七一山萤石矿床，中有梭梭井铁矿床，南有老硐沟金矿床、鹰咀红山钨矿床，资源开发利用已经成为地方经济发展的重要支柱之一。近年来，区域矿产调查和矿产勘查工作的部署，新发现矿产地和找矿靶区的圈定，已为本区矿产资源开发持续发展注入了新的活力。

1 地质概况

研究区地处塔里木板块的东北缘，在漫长的地质过程中经历了不同期次、不同机制的构造演化过程。研究区位处塔里木板块东北缘，属塔里木-南疆地层大区，中南天山-北山地层区，马鬃山地层小区，地层出露比较齐全。除泥盆系、侏罗系和三叠系外，从早元古界北山岩群，长城系古硐井群，蓟县系、青白口系的浅变质岩系，古生界寒武-二叠系，中生代白垩系，新生代新近系及第四系各类沉积地层均有不同程度的出露。研究区侵入岩分布广泛，各图幅均有出露，且分布较均匀，岩浆岩类型多，基性岩、中性岩、酸性岩均有出露，岩浆活动较为频繁，且涉及时代较多，涉及加里东、华力西、印支及燕山期，具多期演化特征。各岩石组合、产出构造位置及岩浆岩时空展布具有一定的规律性，往往与构造演化具耦合关系，不同时代岩浆形成的不同地质体所表现出的差异是所属构造单元及其所处大地构造背景等多重因素制约的结果。现重点对北山二龙包一带加里东早期基性岩进行研究。

2 加里东早期基性岩

2.1 地质特征

研究区分布于二龙包幅，西侧与中奥陶统咸水湖组岛弧型火山岩相伴生，呈小岩枝状产出；东侧规模大，受后期三叠纪花岗岩的侵入，呈大小10个独立的地质体产出，构成两个小-中型岩株，面积约3.56 km2。与围岩呈侵入接触或渐变过渡[1]。岩性为灰绿色细粒辉绿岩、灰绿色细粒辉长岩[2]。

蚀变细粒辉绿岩：灰绿色，细粒结构，残余辉绿结构，块状构造。岩石中的矿物成分：斜长石,占54%～55%；纤闪石，占45%～46%。斜长石呈自形柱状，自形程度高，长径大小1～2 mm不等，柱状晶体杂乱排列形成三角形孔隙，其孔隙中充填半自形短柱状次生蚀变矿物纤闪石等[3]，即为残余辉绿结构。蚀变特征主要是原生暗色矿物(辉石)强烈纤闪石化(成分相当阳起石)和斜长石轻高岭土化，并出现聚片双晶的结构特征。

蚀变细粒辉长岩：灰绿色，细粒结构，辉长结构，块状构造，岩石中的矿物成分主要为斜长石[4]，占49%；暗色矿物辉石占48%。粒径大小以1～1.5 mm为主，个别矿物粒径约2 mm。辉石多呈半自形短柱状结构；斜长石少数呈自形柱状结构，多数为半自形结构，与辉石结构总体相似，说明两种矿物同时析出，故判定其为辉长结构。蚀变特征表现为斜长石轻高岭土化，钠长石的双晶结构仍较为清楚；透辉石近无色，最大消光角为38°～40°，表现轻纤闪石化，个别晶体中见到浅绿色变纤闪石化碎片。

2.2 岩石地球化学特征

2.2.1 岩石化学特征

岩石化学成分组成及特征参数见表1。由表1可知，岩石中细粒辉绿岩和细粒辉长岩的SiO2含量分别为48.78%、49.26%，属基性岩范畴；K2O

表1 侵入岩岩石化学成分含量及特征参数表

图1 侵入岩K2O-Na2O判别图

岩石的铝饱和指数A/NKC均小于1.1(0.56、0.64)，为次铝的“Ⅰ”型花岗质岩类；固结指数(SI)为50.75～53.94，分异指数(DI)为11.4～13.55，反映分异程度为中等-较低；碱度指数(A.R)、里特曼指数(σ)均较低，里特曼指数(σ)介于0.36～0.37之间，总体属钙性岩石系列。

2.2.2 稀土化学特征

岩石稀土元素组成及特征参数见表2。由表2可知，该辉绿辉长岩稀土元素总量较低，稀土总量变化在(40.89～66.97)×10-6之间，稀土元素配分模式曲线总体呈右倾略平坦(见图2)，LREE / HREE=8.37～11.69，(La/Yb)N=21.88～25.30，(La/Sm)N=21.36～21.56，(Gd/Yb)N=4.11～4.20，轻重稀土分馏不明显。δEu=0.37，具较强的铕负异常；δCe=1.26～1.70，铈异常不明显，总体曲线形态与岛弧型火山岩相似。

图2 奥陶纪侵入岩稀土配分模式

表2 侵入岩稀土元素分析结果及特征参数一览表

3 岩浆岩成因及构造环境

奥陶纪基性侵入岩岩石地球化学特征反映其原始岩浆来源于上地幔源区，具有“Ⅰ型”花岗岩特征，并且由于侵入岩体受月牙山—洗肠井蛇绿混杂岩带构造的控制，呈线状分布。在岩石阳离子参数R1-R2构造环境判别图(图3)中，样品落入地幔分离花岗岩区域，可知该侵入岩体成因具幔源型特点，与蛇绿混杂岩带形成有密切联系，形成时期应与其一致。

图3 奥陶纪侵入岩构造环境判别图

4 结论

北山地区一直以来是我国重要的成矿带，本文选取二龙包一带出露的基性岩体(岩脉、岩枝)为研究对象，详细研究了其岩石地球化学特征和岩浆岩的成因及构造环境，以期为该地区的找矿工作提供基础地质支撑。