内蒙古阿巴嘎旗更新世阿巴嘎组火山岩岩石化学特征及成因

现代矿业MODERNMNNNNG
总第616期2022年8月第8期
Serial Ns.612
Augun.2422
内蒙古阿巴嘎旗更新世阿巴嘎组火山岩
岩石化学特征及成因
刘博高源鲁敏霍润斌李利阳
(武警黄金第四支队)
摘要阿巴嘎旗位于内蒙古中东部，区内广泛发育上更新统阿巴嘎组。

通过对区内火山岩岩石地球化学特征及其成因进行分析，结果表明：岩石组合由橄榄玄武岩、伊丁石化玄武岩和少量火山碎屑岩组成；岩石具有富钛，富镁，钠高钾低的特点，岩浆结晶分异程度较低，岩浆物质来源较深，其物源具有幔源成因的特点；该套火山岩为板内玄武岩。

关键词阿巴嘎组玄武岩岩石化学成因分析
DOI：12.3969/j.issn.1674-6282.2222.28.222
阿巴嘎旗属于内蒙古锡林浩特市,位于内蒙古中东部。

本区新生代火山作用强烈，喷发方式以裂隙式喷发为主,单个火山机构呈中心式喷发⑷。

火山岩的展布受NE、NW向基底断裂构造控制，呈面状NE 向,条带状NW向展布。

本研究通过对区内火山岩岩石化学特征及其成因进行分析,为该区后续相关研究提供有益参考。

1岩石学特征
阿巴嘎组火山岩在阿巴嘎旗地区广泛分布，岩石类型为基性火山岩，以熔岩为主，夹火山碎屑岩、火山一沉积碎屑岩⑵。

(1)火山熔岩类。

气孔状橄榄玄武岩岩石风化面多为灰色、灰黑色，新鲜面呈浅灰色,间粒一间隐结构,气孔构造,岩石主要矿物为斜长石、辉石、橄榄石。

岩石气孔发育，气孔可见方解石充填。

伊丁石化橄榄玄武岩岩石风化面多为灰色一灰黑色，新鲜面呈灰色，斑状结构。

岩石由斑晶和基质组成;斑晶主要为橄榄石、辉石，基质由橄榄石、辉石、斜长石、伊丁石、隐晶质组成。

岩石多发育气孔,气孔中充填碳酸盐矿物。

(2)火山碎屑岩类。

灰色辉橄质角砾凝灰岩风化面呈灰色,新鲜面呈灰色，凝灰结构，块状构造，碎屑成分主要为玄武岩，夹少量砂岩;含量约30%,晶屑主要为橄榄石，粒状，含量约12%，其他为火山尘,隐晶质，含量约66%。

(3)火山一沉积碎屑岩类。

深灰色含砾砂岩风化面呈浅灰色,新鲜面呈深灰色,含砾砂状结构,层状
刘博(1636—),男，工程师，硕士,21()()2辽宁省辽阳市文圣区新城路2号。

构造,砾石以玄武岩为主，分选性较差，次棱角状，砂主要为石英、长石,石英呈烟灰色，长石呈灰色，硅质胶结。

2喷发期次及喷发特征
阿巴嘎组火山岩以喷溢相为主，夹火山喷发沉积相。

岩浆作用方式为溢流式，岩石类型主要为块状、气孔状橄榄玄武岩，伊丁石化橄榄玄武岩。

阿巴嘎组火山活动在地表多形成近圆形火山口及圆形、马蹄形火山锥。

根据火山口、火山锥的形态及其喷发物可以推断其喷发形式。

结合区域该期火山岩演化特征，在白音图嘎地区发现有阿巴嘎期火山活动发育的两个喷发沉积间断夹层⑶。

根据喷发沉积间断特征，可初步判定该区主要发育有3期玄武岩,其间有厚度不等的沉积夹层，主要岩性为深灰色含砾砂岩,表明有3期火山喷发活动。

第一期喷发规模较大，熔岩流形成波状起伏，形成台状地形。

岩石主要为伊丁石化橄榄玄武岩组成，多含有橄榄岩包体。

大规模喷发形成了数十平方千米的玄武岩台地，之后进入宁静期。

第二期喷发以基性岩浆溢流开始，沉积与喷发交替进行,形成的玄武岩与沉积岩互层出露于玄武岩台地边缘陡坎，地表露头呈环火山口的狭长条带状。

第三期喷发形成玄武岩面状台地，与前期形成的玄武岩台地构成阶梯状地形,火山锥主要由熔渣状橄榄玄武岩、浮岩、气孔状橄榄玄武岩组成,远离火山口则由气孔状玄武岩、橄榄玄武岩等组成。

3岩石化学和地球化学特征
3.1岩石化学特征及系列划分
岩石化学分析结果及其主要参数见表1。

烧失量低于4%，所测数据能够较好地反应火山岩的地球
23
总第62期现代矿业2222年8月第8期
化学特征;主量元素中,w(K 2O)/w(Na 2O )为2.36 - 2.48,整体表现出钠高钾低的特点⑷，主要标准矿物
组合为 0r-Ab-3n-Ne-D-01。

在TA2图解中，阿巴嘎组火山岩全部落入碱性 系列,落于碱玄岩、碧玄岩与粗面玄武岩交界处，里特
曼指数b 为12.61 -21.56,明显高于9,为过碱性岩;
在w(Na 2O ) -w (K 2O)图解中，阿巴嘎组火山岩整体
属于纳质区域，结合微量元素定名图解，火山岩总体
上落于碧玄岩、霞石岩内，同时CIFW 计算结果显示
霞石标准分子Ne >5%，橄榄石标准分子01 >5%，这 种Si 。

明显不饱和，碱较高含似长石的碱性玄武岩, 为碧玄岩，与地球化学特征相符合⑸。

表1阿巴嘎组橄榄玄武岩岩石化学组分及特征参数
化学组成/%
Si02
TiO 0 A12O 3 TFeO MnO MgO CaO Na 2O K 20 P 2O 5 烧失量总量序号 样号2
PM125O
橄榄玄武岩45.65 5.20
12.2515.4521 2 4.638. 64 4.25 1.69 1.670PMIOSO 橄榄玄武岩
44.42 5.2211.6415.6521 2 5.968. 35
4. 2
1.97 1.25
PM125-3
含气孔橄榄玄武岩
44.2
5.20
2.3515.2521 2
8. 648.22 5.71
1.63
1.62
4PM2800橄榄玄武岩
45.49 5.5411.62
12.63
2.148. 60
9.30
4.45 1.60 1.2序号 样号0.65
99.442.6999.285.6699.51
2.6 1
99.72
主要CIPW 标准矿物化学组成/%______________________主要岩石化学参数
Or Ab An Ne Di O1 a ACNK Mg
*
A. R 21 DI
1
PM125O
橄榄玄武岩11.2525.628. 347.5122.7716.5712.212PMIOSO 橄榄玄武岩12. 217.55
12. 2
22.5117.97
15.625
PM125-3
含气孔橄榄玄武岩
12.36
22.319.31
68221.77 2.2912.474PMHO-l 橄榄玄武岩9.9512.45
7.2514.5522.6514.92
21.36
2.51
57.22 1.3629.2542.18o .o
62.55 1.3735.65
59.36
2.4961.22
1.6754.35
2.4561.48 1.69
5 5.62
56.92
3.2岩石地球化学特征
阿巴嘎组火山岩微量元素显示部分大离子亲石 元素K 、Ba 、2r 多高于地壳丰度(表2) ,Rb 多低于地
壳丰度;放射性生热元素Th 多高于地壳丰度,U 多低
于地壳丰度;非活动性元素Nb 、Ta 高于地壳丰度,P
高于地壳丰度,Zr 、Hf 高于地壳丰度;过渡元素TOV 、
Cr 、Co 、Ni 多高于地壳丰度[6]0
表2阿巴嘎组火山岩微量元素含量及特征参数
序号样号岩性
元素含量/( X12-6)
Cs
Rb 2r Ba Nb Ta Zr Hf Th V Cr Co
1
PMlO.-l
橄榄玄武岩2695226721 344.32592682111654415622
86767617215.3225966255. 32
2PMHO 橄榄玄武岩
166922.331 575.02587682114692
8661
434.479617
7659
19265629566254624
3
PMHO 含气孔橄榄玄武岩
5.217641 342.62622622129616861742266286657.56225.02
27962255.36
4PMH-l-l
橄榄玄武岩
2682146821 599.69
659622
122696 6.45469682
8672
7692182678522.2256.02
地壳丰度(黎彤,267)
1.4778.62 480.0239
2. 519622
1662
mo 16525682
142622112.0225622序号样号岩性元素含量/(xW 6)
元素含量比值
N)U
K T)P
Rb/Cr 2r/Ca Nb/Ca Zr/Hf TOV
UcTh
1
PMH-l
橄榄玄武岩2516421628152916519829659 4794627 2. 222624
15.2947659267526182PMl —O 橄榄玄武岩278622162812 766.5112 616.11 5 152.512621 2. 0515.55
476711687
2617
5
PMHO 含气孔橄榄玄武岩
2556421617
14958612211254 2 642.062621 2. 0515.34466559968 2.124PMlU-l-l 橄榄玄武岩251622
165215 mu 22 635.29 5 172.452621
2622
1622
5685112.09
2619
微量元素蜘蛛网图(图1)显示，大离子亲石元素
Rb 、Ba 、Th 、U 等富集，Y 、Yb 亏损。

该组火山岩 w(Rb)/c(2r)为 2.21 ~2.62,w(2r)/c(Ba )为 2.62
~2. 24,w (Nb)/c (Ta )为 2. 22 - 2. 22, w (Zr)/
w(Hf )为 44. 55 ~ 53. 85,(Ti)/c( V )为 92. 75 -
112.62,w(U)/c(Th )为 2. 2 ~2. 2 反应了岩浆结
晶分异程度较低，岩浆物质来源较深，其物源具有幔
源成因的特点®9。

阿巴嘎组火山岩稀土元素显示总
量 FREE 较高，为(291.24 ~ 329. 42) xl 。

-6。

轻重
稀土比值 w(LREE)/c(HREE )为 9. 68 - 12. 28,
(La/Yb)N 为 23. 39 ~24. 88, (Ce/Yb)N 为 2. 82 -
74
22.44, (La/Sm )N 为 2.74 ~2.95,(Gd/Yb )N 为 6.2
~6.25,(La/Lu )N 为 22.64 ~32.96,表明轻、重稀土 分异较明显，轻稀土分异程度较重稀土更明显，轻稀
土富集，重稀土相对亏损。

稀土配分曲线(图2)右倾 陡降,Eu 为2.69 -2.69,为不明显的负异常,Ce 为
1.61 -1.62,整体为弱正异常。

4成因分析
从地球化学数据上看，阿巴嘎组火山岩属碱性系 列，如(Rb)/c(2r)为2.21 ~2.22,远低于大陆壳平均
值(2.24)，接近上地幔平均值(2. 225)，具有幔源成 因特点；火山岩w(Nb)/c(Ta)为13.62 -12.62,介
刘博高源等：内蒙古阿巴嘎旗更新世阿巴嘎组火山岩岩石化学特征及成因2222年8月第8期
图1阿巴嘎组火山岩微量元素原始地幔标准化蛛网图
图2阿巴嘎组火山岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式图♦—PM108-1；■—PM168-6；▲—PM168-6；•—PM168-1-1
于大陆地壳(1~12)和地幔(17.5)之间，具有幔源成因特征。

阿巴嘎组玄武岩含有橄榄岩包体,通常含包体的玄武岩具有较高的喷发速率，因而岩浆与地壳反应可能性较低。

阿巴嘎组橄榄玄武岩w(Rb)/ w(Ba)(平均为2.23)极小,w(Ti)/4(Y)值(平均为734)较大，也排除了橄榄玄武岩在喷发时受到上地壳强烈混染的可能性,Mg#指数为57.22~61.52,与原生岩浆范围(68~75)存在差距，存在一定结晶分异o在2w(Nb)-w(Zr)/4-w(Y、和加(Hf)/3-叭Th)-w(Ta)构造判别图解中，阿巴嘎组玄武岩样品均落入WPB范围内，为板内玄武岩[7]o说明新生代板块活动具有连续性和间歇性，其强度具有周期性变化的特点。

5结论
(1)内蒙古中东部阿巴嘎旗地区火山岩，其喷发方式以裂隙式喷发为主，单个火山机构呈中心式喷发。

火山岩的分布受NE、NW向基底断裂构造控制。

(2)阿巴嘎组火山岩属陆相火山岩，岩石组合为基性火山岩夹沉积夹层,其分布明显受新生代NW向及NNE向断裂构造控制。

从区域地质背景来看，全新世火山的空间展布，显示了内蒙东部新构造的活动性[86]o在喜山期该区主要处于抬升状态，同时处于拉张伸展背景，导致基性一超基性岩浆向上运移并溢出地表，形成了区域上广布的阿巴嘎组玄武岩。

在2w(Nb)-w(Zr)/4-w(Y)和w(Hf)/3-w(Th)-w(Ta)构造判别图解中，样点落入WPB范围内，为板内玄武岩,符合区域构造背景。

综合判定认为，阿巴嘎玄武岩形成于板内拉张环境O
(3)阿巴嘎组火山岩在岩石化学成分上具有高碱、富钛、贫铝的特点。

稀土配分曲线右倾陡降,Eu 为2.99-2.99,为不明显的负异常,,Ce为1.01~ 1.02,整体为弱正异常。

微量元素显示，大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U富集,Y、Yb亏损。

岩石微量元素特征反应了岩浆结晶分异程度较低，岩浆物质来源较深，其物源具有幔源成因的特点。

综合判定认为，阿巴嘎玄武是上地幔物质部分熔融的产物。

参考文献
[1]李树才，杨欣杰.内蒙古锡林浩特地区新生代阿巴嘎期火山岩
地质特征[]•中国矿业,2214,25(S2)：162-163.
[2]刘博，高源，郭长义，等.内蒙古锡林郭勒盟1：5万白音吉日
嘎拉大队幅地质图说明书[R]辽阳：武警黄金第四支队,2217：4265.
[3]秦天，陈天红，毛磊.内蒙古锡林郭勒盟1：5万明图庙幅地
质图说明书[R]辽阳：武警黄金第四支队,2219：22-24.
[4]张臣，韩宝福，童英，等.内蒙古阿巴嘎旗地区新生代玄武
岩基本特征及成因[J].吉林大学学报(地球科学版)，2224，34
⑴：21-22.
[]刘俊杰，张玉清，赵九峰.内蒙古锡盟新生代玄武岩特征及构造环境[]•西部资源,228(5)：56-58.
[]李昌年.火成岩徽量元素岩石学[M].武汉：中国地质大学出版社,1992：79225.
[]韩吟文，马振东.地球化学[M].北京：地质出版社,2023:181-016.
[]邹和平，张珂，刘玉亮，等•鄂尔多斯地块北部中新生代玄武岩地球化学特征及其地质意义[J].岩石学报,2212,34(1)：90-164.
[]王全旗，陈恩义.内蒙古更新世阿巴嘎组火山岩岩石化学特征和时代讨论[]•西部资源,2212(4)：178-135.
(收稿日期2020-62-68)
-记者在线-
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