内蒙古晚侏罗世火山岩年代学及地球化学研究

内蒙古晚侏罗世火山岩年代学及地球化学研究
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?C17.07 wt.%）、富碱（K2O+Na2O = 6.41?C12.43 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
[1]陈志广，张连昌，周新华，万博，英基丰，王非.（2006）.满洲里新右旗火山岩剖面年代学和地球化学特征.岩石学报，
22（12）：2971～2986
[2]地球化学研究.地球科学（中国地质大学学报），25（2）：172～178.
[3]李锦轶，莫申国，和政军，孙桂华，陈文.（2004）.大兴安岭北段地壳左行走滑运动的时代及其对中国东北邻
区中生代以来地壳构造演化重建的制约.地学前缘，11（3）：157～167.
[4]李锦轶，王克卓，孙桂华，莫申国，李文铅，杨天南，& 高立明. （2006）. 东天山吐哈盆地南缘古生代活动陆缘残片：中亚地区古亚洲洋板块俯冲的地质记录.岩石学报，22（5）：1087-1102.。