內蒙古察右中旗烏蘭巴山復式巖體的巖石學及地球化學特征

吳家富，陳園平，汪鶴林

（1.安徽省地質調查院，安徽合肥 230001；2.江西省地質礦產勘查開發局贛東北大隊，江西上饒 334000；3.安徽省地質礦產勘查局321地質隊，安徽銅陵 244033）

內蒙古察右中旗烏蘭巴山復式巖體的巖石學及地球化學特征

吳家富1，陳園平2，汪鶴林3

（1.安徽省地質調查院，安徽合肥 230001；2.江西省地質礦產勘查開發局贛東北大隊，江西上饒 334000；3.安徽省地質礦產勘查局321地質隊，安徽銅陵 244033）

在1/5萬袁家房子等四幅區域礦產地質填圖的基礎上，對烏蘭巴山復式巖體的野外地質特征、巖石學、礦物學、地球化學和同位素年代學等方面進行了初步研究。同位素鋯石U-Pb分析結果表明，206Pb/238U表面年齡為225.4±1.6 Ma巖體,侵位時代為早三疊紀。該巖體總體展布受區域北東向構造控制明顯。巖石化學、地球化學表明該復式巖體屬鈣堿性巖；東壕欠閃長巖可能為地幔成因，并有地殼物質的加入，烏蘭巴山等花崗巖、二長花崗巖可能為殼源成因。稀土元素配分曲線顯示出向右傾的平坦曲線型，輕稀土富集，重稀土明顯虧損，無明顯的銪異常。

復式巖體；地球化學特征；巖石學；烏蘭巴山；內蒙古

烏蘭巴山復式巖體由東壕欠、烏蘭巴山、大房子、羊房溝、寶石溝牧場等巖體組成，大小不等，以中酸性的閃長巖和花崗巖為主，出露面積約56.6 km2（圖1）。北東部被漢諾壩組玄武巖覆蓋，向南西延伸至測區以外。前人[1]認為該巖體是華力西晚期侵入巖或是一套雜巖體，研究程度較低，缺少同位素年代資料。本文在1/5萬袁家房子等四幅區域礦產地質填圖和系統采集巖石化學、地球化學、同位素樣品等工作的基礎上，對烏蘭巴山復式巖體的巖石學、礦物學、不同巖石之間的侵入接觸關系及地球化學特征等進行了分析和探討。

1 區域地質背景及巖體地質特征

測區隸屬內蒙古自治區察哈爾右翼中旗，位于大青山西段，構造位置為華北陸塊北緣，為印支期逆沖推覆構造的前緣擠壓區。華北陸塊北緣與興蒙造山帶邊界縫合帶南側發育一條規模巨大的前陸構造巖漿活動帶，在空間上構成一條巨大的北東向花崗巖帶[2-3]。察右中旗的烏蘭巴山復式巖體作為該帶一個典型的代表,伴隨多次構造運動，巖漿活動強烈。酸性侵入巖出露于烏蘭巴山、大房子、寶石溝牧場、羊房溝一帶，其中烏蘭巴山巖體規模較大，后三者較小，以小巖株形式產出，均為燕山期侵入巖；中基性侵入巖以東壕欠閃長巖體為代表，侵位時代為華力西晚期，呈北東東向延長，它們共同組成了烏蘭巴山復式巖體。野外調查表明，烏蘭巴山復式巖體的花崗巖、二長花崗巖與閃長巖呈侵入接觸關系，并含有閃長巖的捕擄體（圖2），巖體的先后關系比較清楚。實際資料和野外觀察證明，所謂復式巖體系指不同時代花崗巖類巖體在空間上的共生。組成復式巖體的各部分彼此之間不存在必然的成因聯系[4]，它們可以是同一成因類型的花崗巖類,也可以是不同成因類型的花崗巖類。而烏蘭巴山復式巖體就是不同類型的花崗巖類組合，從野外宏觀看，巖石類型由中性向酸性演變。其總體展布呈長條狀，受區域北東向構造控制明顯。

烏蘭巴山復式巖體的閃長巖和花崗巖類一般沿深斷裂分布，呈巖基或巖株狀產出，圍巖蝕變明顯。酸性巖體具一定分帶現象，外部相主要是中細粒肉紅色二長花崗巖；過渡相為中粒、不等粒、似斑狀肉紅色花崗巖；內部相為肉紅色的細?；◢弾r。巖石中鉀長石為微斜長石，反映巖體為中深成相，巖漿沿斷裂以主動方式侵入。本次工作發現巖體與圍巖具有明顯而清楚的侵入接觸關系，呈巖枝或巖株狀侵入于新太古代烏拉山巖群大理巖中，巖體與區內兵圖金礦和羊房溝鎢礦的形成關系密切。巖漿沿斷裂侵位在快速上升過程中從地幔和基性巖石中萃取了大量的Cu、Au等成礦元素,并快速上升到達地殼淺部[5]。熱液沿裂隙向圍巖擴散并與圍巖發生交代作用，導致金及多金屬等沿斷裂破碎帶富集成有工業意義的礦體[6]。

圖1 烏蘭巴山復式巖體地質簡圖（比例尺1/50 000）Fig.1 Geological sketch in the Ulan Hill complex rock mass

圖2 察右中旗東壕欠、烏蘭巴山巖體野外地質特征照片Fig.2 Photos showing the geological characteristics of rock mass in the field of Ulan Hill and East Owed Trench,Chahar Banner

2 巖石學特征

烏蘭巴山復式巖體由典型的東壕欠閃長巖、烏蘭巴山等花崗巖及二長花崗巖為代表的巖體組成，下面分述兩個典型巖體的巖石學特征。

2.1 東壕欠閃長巖體（D－Pδ）

東壕欠閃長巖體，位于測區西北部，代表性巖體為察右中旗巖體，區內為其東北端。巖體呈北東東向延長，形狀不規則，呈巖株產出。巖體北部侵入太古宇烏拉山群或被第四系砂土覆蓋，西部和南部被燕山期花崗巖侵入，新近系玄武巖不整合其上。巖體由黑云母閃長巖、輝石閃長巖和石英閃長巖等組成。多為灰黑色、灰綠色，少量深黑色。細粒、中細粒結構，半自形粒狀結構及不等粒結構和輝綠結構，塊狀構造。巖石主要礦物成分有：斜長石、角閃石、黑云母和少量石英、輝石等。鏡下觀察，部分斜長石具有較明顯的環帶狀構造，角閃石略具次閃石化和綠泥石化?；液谏?、灰綠色的閃長巖中含有團塊狀的角閃輝長巖包體，包體暗色礦物多，粒度粗大，顏色深，巖石更偏基性。角閃輝長巖與閃長巖的界線呈漸變的過渡關系。隨著基性程度的增高，巖石銅含量也隨之增加。當綠簾石化蝕變作用明顯時，則產生銅礦化。主要的副礦物有鈦鐵礦、鋯石、磷灰石、金紅石等。巖體內脈巖發育，種類有花崗巖脈、花崗斑巖脈、閃長玢巖脈等。

2.2 烏蘭巴山巖體（Jr）

分布于測區西北角烏蘭巴山一帶，為黃花圪洞巖體的東延部分。巖體北側和東側被玄武巖和第四紀地層覆蓋，南側侵入太古宇烏拉山巖群大理巖中，含較多華力西期閃長巖捕虜體和殘留體。巖石肉紅色、淺肉紅色，巖性以中細粒二長花崗巖和似斑狀二長花崗巖為主，其次為石英二長巖、斜長花崗巖。中細?；◢徑Y構或似斑狀結構，塊狀構造。礦物成分主要為斜長石20%～25%、微斜長石50%～55%、石英20%～25%和少量黑云母。斜長石具聚片雙晶，見蠕英結構，石英為粒狀他形，分布不均勻。斑晶為微斜長石、斜長石，奧長石，微斜條紋長石及少量石英，斑晶顆粒大小在2～10 mm。主要的副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、石榴石等。巖體相帶不明顯，與圍巖的界線清楚。與巖體接觸的太古宇烏拉山巖群大理巖普遍發生蛇紋石化、硅化等蝕變，局部強烈，形成蛇紋石石棉等礦產。在巖體邊部，有較多的花崗巖脈、花崗細晶巖脈和花崗偉晶巖脈。巖體內發育花崗斑巖脈、石英斑巖脈、石英脈、螢石脈、閃斜煌斑巖脈和石英安山巖脈等。

3 巖石化學、地球化學特征

通過1/5萬礦產地質填圖和測制復式巖體的地質剖面，在復式巖體的不同部位采集了硅酸鹽、稀土、微量元素樣品9件。東壕欠閃長巖體（D－Pδ）及烏蘭巴山巖體的巖石化學、地球化學分析結果見表1。

東壕欠閃長巖巖體具有如下地球化學特征:巖石中SiO2含量為48.53%～50.46%，偏低，巖石為偏基性的閃長巖。Al2O3含量較高，在18.47%～18.76%，均大于15.33%，(FeO+Fe2O3)質量分數為7.09%，含量較低；CaO質量分數為1.55%；Al2O3＞CaO＋Na2O＋K2O，為鋁過飽和巖石。Na2O＋K2O（介于為2.29%～3.70%），平均2.96%，且Na2O＞K2O。里特曼指數δ在1.08～3.15之間，均小于3.3，屬鈣堿性巖。

微量元素中Rb的含量偏低(介于10.78×10－6～25.61×10－6)，Sr含量較高(介于416.9×10－6～975.4×10－6)，低Rb/Sr值（為0.02～0.03）。顯示為碰撞階段巖漿作用的產物[3-7]。微量元素的蛛網圖（圖3）反映出巖石具有弱的Ta、P和Zr負異常，Pb的正異常，表明該巖石可能為地幔成因，并有地殼物質的加入[8-9]。

稀土元素La含量介于（5.24×10－6～20.01×10－6），Yb含量介于（0.6×10－6～1.34×10－6）。La/Yb值介于8.7～14.9，均小于20，說明巖漿熔融程度增加。閃長巖稀土元素配分曲線（圖4）顯示出向右傾的平坦曲線型，輕稀土富集，重稀土明顯虧損，無明顯的銪異常。

早三疊紀花崗巖以烏蘭巴山巖體為代表，以花崗巖、二長花崗巖為主。地球化學特征:巖石中SiO2含量變化在69.02%～75.75%之間，平均值72.94%，均大于66%。Al2O3含量變化在12.21%～15.10%之間，(FeO+Fe2O3)質量分數平均值為2.23%,CaO質量分數平均值為1.41%，偏高。 Al2O3＞CaO＋Na2O＋K2O,為鋁過飽和巖石。Na2O＋K2O（介于為5.68%～9.12%），平均值8.06%，K2O＞Na2O。堿性成分偏高。里特曼指數δ在1.06～2.71之間，均小于3.3，屬鈣堿性巖。

表1 東壕欠、烏蘭巴山巖體巖石化學、地球化學分析結果Table 1 Geochemistry analysis for the rock mass of the Ulan Hill and East Owed Trench

續表1

微量元素中Rb的含量介于109.75×10－6～182.40×10－6，平均值156.11×10－6。Sr含量介于52.30×10－6～415.8×10－6，平均值248.0×10－6。Rb/Sr值為0.34～3.41。微量元素蛛網圖（圖5）則顯示巖石具有明顯的Pb、Cd的正異常和Ba、Nb、Ta、Sr、Ti負異常，表明該類巖石可能為殼源成因[10-11]。

稀土元素La含量介于11.90×10－6～194.50×10－6，Yb含量介于0.12×10－6～3.43 ×10－6。La/Yb值介于19.59～158.92，花崗巖稀土元素配分曲線（圖6）顯示出向右傾的平坦曲線型，明顯地富集LREE，大多數樣品具銪異常。

圖3 東壕欠閃長巖微量元素標準化蛛網圖（原始地幔值來自Sun and McDonough et al.,1989）Fig.3 East owed trench diorite trace elements of standardization spider diagram

本文對烏蘭巴山復式巖體進行了鋯石U-Pb同位素測年。樣品取自烏蘭巴山巖體中細粒肉紅色新鮮花崗巖中，所選的鋯石為淺黃色透明長柱狀或為近無色透明長柱狀，代表巖漿結晶鋯石。其U-Pb同位素測年結果列在表2中，4個數據點都投影在諧和圖上(圖7)?？梢?、4號點Pb丟失比較嚴重，而1、2號點鋯石的206Pb/238U的平均權重U-Pb同位素年齡為225.4±1.6 Ma，結合野外實地調查，認為可代表烏蘭巴山復式巖體的結晶年齡。筆者根據區域巖漿巖時代和測區地質背景，認為將侵位時代置于早三疊紀較為合理，但不排除存在印支期侵入的可能性。

4 結論

圖4 東壕欠閃長巖稀土元素配分曲線圖（球粒隕石標準值來自Boynton,1984）Fig.4 East owed trench diorite REE curve

圖5 侏羅紀花崗巖微量元素標準化蛛網圖（原始地幔值來自Sun and McDonough et al.,1989）Fig.5 Jurassic granite trace element of standardized web diagram

圖6 侏羅紀花崗巖稀土元素配分曲線圖（球粒隕石標準值來自Boynton,1984）Fig.6 Jurassic granitic REE curve

表2 烏蘭巴山巖體鋯石U-Pb法同位素地質測年分析結果Table 2 Zircon U-Pb isotope geochronology analysis data for the Ulan Hill rock mass

圖7 烏蘭巴山花崗巖樣品鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖Fig.7 Zircon U-Pb isotope age Concordia diagram of granite samples in the Ulan Hill

烏蘭巴山復式巖體由東壕欠、烏蘭巴山、大房子、羊房溝、寶石溝牧場等巖體組成，大小不等，呈巖基和巖株狀產出。以東壕欠中性的閃長巖和烏蘭巴山花崗巖為典型代表，通過野外調查發現它們相互為侵入接觸關系。本次工作發現復式巖體呈巖枝或巖株狀與圍巖新太古代烏拉山巖群大理巖呈明顯而清楚的侵入接觸關系，認為是由巖漿直接侵位形成的，總體分布受北東向區域構造控制明顯，空間上構成一條規模巨大的前陸構造巖漿活動帶。圍巖蝕變主要有硅化、高嶺土化、碳酸鹽化、鐵錳礦化、絹云母化等，與測區內兵圖金礦和羊房溝鎢礦的形成關系密切。

烏蘭巴山復式巖體里特曼指數δ均小于3.3，屬鈣堿性巖，閃長巖巖石具有弱的Ta、P和Zr負異常，Pb的正異常，表明該巖石可能為地幔成因，并有地殼物質的加入。Sr含量較高介于416.9×10－6～975.4×10－6，低Rb/Sr值（為0.02～0.03），顯示為碰撞階段巖漿作用的產物[3-7]?；◢弾r、二長花崗巖巖石具有明顯的Pb、Cd的正異常和Ba、Nb、Ta、Sr、Ti負異常，表明該類巖石可能為殼源成因。稀土元素配分曲線顯示出向右傾的平坦曲線型，輕稀土富集，重稀土明顯虧損，無明顯的銪異常。

1、2號點鋯石的206Pb/238U的平均權重U-Pb同位素年齡為225.4±1.6 Ma，代表了烏蘭巴山復式巖體的結晶年齡，將侵位時代置于早三疊紀較為合理。這表明燕山運動是本區一次重要的構造巖漿活動事件，為金及有色金屬成礦提供了物質來源。本文根據區域巖漿巖時代和測區地質背景，不排除存在印支期侵入巖的可能。

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Petrological and Geochemical Characteristics of the Composite Rock Mass in the Ulan Hill,Chahar Banner,Inner Mongolia

WU Jia-fu1,CHEN Yuan-ping2,WANG He-ling3
（1.Anhui Institute of Geological Survey,Hefei 230001,China;2.Northeast Brigade of Jiangxi Bureau of Geology and mineral resources,Shangrao Jiangxi 334000,China;3.321 geological team ofAnhui Provincial Bureau of Geology and mineral resources exploration,TonglingAnhui 244033,China）

In 1/50 000 Yuanjiafangzi and three other regional geological mapping,petrology，mineralogy，geochemical and isotopic chronology were studied based on the geological characteristics of the complex rock mass in the Ulan Hill Chahar Banner,Inner Mongolia.Isotope zircon U-Pb results,206Pb/238U surface age 225.4±1.6 Ma,can be the Jurassic emplacement age.The rock mass distribution is controlled by the regional NE fault obviously.The rock geochemical data shows that it belongs to calc alkaline rock series.The Donghaokan diorite may be mantle origin with the crustal material mixing.Ulan Hill granites may be crust origin.REE curves showed a rightward flat type with LREE enrichment,HREE apparently absent,and no obvious Europium anomaly exist.

composite rock mass;geochemical characteristics;petrology;Ulan Hill;Inner Mongolia

P588.1

A

1672－4135（2012）01－0022-07

2011-12-20

內蒙古自治區地質勘查項目（[2005]礦調1－8）

吳家富（1968－），男，大專，高級工程師，1989年畢業于贛州地質學校地質調查與找礦專業，長期從事區域礦產地質調查工作，Email：ahwjf103@sina.com。