吴雪梅　张汐

摘 要：研究区位于西伯利亚板块与华北板块大陆边缘增生和碰撞过渡区以及古亚洲洋构造域与古太平洋构造域叠加转换的关键部位，区内岩浆岩分布广泛。文章通过对达青牧场岩体地球化学分析，结合区域地质背景，应用岩石化学方法，通过主量元素、微量元素和稀土元素的含量分析，得出一些经典图解确定岩体构造背景。主量元素分析表明岩体基性岩浆和酸性岩浆之间有过较强的物质交换，指示岩浆混合作用的存在。岩体正长花岗岩3个样品具高Si，富Al和Na，低Ca、Mg和Fe2O3，K2O/ Na2O值大于1，A/CNK值为1.34-1.49；轻重稀土元素分馏强烈，轻稀土富集，重稀土亏损，Eu 异常明显，表明为偏铝质的高钾钙碱性A型花岗岩。在微量元素相关判别图中，达青牧场岩体基本落入火山弧花岗岩（VAG）和同碰撞花岗岩（Syn-Colg）范围，总体表现为与碰撞有关的岛弧花岗岩，反映出花岗岩形成于俯冲带的构造环境。

关键词：达青牧场；岩体；地球化学特征；构造环境

1 地质背景

研究区位于内蒙古西乌珠穆沁旗境内，北距西乌旗旗政府驻地巴拉嘎尔高勒镇10公里。区域大地构造位置处于西伯利亚板块与华北板块大陆边缘增生和碰撞过渡区以及古亚洲洋构造域与古太平洋构造域叠加转换的关键部位（图1）。

2 岩体地质特征

岩体主要分布在达青牧场旧场部一带，出露面积约51km2，呈不规则状，岩体东部被晚二叠世花岗岩侵入，北部被上侏罗统火山岩不整合覆盖，南部侵入锡林郭勒杂岩和晚石炭世石英闪长岩[1]。岩体岩性主要为正长花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩花岗闪长岩。

3 岩石地球化学特征

在本次研究中，总共采集了9个岩石地球化学样品，样品编号为PM101-4b1、PM101-5b1、PM101-6b1、PM101-11b1、PM101-12b1、PM101-17b1、PM101-19b1、PM101-23b1和PM101-25b1，送至河北区域地质调查研究所廊坊实验室进行测试。主量元素和微量元素分别采用XRF和ICP-MS仪器测试。主量元素精度优于1%；微量分析采用酸溶法溶样，用0.5ml高纯度的HNO3和2.5ml高纯度的HF在高压下溶样，用HNO3提取并稀释定容后，在双聚焦电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）上进行，分析精度优于10%。岩石的分析数据见表1、表2和表3。

3.1 主量元素

主量元素分析结果及有关参数见表1，正长花岗岩（3个样品）的SiO2介于74.20～78.52（wt%），Na2O+K2O值为7.12～8.93（wt%），K2O/Na2O为1.10～1.85，显示了相对富钾、低钠的特征，属钾质花岗岩。Al2O3含量为11.84～13.23（wt%），铝饱和指数A/CNK为1.34～1.48，属过铝质花岗岩类， Fe2O3含量在0.18～1.05%，MgO含量在0.12～0.50，变化较大。样品在TAS侵入岩分类图中全部落入亚碱性系列，属花岗岩类（图2）；在K2O-SiO2图中，全部落入高钾钙碱性系列（图3）。

花岗闪长岩（2个样品）的SiO2介于70.16～73.06（wt%），Na2O+K2O值为6.57～7.25（wt%），K2O/Na2O为0.04～0.60，显示了相对富钠、低钾的特征。Al2O3含量为14.12～14.45（wt%），铝饱和指数A/CNK为1.58～1.70，属过铝质花岗岩类，Fe2O3含量在1.25～1.53%，MgO含量在0.45～1.12，变化较大。样品在TAS侵入岩分类图中全部落入亚碱性系列，属花岗岩类和花岗闪长岩类（图2）；在K2O-SiO2图中，落入钙碱性系列和低钾（拉斑）系列（图3）。

闪长岩和石英闪长岩（共3个样品）的SiO2介于55.02～61.00（wt%），Na2O+K2O值为2.00～3.78（wt%），K2O/Na2O为0.25～0.38，显示了相对富钠、低钾的特征。Al2O3含量为7.91～15.37（wt%），铝饱和指数A/CNK为0.67～1.37， Fe2O3含量在2.02～2.65%，变化不大，MgO含量在4.24～12.50，变化较大。样品在TAS侵入岩分类图中全部落入亚碱性系列，属闪长岩和辉长闪长岩类（图2）；在K2O-SiO2图中，落入钙碱性系列和低钾（拉斑）系列（图3）。

石英闪长岩（1个样品）的SiO2含量为46.54（wt%），Na2O+K2O值为3.31（wt%），K2O/Na2O为0.62，显示了相对富钠、低钾的特征。Al2O3含量为16.73（wt%），铝饱和指数A/CNK为1.23， Fe2O3含量为3.77，MgO含量为8.62。样品在TAS侵入岩分类图中介于碱性和亚碱性系列之间（图2）；在K2O-SiO2图中，落入高钾钙碱性系列（图3）。

3.2 稀土元素

稀土元素分析结果见表2，球粒陨石标准化图中除PM101-12YQ1（浅肉红色粗中粒正长花岗岩）与其他几组数据差距较大之外，标准化曲线总体呈平行分布，形态特征比较相似（图4）表明数据一致性较好。

从9个样品的数据来看，岩体稀土元素总量介于14.82～130.67μg/g之间。轻稀土介于13.17～114.28μg/g之间，LREE/HREE比值变化范围4.70～7.96之间，反映出轻稀土富集的特征。稀土元素分馏明显，（LaN/YbN）介于3.56～8.49之间。稀土元素球粒陨石标准化配分图呈明显的右倾型，轻稀土倾斜度较大，而重稀土较平缓，说明轻稀土元素分馏程度明显高于重稀土元素。除PM101-12YQ1（浅肉红色粗中粒正长花岗岩）之外，铕异常值（δEu）变化于0.24～1.02之间，反映出Eu具有负异常的特征，而PM101-12YQ1（浅肉红色粗中粒正长花岗岩）的铕异常值（δEu）为3.75，反应出严重的Eu正异常的特征。

3.3 微量元素

微量元素分析结果见表3，由微量元素比值蛛网图（图5）可以看出，样品不相容元素富集，特别是强不容元素 Rb、Th 等富集程度较高，亏损高场强元素Nb、Sr、Hf等。正长花岗岩亏损Ba、Nb、和Sr等，富集Rb、Th、Zr等。花岗闪长岩和闪长岩则都表现Ba、Nb、和Hf不同程度的亏损，La、Zr、Sm等不同程度的富集。相比之下，正长花岗岩表现出更强的Ba、Nb、和Sr的亏损。

4 构造环境讨论

由于中亚造山带具有多阶段增生、缝合的特点[2]，前人依据不同的构造演化模型有不同的认识。有的学者认为，古亚洲洋在中古生代就已经闭合，石炭-二叠纪区域上发育广泛裂谷活动[3]，西乌旗地区该时代花岗岩侵入到变形的锡林郭勒杂岩中，形成于华北板块与西伯利亚板块碰撞后的大陆裂谷环境[4][5]。

在主量元素哈克图解中（图6），所有岩石样品的TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、P2O5、MnO和K2O均与SiO2均表现为较好的线性关系。其中K2O呈正相关，其余均为负相关性。即在该岩体的哈克图解中，均接近线性趋势。这些特征说明岩体可能为岩浆混合作用的演化趋势，因为在分离结晶作用过程中，由于受固溶体矿物晶出的影响，其演化线多为曲线而不是直线[6]。

岩体中不同岩石类型具有相似的稀土元素配分型式：较强的右倾式，轻重稀土元素分馏强烈，Eu具有负异常的特征，说明其具有同源性。而岩体中发育有暗色包体包体，这些特征指示基性岩浆和酸性岩浆之间有过较强的物质交换，指示岩浆混合作用的存在。

从整体看，岩体中不同岩石类型之间微量元素具有一定的趋同性，说明基性岩浆和酸性岩浆之间有过较强的物质平衡，是岩浆混合作用的记录。

采用Pearce等（1984）和Harris（1986）的微量元素相关判别图（图7），研究区达青牧场岩体基本落入火山弧花岗岩（VAG）和同碰撞花岗岩（Syn-Colg）范围，总体表现为与碰撞、有关的岛弧花岗岩，反映出花岗岩形成于俯冲带的构造环境。

5 结束语

通过野外地质调查和大量资料阅读，结合研究区内的构造、岩浆岩等区域地质背景，对内蒙古西乌旗达青牧场岩体进行了分析与研究，得出以下结论：

（1）在主量元素哈克图解中，所有岩石样品的TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、P2O5、MnO和K2O均与SiO2均表现为较好的线性关系。这些特征说明岩体可能为岩浆混合作用的演化趋势。不同岩石类型具有相似的稀土元素配分型式：较强的右倾式，轻重稀土元素分馏强烈，Eu具有负异常的特征，说明其具有同源性。而岩体中发育有暗色包体，这些特征指示基性岩浆和酸性岩浆之间有过较强的物质交换，指示岩浆混合作用的存在。

（2）岩体正长花岗岩3个样品具高Si，富Al和Na，低Ca、Mg和Fe2O3，K2O/Na2O值大于1，A/CNK值为1.34-1.49；轻重稀土元素分馏强烈，轻稀土富集，重稀土亏损，Eu异常明显，表明为偏铝质的高钾钙碱性A型花岗岩。

（3）在微量元素相关判别图，研究区达青牧场岩体基本落入火山弧花岗岩（VAG）和同碰撞花岗岩（Syn-Colg）范围，总体表现为与碰撞有关的岛弧花岗岩，反映出花岗岩形成于俯冲带的构造环境。

参考文献

[1]内蒙古自治区地质局.西乌珠穆沁幅1：20万区调幅区域地质调查报告[Z].1978.

[2]Sengor A M C，Natal'in B A，Burtman V S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Paleozoic crustal growth in Eurasia[J].Nature，1993，364：209-307.

[3]唐克东.中朝板块北侧褶皱带构造演化及成矿规律[M].北京大学出版社，1989.

[4]鲍庆中，张长捷，吴之理，等.内蒙古白音高勒地区石炭纪石英闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年代学及其意义[J].吉林大学学报（地球科学版），2007，37（1）：15-23.

[5]鲍庆中，张长捷，吴之理，等.内蒙古东南部晚古生代裂谷区花岗质岩石锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义[J].中国地质，2007，34（5）：790-798.

[6]周 若.花岗岩混合作用[J].地学前缘，1994，1（1-2）：87-97.