浅谈呼伦贝尔市梨子山一带早白垩世白音高老期火山岩岩石地球化学特征及构造环境分析

浅谈呼伦贝尔市梨子山一带早白垩世白音高老期火山岩岩石地球化学特征及构造环境分析

冯楠 石伟东

黑龙江省地质科学研究所 哈尔滨 邮编 150080

摘要：呼伦贝尔市梨子山一带早白垩世白音高老期火山岩，白音高老期火山岩主体岩性为流纹岩、流纹质凝灰角砾熔岩、流纹质凝灰岩、流纹质凝灰熔岩。岩石化学特征显示该期中生代火山岩为一套碱性系列火山岩，总体分布与大兴安岭火山岩带方向一致，岩石形成于大陆边缘靠板内造山环境。

关键词：呼伦贝尔市梨子山一带 早白垩世玛尼吐期火山岩 岩石地球化学特征 构造环境

主要分布于梨子山一带。出露面积大。玛尼吐期火山活动以爆发相、喷发相、涌流相为主。

一、岩石及矿物学特征

白音高老组在1∶20万罕达盖牧场幅报告中将其划归为上库力组三段（J₃s₃），岩石组合为酸性火山岩。此次划分主要根据岩石组合、接触关系，结合《内蒙古自治区岩石地层》（1997）划分方案，将测区大套酸性火山岩划分为白音高老组。划分后的白音高老组面积约79km²，约占地层总面积的6%，岩性为灰白色流纹质凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、流纹质凝灰熔岩、流纹岩。主要分布于工作区达木其敖包、查干陶盖勒、塔布郎古廷·温多尔、巴尔廷哈布其勒及巴润木盖高勒沿岸，与玛尼吐组呈不整合接触，顶部在海勒斯吐被下白垩统梅勒图组中基性火山岩不整合覆盖。控制厚度大于1277.4m。

① 流纹岩

呈灰—灰黄色，具斑状结构，基质为假球颗结构。

由斑晶和基质组成的酸性熔岩—流纹岩，斑晶占岩石的<10%。斑晶由0.2～1.0mm的石英和少量钾长石组成，石英和钾长石均出现融蚀。基质为假球颗结构的长英质组成。

② 流纹质凝灰角砾熔岩

呈灰黄—深灰色，火山碎屑结构，熔岩胶结，流动构造。

由火山碎屑物和熔岩组成，火山碎屑物占岩石的<40%。火山碎屑物由角砾和晶屑组成，角砾成分为流纹岩，大小为2～5mm，含量10%；胶结物由流纹质熔岩胶结，具有流动构造。

碎屑物中偶尔出现云母片，云母片不出现氧化现象。

③ 流纹质凝灰岩

呈浅灰—灰黄色，火山碎屑结构，块状构造。

火山碎屑物由岩屑、晶屑、玻屑组成，粒度<2mm，含量占50%±，呈棱角状分布，分布不定向。岩屑为酸性火山岩，晶屑为斜长石、石英、钾长石、少量黑云母。胶结物为火山灰物质，呈隐晶状。

④流纹质凝灰熔岩

呈灰—灰黄色，火山碎屑结构，熔岩结构。

火山碎屑物主要为岩屑、晶屑、少量玻屑组成。粒度一般<0.5mm，呈棱角状，分布不定向，含量50%±。岩屑主要为酸性火山岩，晶屑为长石、石英碎屑。熔岩为50%±，由长英质集合体组成，长英质集合体呈霏细状，分布不定向。

地层归属：

原大兴安岭118队14分队在满克头鄂博组凝灰岩中曾采集到狼鳍鱼等化石。主要种属有Lycoptera sp.，Brachygrapta cf.，认为其时代属白垩纪。1∶20万罕达盖牧场等三幅区调在上述层位中采集到的化石经中国地科院王思恩鉴定，主要种属有东方叶肢介Eoestheria sp.等，时代为晚侏罗世-早白垩世。此外，白音高老组被梅勒图组不整合覆盖，据此，将白音高老组置于晚侏罗世。

二、岩石地球化学特征

（一）主量元素特征

白音高老期火山岩所取硅酸盐化学分析结果可看出，该期火山岩SiO₂含量为73.8～76.8%，岩石略偏酸性；Al₂O₃含量为12.35～13.8%，偏低；TiO₂含量为0.091～0.16%，较低；K₂O+Na₂O含量为7.45～8.67%，富碱。其岩石化学类型，均为铝过饱和—SiO₂过饱和系。本期的岩石命名按地科联对岩浆岩分类委员会推荐的火山岩“TAS”分类命名图，本期火山岩的样品投点均落入R区，即流纹岩区，与野外和镜下定相符。Al₂O₃-SiO₂变异图中白音高老期火山岩样品的投点均落入C区（低铝质区），说明岩石属低铝质。K₂O-SiO₂变异图中白音高老期火山岩样品的投点落入HK区，即高钾岩系区，所以本期火山岩属钾质含量高等的岩石系列。岩石的碱度率图中白音高老期火山岩样品的投点落入A区，即碱性区，但其投点偏近于钙碱性区与碱性区（CA区—A区）的分界线附近，说明该期火山岩虽属碱性系列，但也接近于钙碱性区的边缘，表明岩石中钙碱质成分相对偏高。其分异指数DI=93.11～94.04，数值较高，表明岩浆分异程度较好；岩石的固结指数SI=0.94～1.16，数值偏低，说明岩浆固结的时间较长，岩浆发生过结晶分异。综上所述，该组火山岩为一套碱性系列火山岩

（二）稀土及微量元素特征

1、稀土元素特征

白音高老期火山岩稀土元素特征参数可以看出，该组火山岩LREE =133.73～152.51×10^-6，应属轻稀土富集型，而HREE =12.16～12.41×10^-6，重稀土相应亏损。LREE/HREE =10.78～12.54，La/Sm=8.86～10.14，说明轻稀土不仅富集，而且分馏明显。由于轻稀土的富集，重稀土呈现亏损和分馏不明显的特征。从稀土元素/球粒陨石标准化模式图（图2-83）中可以看出该期火山岩，δEu =0.34～0.42,均小于1，属铕负异常型，铕亏损较少。稀土元素配分曲线均右倾，轻稀土一侧斜率不大，重稀土一侧很平缓。重稀土相对于轻稀土亏损，说明源岩中存在石榴石和普通角闪石。

2、微量元素特征

白音高老期火山岩微量元素样品分析结果与地壳元素丰度对比看：亲铁元素Co的含量低于维氏（维诺格拉多夫）值和黎氏（黎彤）值， Mo的含量稍低于或接近于维氏值和黎氏值；亲铜（硫）元素Cu、Zn的含量均低于维氏值和黎氏值， Pb的含量高于维氏值和黎氏值，Sn的含量低于维氏值稍高于黎氏值，稀有元素Nb的含量低于维氏值和黎氏值， Zr的含量稍低于维氏值和黎氏值，亲石元素Sr的含量低于维氏值和黎氏值，放射性元素Th的含量低于维氏值和黎氏值或接近于维氏值。

其中Co、Cu、Zn、Nb的含量比地壳元素丰度偏低，Mo、Pb、Sn、Sr、Zr、Th的含量与地壳元素丰度相近，从微量元素珠网图（图2-84）可以看出：白音高老期火山岩中流纹岩具有Th(钍)含量高， Nb（铌）、Zr（锆）含量偏高，Sr（锶）、Pb（铅）含量偏低。本区白垩系白音高老组火山岩中Zr的富集程度是地幔丰度的20～30倍（Wood，1979），是地壳丰度的1～2倍（黎彤，1988）。说明岩浆源区富含Zr，据此推测火山岩的形成可能与下地壳的部分熔融有关。

综上所述，早白垩世白音高老期(K₁b)火山岩的微量元素特征显示大地构造环境属板内环境，系大陆火山喷发产物。

三、构造环境分析

该期中生代火山岩总体为一套高钾碱性中性岩石系列的安山岩，及高钾碱性酸性岩石系列的流纹岩组合，该岩石系列是与板块俯冲作用有关的重要岩石系列。属板内及板缘岩石系列，更具板缘特征，从岩石化学Log(τ)-Log(σ) 图解（A.Rittmann）上可见，该组火山岩全部落入造山带火山岩区。在微量元素构造背景判别图上，该期中生代火山岩多投在板内边缘区,少数落入板内区。结合测区岩石分布特征，总体分布与大兴安岭火山岩带方向一致，岩石形成于大陆边缘靠板内造山环境。

参考文献：

[1] 内蒙古地矿局，内蒙古自治区区域地质志，地质出版社，1993。

[2] 李文国等，内蒙古岩石地层，中国地质大学出版社，1996。

[3] 彭守儒、苏长清等；1︰20万塔尔其幅区域地质测量报告，黑龙江省地质局区域测量队二分队，1981。

[4] 鲁涛等；1︰5万哈拉改吐幅区域地质调查说明书，黑龙江省第一地质勘察院，2013。

[5] 谢家莹、陶奎元等，中国东南大陆中生代火山地质及火山—侵入杂岩，地质出版社，1996。

[6] 李昌年，火成岩微量元素岩石学，中国地质大学出版社，1992。

作者简介：冯楠，女，汉1988.11.29.黑龙江科技学院,大学本科，资源勘查工程。