内蒙古东部地区中基性火山岩地球化学特征及成因探讨

内蒙古东部地区中基性火山岩地球化学特征及成因探讨

石板井地区位于内蒙古西部，其辖区隶属内蒙古阿拉森盟额济纳旗管辖。该区所处的北山地区是我国西北地区的一个重要成矿带1玄武安山岩的组成公婆泉组火山岩为一套变质中基性火山岩,岩石变质变形强烈,遭剥蚀严重,其地质体多呈顶垂体形式漂浮在华力西期侵入岩体之上。岩性主要为变质玄武安山岩、变质玄武粗安岩和变质玄武岩,现均已变质为斜长角闪岩。主要组成矿物有斜长石、普通角闪石,副矿物有磁铁矿、绿帘石、黑云母、石英及少量磁铁矿等。岩石受后期热液影响,变质变形强烈,主要表现为绿泥石化、绿帘石化,且片理化十分发育。2稀土元素及微量元素为了探讨公婆泉组火山岩的岩石地球化学特征,选取研究区典型剖面BP岩石样品分析测试由国土资源部武汉综合岩矿测试中心完成。主量元素用X-射线荧光熔片法(XRF)分析,分析精度均小于1%,稀土元素用阳离子交换分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分析,微量元素用X-射线荧光粉末法(XRF)及电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS),微量元素和稀土元素分析精度优于6%。其主量、稀土和微量元素结果列于表1。2.1主要因素由表1可以看出,公婆泉组火山岩SiO由SiO2.2火山岩稀土元素地球化学特征由表1可知,公婆泉组火山岩的稀土总量为19.76~55.93×10公婆泉组火山岩稀土元素的这些特点与火山弧相似,同时稀土元素配分型式多样型,暗示了火山岩形成环境的复杂性。2.3岛弧火山岩微量元素特征从表1中可看出,公婆泉组火山岩中大离子亲石元素(LILE)变化较大,其中Rb、Sr、Ba含量分别为1.60~12.6×10上述这些特点与岛弧火山岩微量元素特征极其相似。3火山岩稀土元素地球化学特征研究表明,一定的火山岩形成于一定的构造环境,依据岩石的化学成分可以限定岩浆起源的大地构造背景。研究区公婆泉组火山岩形成于早志留世[(444±17)Ma],原岩为一套以玄武岩为主的中基性火山岩,后期受海西期及燕山期热液活动影响,发生变质作用。岩石地球化学数据分析表明,研究区公婆泉组火山岩普遍表现为高钠(1.53%~6.38%)、低钾(0.07%~0.48%)、低钛(0.52%~1.09%),属于中低钾钙碱性玄武岩系列,稀土元素配分模式呈现轻稀土略亏损-近平坦型-轻稀土富集的多种型式,微量元素呈现“三隆起”特点,表现为Nb、Ti、P负异常,而大离子亲石元素Rb、Sr、Ba的选择性富集,这些特征与岛弧玄武岩的特征极为相似。在火山岩的Nb-Zr-Y微量元素构造环境判别图解中(图5a)公婆泉组火山岩属于中低钾钙碱性玄武岩系列,且具有火山弧玄武岩、洋中脊玄武岩的性质。火山弧玄武岩的性质表明其岩浆源区受到俯冲消减带的影响,岩浆来源于受俯冲流体交代的富集地幔楔;洋中脊玄武岩的性质表明表明洋脊玄武岩的性质表明它们的形成与岩石圈减薄和洋底拉张作用有直接关系。据现代岛弧研究,从大洋一侧至大陆方向,依次出现拉斑玄武岩系列、钙碱性系列、碱性系列,而岩石类型的过渡性、稀土配分型式的多样性和大离子亲石元素的较大变化,说明岩浆源区由洋壳向陆壳变化4研究区火山岩地球化学特征公婆泉矿化集中区地处甘肃省肃北蒙古族自治县马鬃山镇,面积约105km本文所研究的公婆泉组火山岩与甘肃肃北公婆泉铜矿化集中区公婆泉群火山岩在时间上均为志留世,空间同属北山造山带,又有相似的构造背景,综合本文常量、稀土、微量地球化学和构造环境判别分析,认为研究区火山岩总体上属于低钾拉斑玄武岩-钙碱性玄武岩过渡的岩石类型,即以火山弧玄武岩为主,少数为洋脊玄武岩。该套火山岩在地球化学方面与甘肃公婆泉铜矿化集中区火山岩极为相似,但是它们之间仍存在一些区别(1)研究区公婆泉组火山岩遭受严重剥蚀,变形变质强烈,发育有绿泥石及绿帘石化,其结构和构造均发生明显改变,而甘肃公婆泉铜矿化集中区火山岩虽然可见绿片岩相变质,当仍可见玄武岩及玄武安山岩的结构构造。(2)在地球化学方面,研究区火山岩属于低钾钙碱性玄武岩岩石类型,甘肃公婆泉铜矿化区火山岩属于低钾钙碱性玄武岩系列,其微量元素特征较之研究区,更接近于岛弧火山岩。综上所述,研究区公婆泉组与甘肃肃北公婆泉群之间可能具有延伸关系,是甘肃公婆泉群在内蒙北山地区的东延部分,属于窑洞努如-公婆泉岛弧带的组成部分。因此,从岩石学、地球化学的角度来说,研究区及其附近公婆泉组中也有相似矿化存在的可能性。5岛弧环境判别通过以上分析,本文得出以下结论:(1)研究区公婆泉组下段原岩为一套变质中基性火山岩,主要岩石类型为变质玄武安山岩、变质玄武岩和变质玄武粗安岩,现均已变质为斜长角闪岩,主要矿物为斜长石(30%~50%)和角闪石(40%~50%)。岩石中低温蚀变强烈,发育有不同程度的绿泥石化及绿帘石化。(2)在主量元素上,火山岩SiO(3)结合火山岩构造环境判别图,表明该套火山岩形成于岛弧环境。(4)与甘肃肃北铜矿化集中区中基性火山岩的对比研究表明,两者在时间、空间上相近,有相似的构造背景,因此两者之间可能存在