内蒙古中部岩浆岩分带特征及分类

内蒙古中部岩浆岩分带特征及分类

内蒙古中部的苏尼特左旗位于蒙古-西伯利亚褶皱带中部的西航槽带。本区构造活动频繁,各种地质体普遍经受了强烈的多期构造变动,同时伴随有多期岩浆活动,岩浆岩的时空分布相当广泛,元古代、早古生代、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪和上新世均有岩浆岩产出,尤其是二叠纪—三叠纪最为强烈(见图1)。本区岩浆岩按岩时谱系单位划分原则,分为6个超单元和2个独立侵入体,主要岩浆岩带以东西走向和北东走向为主,大体以北纬43°42′附近为界可分为南北两区。南区有呼和敖包岩组变质火山岩系和突得布、查于德尔斯两个超单元呈东西向展布。北区有二叠纪火山岩和其它超单元或独立侵入体以及新生代火山岩,岩浆岩带展布以北东向为主。北区又可分为两个亚区,大体以昌吐锡力盆地为界,盆地西北称北西区,盆地东南称为南东区,是独苏曼超单元分布的主要地区,岩浆岩时、空分布特征见表1。从表中可以看出,本区岩浆演化大体分为五上阶段,即:元古代、早古生代、二叠纪—三叠纪、侏罗纪和白垩纪—第三纪。岩浆岩形成时代、演化顺序、成因类型和构造环境均有一定规律可循。1岩浆岩带岩带岩浆岩带的分布与构造关系密切,总体与构造分区相吻合,但也有一些叠加现象。南区岩浆岩带由三个次一级岩浆岩带组成。(1)呼和敖包中元古代变质火山岩带主要由呼和敖包岩组变质火山岩组成,东西延展约25km,最宽处可达10km,西段分布已延至邻幅,大体位于一个复向斜的核部,西段岩性以安山岩和安山玢岩为主,东段有较多火山屑岩层,主要有安山质凝灰岩、熔结凝灰岩、熔结火山砾岩等,具有喷发中心相的某些特点。(2)突得布早古生代末期的中酸性侵入岩带,由石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩组成,东西延长超过30km,宽约10km,南北均有近东西向断裂发育,岩体内发育有同走向的韧性剪切带,岩石普遍经受绿岩化影响,广泛发生绿泥石化和绿帘石化蚀变。(3)查干德尔斯二云母二长花岗岩带,主要分布在红光大队幅的中南部,东西展布横贯测区,南北两侧均为近东向断裂所限,区内出露长约20km,宽10km,南侧有大规模韧性剪切带发育,岩体中脆性断裂网络清楚,脉岩很多,形成于晚二叠纪至三叠纪。南区这三个岩浆岩带受东西向构造控制,可视为一个东西向的构造岩浆带,在形成时间上,自北向南依次变新,分属于三个不同的阶段,具有不同的构造意义,中元古代火山岩系可能代表着大陆边缘裂陷,或许带有陆内扩张性质。早古生代末期形成的突得布超单元岩体属Ⅰ型,岩浆来源较深,侵入了下元古界,可能是大陆边缘增生褶带的组成成份。晚二叠世至三叠纪查干德尔斯超单元是S型陆壳重熔花岗岩基,原岩可能是中元古界砂泥质变质岩系,它是在大陆块发生强烈碰撞挤压构造运动时期形成的构造侵入岩带。北区岩浆岩带又可分为两个亚区,每区中分别各有一条北东向岩浆岩带发育,主要由早二叠世火山岩系和晚二叠世以来的各类侵入岩体组成,其中包尔敖包中基性杂岩体遍布全区,沙尔塔拉超单元碱性花岗岩在两带中均有分布,独苏曼超单元仅在东区展布,菜园超单元和阿萨哈单元主要分布于北带。(1)祖勒格图—查干敖包北东向岩浆岩带,该带斜贯全区,延长在80km以上,最宽处达20km,是本区规模最大、组成最复杂的岩浆岩带,主要由下二叠统大石寨组火山岩系、包尔敖包中基性杂岩、菜园超单元、阿萨哈独立单元、东苏超单元,沙尔塔拉超单元组成,并见有古老的巴润萨拉单元超基性岩和浑德仑单元花岗岩残块出现,在构造上二叠系组成一个北东向的大型复背斜,两翼均有大石寨组火山岩系展布,侵入岩带基本沿着复背斜的轴部及其南翼发育,古老超基性岩和浑德仑单元花岗岩残留体发现于岩带中段巴润萨拉附近,并见其为下二叠统哲斯组砾岩不整合覆盖。菜园超单元侵入中心在其东部端,阿萨哈岩体集中分布在其西南段,东苏超单元呈椭圆形侵入于岩带中段。这三者呈北东向定向分布的特征比较明显,均属Ⅰ型或IS型侵入体,其中阿萨哈单元为同构造侵入岩体。包尔敖包中基性杂岩体侵入于下二叠统被上述花岗岩体侵入分隔,呈残留形式分布在花岗岩体四周,沙尔塔拉超单元碱性花岗岩主体呈北西方向侵入于东苏超单元中部。(2)独苏曼北东向岩浆岩带,主要由下二叠统火山岩系、独苏曼超单元组成,西段下二叠统组成一个北东向复背斜,大石寨组火山岩系出露于轴部地带,并见有菜园超单元乌兰呼都格单元花岗闪长岩、阿萨哈单元二长花岗岩和独苏曼超单元二长花岗岩断续分布,东段则主要为独苏曼超单元所占据,包尔敖包中基性杂岩体亦呈残留形式出现,沙尔塔拉超单元碱性花岗岩呈北东向长条状侵入于岩带中部,还有一些规模较大的正长斑岩位于北东向构造带内,沿同方向展布。2晚二叠纪—岩浆岩形成的构造环境(1)元古代中期呼和敖包岩组火山岩系以安山岩、安山玢岩和安山质凝灰岩为主,这套安山岩系在ΔFM图上属钙碱系列,化学成分上硅高铝低,铁含量远大于安山岩平均组分,钾含量异常低,总体上属贫钾、富铁安山岩类,一般认为是大陆内部非造山带条件下形成的,反映了大陆裂解环境。(2)早古生代末期突得布超单元以石英闪长岩、英云闪长岩和花岗闪长岩为主,成因类型属Ⅰ型,浑德仑单元二云母二长花岗岩则反映了S型特征,在Rb-Yb+Ta图解中,二者均落入火山弧花岗岩区,在R2-R1图解中前者主体哈珠车根庙单元主要落入钙碱性岩石区,反映碰撞前的构造环境,另两个单位则落入碰撞后和同碰撞区,浑德仑单元只有两个数据分别落入拉斑玄武岩和钙碱性岩石区,综合分析认为本阶段侵入岩主要还是反映了钙碱性岩石特征,代表着大陆边缘火山弧构造环境。(3)早二叠纪大石寨组火山岩系以安山质熔岩和火山碎屑岩为主,下部有少量玄武岩和玄武安山质熔岩夹层,上部有较多的粗安质和英安质熔岩及角砾熔岩出现,是一套中性为主,从中基性→中性→中酸性演化的火山喷发岩系,而且从海相向陆相转化,岩石化学分析表明属钙碱性系列的钾玄岩类,代表着大陆边缘靠大陆一侧的构造背景,在logτ-logσ图解中,大部分属岛弧火山岩,靠近并有少数落入稳定区火山岩范畴,反映为陆壳拉张环境产物。(4)晚二叠纪—三叠纪包尔敖包中基性杂岩体是在重力控制下结晶分异形成的堆晶层状岩体,岩石成分以闪长—辉长质为主,基本属拉斑系列。在ΔFM图解中分别位于拉斑系列靠近FM边附近和钙碱性系列两区,结合区内大石寨组底部直接不整合于下元古界古老陆块上的事实和早二叠世火山岩具有岛弧型岩浆特征的情况分析,接近于弧后盆地环境。菜园超单元由英云闪长岩—花岗闪长岩—二长花岗岩—正长花岗岩四个单元组成,均属钙碱性花岗岩系列和Ⅰ型花岗岩体,从岩浆演化角度看,从早期单元到晚期单元,岩石化学成份及有关参数,比值有明显的变化规律,如SiO2逐渐增加,从65.85%变化到73.72%,里特曼指数δ、Na2O+K2O\,K2O/Na2O及K2O/K2O+Na2O、FL等均呈现递增趋势(见图2),而固结指数SI和氧化指数OX则呈递减变化,稀土元素及其配分曲线具有相似特征,这些都表明岩浆具有单向演化趋势和同源性特征。独苏曼超单元岩性为黑云母二长花岗岩,由早期细粒结构和晚期似斑状结构两个单元组成,属钙碱性花岗岩系列。阿萨哈独立单元由似斑状黑云母二长花岗岩组成,属钙碱性系列,在Sr+Ba-Li+Rb+Cs图解中属Ⅰ型同熔花岗岩,在Na2O-K2O图解中亦属Ⅰ型但比较靠近I-A界线,在SiO2-TiO2图解中则落入S型区但也十分靠近I-S界线,其Al/CNA比值一个大于1.10,一个小于1.10,显然具有某些过渡性特征,其形成时期为三叠纪。上述两个超单元和一个独立单元主体上均属Ⅰ型,分布于测区北部,在Rb-Yb+Ta图解(见图3)中显示出前两个超单元同位于VAG区,而阿萨哈单元已进入同碰撞花岗岩区及其边缘,而且反映出在时间上有自老至新从菜园—独苏曼—阿萨哈更趋近以至进入同碰撞花岗岩区的演化趋势,菜园超单元中,早期单元至晚期单元也有相同的趋势,菜园和独苏曼两个超单元分别产于两个走向北东的二叠系组成的复背斜构造的轴部,是在总体受到挤压,局部引张的构造条件下,侵入二叠系形成的,阿萨哈岩体形成较晚,产于北面复背斜南侧接近倒转翼并发生一系列逆冲断裂等剧烈变形的构造部位,本身呈长条形透镜状,随之广泛发生劈(片)理化和韧性剪切,表现出明显的同构造侵入特征,总体上都是岩层受到强烈挤压发生剧烈变形的构造条件下侵位形成的。南区查干德尔斯超单元二云母二长花岗岩基,白云母广泛出现是它的特征,为钙碱系列S型陆壳重熔花岗岩,岩体南北两则均为近东西向断裂带所限,岩基呈东西向带状分布,南缘岩体中有大规模韧性剪切带发育,构造年龄Ar-Ar法测定的年龄为224Ma,亦属三叠纪,反映出同构造侵入特征,定位后很快又发生了较强烈的改造变形,R2-R1图解(见图4)中显示出岩体接近于同碰撞花岗岩,从而进一步证明,三叠纪时期,本区处于强烈挤压变形的构造环境之中。东苏超单元主要由黑云母二长花岗岩组成,属钙碱性花岗岩系列,叠加侵位于由二叠系组成的东苏复背斜核部,岩体呈长轴走向北东的椭圆形,长轴与构造轴走向一致,主动与被动侵位特征兼具,为I、S过渡类型的花岗岩基。在R2-R1图解(见图5)上位于同碰撞花岗岩至造山晚期花岗岩的过渡地带,在Rb-Yb+Ta图解(见图6)中同样处于同碰撞和板内花岗岩的过渡区。沙尔塔拉超单元由石英碱长正长岩、黑云碱性花岗岩和石英正长斑岩三个单元组成,属碱性花岗岩系列,主要受断裂构造控制,被动侵位,侵入时限为早白垩世,在R2-R1图解上主要沿造山晚期和非造山的花岗岩区界线分布,属碱性和过碱性岩石,而在Rb-Yb+Ta图解上(见图7)则主要投入火山弧花岗岩区。因而,沙尔塔拉超单元兼有造山期后非造山花岗岩和火山弧花岗岩特征,构造环境上有较大变化,显然已主要受环太平洋构造带的控制,包括晚侏罗世火山喷发岩,可能都兼有濒太平洋火弧内第一环的特点。3岩浆活动及岩浆演化本区元古代、早古生代各有其独立性,分布比较局限。元古代呼和敖包岩组是硅高铝低、贫钾富铁,认为是大陆内部非造山带条件下形成,反映了大陆裂解环境。早古生代突得布超单元反映钙碱性岩石特性,代表着大陆边缘火山弧构造环境。而自二叠纪以来,岩浆活动加强,涉及范围广泛。早二叠纪早期,大石寨组火山岩系遍布全区,以玄武安山岩、安山岩为主,下部有少量玄武岩夹层,上部有粗安岩、英安岩以至流纹岩出现,并伴有大量凝灰岩。火山角砾岩和火山集块岩,火山岩系属钙碱性岩石序列,反映为下地壳组分熔融物质在大陆边缘之大陆一侧溢出地表形成的巨厚火山岩系,是陆壳拉张产物,岩浆活动由基性—中生—酸性喷发,大体形成一个演化旋回。早二叠纪中期岩浆活动有一个间歇,构造运动发生,出现侵蚀间断,在巴润萨拉附近见有哲斯组砾岩不整合于浑德仑单元二云母二长花岗岩之上,哲斯组一段的厚层复成分砾岩代表了这一构造事件。晚二叠纪,持续的扩张减压,引发了地下深部的岩浆活动,壳下基性物质组分形成的高温溶浆向上运动,可能还夹带少量超铁镁质组分及混熔了一部分壳层物质,侵入于地壳上部的二叠纪火山岩和碎屑岩层,并在重力控制下结晶分异,形成了包尔敖包中基性堆晶层状杂岩体,它的形成代表着相对稳定的构造环境,岩浆演化从早到晚有从基性向中性变化的趋势。晚期本区岩壳开始受到北西—南东向挤压,下二叠统地层发生褶皱,东苏和独苏曼两个北东向的复背斜的雏形开始形成,包尔敖包层状岩体一起发生了移位变形,在总体受到挤压局部发生引张的条件下,促使下地壳熔融岩浆房中的同熔Ⅰ型花岗质岩浆上侵,分别沿着两个复背斜的核部形成了菜园超单元和独苏曼超单元各类花岗岩侵入体。在构造运动逐渐加强的情况下,复背斜局部有倒转现象发生,在东苏复背斜南翼发生倒转并伴有一系列冲断和韧性剪切等强烈构造变形条件下,有同熔型岩浆发生同构造侵入,比较集中地形成了透镜状长条形的阿萨哈独立侵入体,为Ⅰ型花岗岩,并具有向S型过渡的特征,这时已进入三叠纪时期。侏罗纪时期,东苏超单元是在上述构造岩浆活动基础上形成的,北东向复式褶皱的加强必然伴随有沿着构造轴向的引张作用存在,使这时形成的花岗质岩浆比较集中