海拉尔地区晚三叠世花岗闪长岩岩石地球化学特征及成因探讨

海拉尔地区晚三叠世花岗闪长岩岩石地球化学特征及成因探讨

侯晓光

核工业二四 0研究所，辽宁 沈阳 110032

摘要：八大关地区位于呼伦贝尔市海拉尔区北部，本文通过对该区域1：5万区域地质调查中所取晚三叠世花岗闪长岩岩石薄片与硅酸盐样品的数据分析，总结岩石矿物学与岩石化学特征，分析其成因、成岩环境，进而对该区域岩浆演化规律做简要分析。

关键词：花岗闪长岩；岩石学；岩石化学；岩浆演化

研究区大地构造位置位于中亚造山带东段、西伯利亚板块东南缘的额尔古纳地块之上(图1)，南与海拉尔盆地相连，中生代属滨太平洋构造域大兴安岭火山岩带北段，得尔布干断裂在测区中部通过。本文将根据“八大关1：5万区调”项目组近两年采取的薄片及硅酸盐样品的分析测试结果对该区域的花岗闪长岩岩石学特征及岩浆演化特征做简要分析。

1.岩石矿物学特征

新鲜面颜色为灰绿色，风化面颜色为浅黑色，中细粒花岗结构，块状构造，风化程度相对较弱。岩石主要由斜长石（45%）、正长石（15%）、石英（30%）、黑云母（3%）及角闪石（7%）。斜长石：灰白色，在正交偏光镜下为无色，半自形发育，呈宽板状、板柱状、板粒状发育，粒度为1.5-3mm，正低突起，干涉色为一级灰，具聚片双晶、有韵律环带结构，有较弱的绿泥石化现象；正长石，浅肉红色，在正交偏光镜下为无色，它形粒状发育，粒径为2㎜±，负低突起，有较弱的高岭土化现象；石英，无色半透明，它形粒状发育，粒度在1.5㎜±，正低突起，具有明显的波状消光；黑云母：灰黑色，正交偏光镜下呈现出棕黄色—浅黄色多色性，半自形发育，片状产出，具有一组极完全解理，解理裂隙内有黑色铁质析出，具有弱绿泥石化；角闪石，黑色，正交偏光镜下呈现出明显的多色性，半自形柱状发育，粒度为1.5-2㎜，有较弱的绿泥石化现象。

2.岩石化学特征

岩石SiO₂含量70.59-71.1%，平均70.80%，属酸性岩类；Al₂O₃含量13.92-14.45%，平均14.19%，较高；CaO含量1.13-1.35%，平均1.24%；Na₂O+K₂O（ALK）含量5.61-6.66%，平均6.14%。在QPA和TAS判别图解中投影点均落在花岗闪长岩区域，在硅—碱图解中投影点均落在Ir分界线下方，属亚碱性岩石系列，在碱度率（A.R.-SiO₂）图解中均落在钙碱性区域；在SiO₂-K₂O图解中，投影点均落于钙碱性系列；综上所述岩石属于正常钙碱性岩石系列。

岩石固结指数（SI）在5.50-6.75之间，平均值为6.13；分异指数（DI）在74.92-78.41，平均值为76.67，说明岩浆分异演化作用较强。里特曼指数（σ）为0.77-1.15，平均值为0.96；A/CNK值为1.30-1.63，平均值为1.46；在ACNK-ANK图解中，投影点基本落在过铝质岩石，与CIPW标准矿物计算的标准矿物值相符。

3.稀土和微量元素特征

稀土总量（∑REE）为99.78-141.10ppm，平均为120.44ppm，较上地壳稀土总量（157.07ppm）低，比下地壳稀土总量（97.07）高；轻稀土总量（∑LREE）86.46-115.05ppm，平均值为100.75ppm，重稀土总量（∑HREE）13.31-26.05ppm，平均值为19.68ppm，轻重稀土比值LR/HR在4.42-6.49之间，其平均值为5.45；∑Er-Lu=5.31-10.67，平均值为7.99；∑m-Ho=12.89-24.30，平均值为18.60；∑a-Nd=81.57-106.13，平均值为93.8。（La/Yb）_N=2.38-4.73，平均值为3.56，稀土配分曲线整体向右缓倾，LREE、MREE有较为明显的向右缓倾，HREE斜率较为平缓且微微上翘，重稀土元素（HREE）整体有相对富集现象，整体属轻稀土富集型。（La/Sm）_N=1.39-2.64，平均值为2.02，说明轻稀土富集程度较高且轻重稀土分馏较明显。Eu元素亏损和正常在稀土元素配分图上均有表现，其δ(Eu)=0.45-0.70，平均值为0.58，整体表现为Eu亏损，在球粒陨石标准化图中负异常明显，说明斜长石参与分离结晶明显。大离子亲石元素（LILE）Rb、K、Nd、Sm相对富集，Ba、P相对亏损；高场强元素（HFSE）Th相对富集，Nb、Yb、Ti、Zr相对亏损。

4.成因探讨

根据岩石化学、地球化学等特征花岗闪长岩Na₂O值分别为3.24-3.80%，平均值为3.2%；3.13-3.66%，平均值为3.40%；均大于3.20%。根据CIPW标准矿物计算，磁铁矿含量分别为3.85-4.33%，平均值为4.09；2.07-2.09，平均值为2.08%；含量较高，说明其演化环境为fo₂较高的情况下。根据上述特征应为I型花岗岩，但是由于铝饱和指数的偏高，其侵入岩有向S型花岗岩演化的的趋势。在花岗岩成因系列Na

₂O-K₂O图解中，花岗闪长岩投影点落在I型花岗岩区域。

在岩石化学R1-R2构造环境判别图解中，花岗岩均落在造山后期A型花岗岩区域。在微量元素的(Y+Nb)-Rb图解和Yb-Ta图解对比中，花岗岩投影点均落入火山弧花岗岩区内，结合区域资料分析，该晚三叠世花岗岩形成应与古亚洲洋最终闭合后的造山隆起有关。

综上所述，古亚洲洋的闭合决定了其花岗岩原浆的岩石化学特征，根据岩石化学、地球化学等特征，八大关地区晚三叠世花岗闪长岩为造山期后I型花岗岩。

5.结论

（1）八大关地区晚三叠世花岗岩属于钙碱性岩石系列。富集Rb、K、Nd、Sm等大离子亲石元素（LILE），Ba、P相对亏损；亏损高场强元素Nb、Yb、Ti、Zr。

（2）根据岩石化学、地球化学等特征，八大关地区晚三叠世花岗闪长岩为造山期后I型花岗岩。

（3）综合分析认为，海拉尔地区晚三叠世花岗闪长岩形成与古亚洲洋最终闭合后的造山隆起有关。

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