乌兰地区黑云角闪斜长片麻岩地球化学特征及定年
杨刚;邓平
【摘 要】内蒙乌兰地区片麻岩是从白云鄂博岩群底部混合岩未分岩组中剥离的一套岩石地层单位，出露范围广，色较深，以片麻状、眼球状构造为主。在海西晚期和印支期，该片麻岩组被侵入体肢解成大小不一的13个地质体。Au在该片麻岩中含量相对较高，具一定成矿潜力。岩石以富碱(Na2O+K2O)尤其是K2O、贫Al2O3为特征，表现为富集K、Rb、Th 、La 、Ce 等大离子亲石元素而亏损Nb、Ta、U等高场强元素、弱的负Eu异常和相对较强的轻重稀土分馏程度。暗色片麻岩的锆石U-Pb定年测得片麻岩原岩形成时代为1930.7±9.6Ma，是侵入岩经变质作用的产物。%Biotite-amphibole-plagioclase gneiss in Ulan is characterized by enrichment in Na2O and K2O, K, Rb, Th, La, and Ce, depletion in Al2O3, Nb, Ta, U with weak negative Eu anomaly. The U-Pb dating for zircon from the gneiss yields 1930.7±9.6Ma.
【期刊名称】《四川地质学报》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】7页(P303-309)
【关键词】片麻岩;地球化学;U-Pb定年;乌兰
【作 者】杨刚;邓平
【作者单位】四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，成都 610213; 吉林大学，吉林 长春 130012;吉林大学，吉林 长春 130012; 彝良驰宏矿业有限公司，云南 昭通 657600
【正文语种】中 文
【中图分类】P597+.1
早前寒武纪的中高级变质岩体一直是地学界关注的焦点，乌兰地区黑云角闪斜长片麻岩之前一直被归并为白云鄂博岩群底部混合岩未分岩组中，通过本次课题对乌兰地区暗色片麻岩的研究，根据野外地质产状、岩石结构构造、地球化学分层及对区域地质单元间相互关系的综合分析，判定其原岩为一套深成侵入岩。根据对岩石样品的地球化学特征的分析，岩石的铝饱和指数（A/CNK比值）明显地大于1.1，表现出明显的过铝质特征；稀土元素特
征方面，具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损和中等程度的Eu异常的特征。这些都显示了壳源S型花岗岩的特征，微量元素方面，岩石富集大离子亲石元素，微量元素分布模式特征与典型的陆陆碰撞S型花岗岩相近似。
乌兰地处内蒙古高原，位于华北地台北缘中新元古代白云鄂博裂陷槽，以桑根达来-川井构造带为界，北部为古生代兴蒙造山带，南部为华北地台。根据岩浆活动、地壳构造变形特征，将研究区进一步划分为以下两个性质明显不同构造单元：北部中新生代断陷盆地，是属于桑根达来-川井中新生代沉积盆地一部分，地表被上新统宝格达乌拉组红层覆盖，其下发育侏罗系和白垩系；南部隆起区，出露早前寒武纪变质结晶基底、中元古代白云鄂博群浅变质岩、海西期-印支期花岗岩和少量白垩纪火山岩组成。
1.1　地层
区内出露地层为前白云鄂博岩群片麻岩、白垩系下统白女羊盘组，新近系上新统宝格达乌拉组，汉诺坝玄武岩及第四系全新统。白云鄂博岩群片麻岩分布较广，根据片麻岩层的岩性特征可将此区白云鄂博群片麻岩划分为三个不同岩性的岩性段。浅灰色中粒片麻岩段、眼球状细粒黑云母斜长片麻岩段、条带状细粒黑云斜长片麻岩段。
白云鄂博岩群出露广，乌兰等四幅均有出露但分布零散，面积较少。根据区内出露白云鄂博岩群的岩性组合特点，可将其划分三个岩性段，归属两个岩组：比鲁特岩组和白音布拉格岩组。
白垩系仅出露下统白女羊盘组（K1bn），出露范围仅限于乌兰幅乌兰苏木，其岩性特征是一套紫灰色流纹质火山岩，以流纹质岩屑晶屑凝灰岩为主，并有少量流纹岩及劣质黑曜岩。相当白女羊盘组的上部。
1.2　构造
韧性剪切带
大多数韧性变形带规模较小，规模较大韧性变形带主要有：呼热图-哈日敖包东西向韧性变形和那木吉拉敖包东西向韧性变形。
呼热图-哈日敖包东西向韧性变形带，为区内规模最大的韧性变形带，主要发育在海西期-印支期花岗岩中，切割和改造了早二叠世闪长岩和太古代片麻岩。变形带呈近东西方向展布，延长达11km，出露宽度可达1km。带内发育各种类型糜棱岩，糜棱叶理向南呈高角度
倾斜，而矿物拉伸线理呈近水平，倾伏角小于10°。根据韧性变形带内不对称流动组构可以判断，是左行走滑型韧性变形带。
那木吉拉敖包东西向韧性变形该韧性变形带，发育在印支期中细粒花岗岩中，呈东西方向展布。变形带规模较小，延长只有2km长，宽约100m。带内发育各种类型花岗质糜棱岩，岩石表现出强烈韧性变形特征。其产状与运动方向与性质与呼热图-哈日敖包韧性变形带相同。
断裂构造
东西向断裂构造在测区内十分发育，规模相对较大。多数断裂带向北倾斜，倾角在40°～65°不等，少数向南呈高角度倾斜。断裂规模较大，延伸从几公里至数十公里，断裂带宽度几米到上百米不等。断裂以脆性变形机制为主，断裂带内发育碎裂岩、断层角砾岩、微角砾岩和断层泥，部分断层带内发育浅层次的构造片岩。沿着构造破碎带并有后期脉岩侵入，特别石英脉贯入，形成硅化角砾岩型莹石矿化脉。区内几乎所有萤石矿化都赋存东西方向次级硅化角砾岩中。所以，东西向断裂带是区内重要控矿构造。东西向断裂带还包括了赛音呼都格逆冲推覆构造，把元古代片麻岩推覆在白云鄂博群之上。
黑云角闪斜长片麻岩类在乌兰工作地区出露范围广，岩体主要分布于工作区域中部及南部两侧。西起希日敖包，乌兰哈达，东至查干温多尔，再到北边的哈尔干图音包日温都尔，该区域为片麻岩最主要的集中出露地区。面积约125km2，占填图区面积的11%。
岩体片麻理产状规律性不大，在整个工作区，片麻岩的片麻理倾向各异，但全区片麻岩片麻理倾向大体是以北东方向为主的。倾角在20°～60°之间均有，有的角度甚至更大。岩体中，断层构造发育，侵入体也相当发育。例如，花岗伟晶岩脉、石英脉、花岗岩、闪长岩、闪长玢岩脉等。可见，工作地区的变质作用及后期的动力变质作用、岩浆作用等都相当复杂。片麻岩岩体风化面多呈深黑色、黑褐色，新鲜面则多为灰黑色。岩石粒状、片状变晶结构，粒度以细粒、中细粒为主体，矿物颗粒粒径0.3～2.0mm，片麻状构造、眼球状构造。而矿物的具体含量随岩性的变化而有所不同。依据野外实际地质情况，区内片麻岩按矿物成分的不同可以划分为四类。
岩石样品分析在吉林大学测试科学实验中心完成。其中岩石化学成分全分析在20°C、相对湿度50%、样品为固体的检测条件下进行，使用的检测仪器为原子吸收光谱仪，检测结果见表1。岩石稀土元素分析在23°C、相对湿度55%、样品为粉末的条件下进行，所采用的
检测仪器为ICP-MS，分析结果见表2。岩石微量元素检测条件与稀土元素相同，使用仪器也为ICP-MS，分析结果见表3。
按照Turner（1955）提出的变质岩化学类型的划分，乌兰地区片麻岩属于长英质变质岩。根据Werner（1987）图解，对岩石样品成分进行投图分析，区内片麻岩为正变质岩，原岩为火成岩。片麻岩原岩的恢复主要靠追索的办法，初步可认为其原岩为深成侵入岩。
在片麻岩的化学组成中，Al2O3、TFe2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O相对于SiO2有较明显的负的线性关系，即随着SiO2含量的增加，其含量有减少的趋势。SiO2、TFe2O3、K2O、Na2O含量较高，而TiO2、P2O5、MnO、CaO、MgO、LoS含量低。SiO2含量较稳定，为61.38-69.90%，而Al2O3含量则为13.88%～17.67%。TFe2O3=4.77%～5.12%；K2O含量变化范围是3.29%～4.82%；Na2O=2.86%～3.35%。ω（K2O）/ω（Na2O）＞1（介于1.15～1.44之间），反映片麻岩原岩具陆壳沉积物熔融形成的S花岗岩的特征，而A/CNK即ω（Al2O3）/ω（K2O+Na2O+CaO）＞1.1（介于1.40～1.68之间）也很好地说明了这一点。低含量的成分中，TiO2为0.20%～0.30%；P2O5为0.10%～0.20%；MnO为0.10%；CaO为2.10%～4.39%；MgO=1.57%～2.02%。由表1可以看出，
乌兰地区的暗色片麻岩碱的含量较高，K2O+Na2O+CaO为8.25%～12.56%，富K2O（K2O/Na2O为1.15～1.44）。
3.1　稀土元素地球化学特征
片麻岩的稀土元素含量及相关参数见表2。均显示轻稀土元素富集，分馏较好，重稀土元素亏损的特征。稀土特征曲线为向右倾的平缓曲线。T2样品的Eu为无异常或很弱的负异常，而T3却表现出明显的Eu负异常。稀土总量（∑REE）为147.680～337.587ppm，为一较高的稀土元素总量值。LREE/HREE介于10.38～11.70之间，其中，轻稀土元素总量（∑LREE）为134.708～311.011ppm，而重稀土元素总量（∑HREE）却只有 12.972～26.576ppm，可见重稀土亏损严重。（La/Yb）N为9.847～12.156，反映了轻重稀土元素相对较高程度的分馏程度。（Ce/Yb）N为8.563～9.190，（La/Sm）N值为3.140～4.112，（Gd/Lu）N则为2.051～1.977。片麻岩稀土元素中，δEu＜1（为0.5557～0.895），说明岩石中存在Eu较弱至较明显的负异常（图中Eu处的“V”字形谷）。而δCe为0.955～1.041，无明显异常出现。由图可以得出，片麻岩两样品的稀土元素分配模式除少数差异外，稀土元素大体上分配相一致，曲线总体上呈平行展布。

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