(内蒙古有色地质勘察局六零九队,内蒙古 集宁 012000)
摘 要：本文主要研究了内蒙古集宁地区新生代玄武岩的特征，为探讨新生代岩浆作用过程、岩浆源区及岩石产生的地球动力学环境奠定了基础。
关键词：碱性玄武岩;新生代;内蒙古集宁地区
中图分类号：P588 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)05—0011—02
1 区域地质概况
内蒙古集宁及其周边地区是内蒙古中部新生代火山活动相对集中的地区之一，在集宁、察右后旗、兴和、中旗灰腾梁、凉城等地出露有大面积的新生代玄武岩。火山岩分布区地处中国三大纬向构造带之一阴山东西向复杂构造带与大兴安岭新华夏构造带截接部位，又为祁吕东冀反射弧的斜接所复杂化。新生代火山活动主要以沿断裂呈中心式火山喷发为特点，形成两个火山群，基性岩浆大量溢出地表，在集宁、察右后旗、灰腾梁等地形成巨大玄武岩被。
2 野外地质特征及时代
该区新生代火山活动先以宁静式裂隙喷溢，到后期以强烈中心式火山喷发为主，形成众多圆形火山口及圆形、马蹄形火山锥，区内火山大致沿北东向、东西方向集中展布。火山锥主要由致密块状玄武岩、气孔状玄武岩、玄武玻璃浮岩、熔岩集块岩和火山弹等组成，远离火山口则由橄榄玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、碱性橄榄玄武岩和碧玄岩组成巨大熔岩被。玄武岩呈层状构造，产状平缓或近于水平，玄武岩台地十分明显，台地边部柱状节理发育。
该区主要发育有4层玄武岩层，其间有厚度不等的沉积夹层，部分地方没有沉积夹层，表明主要有4次火山喷发活动，4次喷发间隙较短。每次主要喷发活动又有数次喷发旋。第一、二、四次喷发形成的玄武岩厚度较薄，分别为8～20m不等,主要为伊丁玄武岩，碱性橄榄玄武岩、碧玄岩;第三次喷发形成的玄武岩厚度较厚，约为40m，主要为橄榄拉斑玄武岩。部分玄武岩中含有尖晶石二辉橄榄岩、橄辉岩、斜方辉橄岩、辉石岩等幔源捕虏体以及橄榄石、石榴石、辉石、斜长石等巨晶。幔源捕虏体主要赋存在两种寄生玄武岩中:一种是爆发相的火山碎屑岩，另一种是溢流相的碧玄岩和碱性橄榄玄武岩。但无论从捕虏体的丰度还是大小看，后者都逊于前者。地幔岩捕虏体呈绿色和深绿色，氧化后呈紫红色，形状多变，多数捕虏体棱角已被熔蚀圆化呈浑圆状，有些捕虏体，特别是较小者，仍保留棱角状碎块的外形，这可能与玄武岩浆携带其至地表的过程中所经历的环境及上升速度与前者不同有关。
该区4层玄武岩有厚度不等的第四系更新统砂质泥岩，红粘土夹层。第一层玄武岩假整合于上新统砖红色泥岩之上，部分地区为第三系古地貌固结一般的泥砂及第三系晚期粗面玄武岩。据辉腾梁钻孔玄武岩中获得Ｋ－Ａr年龄为1.24Ma，在集宁玄武岩中获得K-Ar年龄为0.46Ma，后旗火山锥熔岩中获得K一Ar年龄为0.35Ma。据此，可以初步确定集宁及其周边地区玄武岩喷发始于第三纪,主要喷发时代应为第四纪。
3 岩石学和矿物学特征
集宁及其周边地区新生代玄武岩化学成分和CIPW标准矿物组成列于表1。根据特征标准矿物质量分数，本区玄武岩主要以碱性橄榄玄武岩、橄榄玄武岩、碧玄岩和橄榄拉斑玄武岩为主。碱性橄榄玄武岩和碧玄岩外貌相似，且都含有幔源包体和辉石巨晶。这两种岩石区别在于碧玄岩含标准矿物W(Ne)>5%，碱性橄榄玄武岩含标准矿物W(Ne)<5%。橄榄玄武岩和橄榄拉斑玄武岩的区别在于橄榄玄武岩含Hy标准矿物而不含Ne标准矿物，而橄榄拉斑玄武岩含少量标准矿物Ne而不含Hy标准矿物。岩石多为斑状或微斑状结构、聚斑结构，块状、气孔状构造，斑晶以橄榄石为主，其次为单斜辉石及少量斜方辉石和斜长石。橄榄石斑晶为半自形和它形粒状，多已发生伊丁石化，港湾状熔蚀现象非常普遍。此外常见橄榄石捕虏晶，发育扭折带，可能是橄榄岩包体解体的产物。辉石斑晶多为半自形粒状，也有熔蚀现象，发育环带，其内偶见包裹有橄榄石的残晶，形成包橄结构。斜长石斑晶较少，偶见环带，双晶发育，费氏台测定其An 56～58，为拉长石。基质为间粒-间隐结构和填隙结构，矿物组成为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石和钛铁氧化物以及玻璃，长石、钛铁氧化物和玻璃质充填于矿物颗粒.gif)
注:中国科学院地质研究所ICP实验室分析.12-14引自文献［2］;21-1,22-1,18-1为碱性橄榄玄武岩,8-20,31-2,31-8,12,14为碧玄岩;19-2,18-7,13为橄榄玄武岩;23-2,18-3,19-3为橄榄拉斑玄武岩.Mg*=Mg2+/(Mg2++Fe2+
之间。在橄榄石斑晶或微晶中镁橄榄石和铁橄榄石比值变化不大，辉石斑晶为单斜辉石和斜方辉石，单斜辉石斑晶在组成上属普通辉石和次透辉石，斜长石是拉长石，玄武岩主要化学成分见表1。
表1可以看出，本区玄武岩主元素变化不大，大多数样品W(SiO2)为44～48%,W(TIO2)为2.31%～309%，W(Al2O3)为11.09%～13.36%，W(FeO+Fe2O3)为12.5%～13.5%,W(K2O+NaO2)>5%,W(CaO)多为9.5%～10%,W(MgO)变化较大，多为8.31%～12.95%。主要特点是W(TiO2)>2.3%, W(Al2O3)不高，变化较小，W(Na2O)>w(K2O)。该区新生代玄武岩均属钠质碱性玄武岩系列，碱度率以及P2O5-(Na2O+K2O)关系也表明它们的钠质碱性玄武岩特征。与世界玄武岩平均值比较，集宁周边地区新生代玄武岩化学成分上具高碱、富钛、贫铝的特点。
4 地球化学特征
集宁地区新生代玄武岩的微量元素和稀土元素质量分数列于表2。
本区新生代玄武岩稀土总量不很高，平均为170.13×10-6, 轻稀土元素富集，W(LREE)/W(HREE)变化范围为3.4～7.26,铕异常不明显，稀土元素配分型式呈轻稀土元素富集型，与典型碱性玄武岩稀土元素配分型式一致。相容元素Ni,Cr质量分数变化较大，Co质量分数变化相对较小，不相容元素Rb质量分数变化较小，而Sr和Ba质量分数变化较大W(Rb)/W(Sr)值为0.030～0.042，接近软流圈地幔源区的W(Rb)/W(Sr)比值，这从一个侧面反映该区玄武岩可能为原生玄武岩浆的性质C，与原始地幔值相比，玄武岩各种微量元素的质量分数均不同程度较高。
注:微量元素和稀土元素均由中国科学院地质研究所开放实验室分析，方法为等离子质谱(ICP-MS)
［参考文献］
［1］ 罗修泉,陈启桐.内蒙古新生代玄武岩年代学初步研究［J］ .岩石矿物学杂志，1990,9(1);37～46.
［2］ 李昌年.火成岩徽量元素岩石学［M］.武汉中国地质大学出版社，1992:79～123.
［3］ 周新华，朱炳泉.中国东部新生代玄武岩同位素体系和地幔化学区划［A］.见:刘若新主编中国新生代火山岩年代学与地球化学［C］.北京地质出版社，1992:366～391.