内蒙温根南基性-超基性岩体岩石学、地球化学特征及其形成构造背景

摘要

内蒙古温根南岩体位于内蒙古中部,属于华北克拉通北缘中段,主要火成岩组合为纯橄岩-橄长岩-辉长岩,平面上呈NNE向延伸.元素地球化学分析结果显示,岩体富Mg、低碱和TiO2,全岩氧化物含量主要受控于橄榄石、单斜辉石和斜长石的相对分配比例,微量元素含量总体较低,具Nb、Ta和Hf轻微亏损,Pb、Sr显著富集的特征.其中辉长岩表现出显著的Nb、Ta负异常和Pb、Sr正异常.辉长岩微量元素相对纯橄岩和橄长岩明显富集.辉长岩相-纯橄岩相中总稀土含量变化较大(1.41 ×10-6 ～ 111.6×10-6),稀土元素配分曲线表现为轻微右倾型与平坦型,岩体深部超基性岩类总稀土含量极低,随着其结晶分异程度的增大和堆晶作用的加强,岩石中稀土元素含量迅速升高,反映晶间残余熔体的比重不断升高.运用橄榄石与残余熔浆平衡方法制约母岩浆性质,结果表明温根南岩体初始岩浆MgO=11.73％,FeO=11.38％,属于高镁玄武质岩浆.温根南岩体基性-超基性岩中Sr-Nd同位素投点主要靠近EM I型富集地幔端元,推测幔源岩浆在源区或上升过程中受到了地壳物质的混染.运用Zr、Y、Th、Ta等不相容元素的比值(判别岩浆演化过程,基于Th/Nb比值(＞1)和低Nb/La比值(＜1)表明温根南岩体初始岩浆侵位过程中遭受到了地壳物质的混染.温根南岩体Ta/Th-Zr/Nb、Th/Yb-Th/Nb、Ta/Th-Th/Yb、Nb/Th-Nb构造环境判别图中主要落入板内玄武岩(WPB)范围,推测温根南基性-超基性岩体在早石炭纪形成于板内伸展构造环境.