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内蒙古白云鄂博矿区白云岩岩石学及其成因研究


现代地质
第 17 卷第 3 期 2003 年 9 月

GEOSCIENCE

Vol. 17

No.3 Sep. 2003

内蒙古白云鄂博矿区白云岩岩石学及其成因研究
肖荣阂,费红彩,安国英,张汉成,侯万荣
(中国地质大学地球科学与资源学院,北京

/>100083)

摘要:系统研究白云鄂博含矿围岩的岩性,发现含矿白云岩中具有火山碎屑结构、杏仁状及 角砾状构造,在西矿带白云岩中夹有黑云母片岩,而东矿带则与富销火山岩共生。其岩石化

学成分与世界其他岩浆成因的碳酸岩相似,白云岩的一系列岩石化学、稀土元素地球化学图 解均判别其为岩浆成因特征。根据魏菊英等的研究表明,碳、氧同位素受海水混合作用的影
响,由喷发中心到正常沉积碳酸盐呈现规律性升高的变化趋势,因此含矿白云岩及近矿白云

岩是白云质火山岩。白云岩中含饵长石、萤石等热液矿物,高度富集 F 、 Sr 、 Ba 等元素,平
均 w(F) 为 13.5849% , w(Sr) 为 0.1588% , Z叫 Ba) 为 0.8537% 。白云岩中磷灰石构成主要矿 物, PzOs 高度富集,平均 w(PzOs) 为 7.79% 0 这些特征均表明了白云岩为岩浆成因,是裂谷 早期裂陷阶段岩浆活动的产物,故将白云鄂博矿区的白云岩定名为白云质火山岩。 关键词:白云鄂博;自云质火山岩:岩石化学;微量元素:稀土元素
中图分类号
文章编号

P588.1
1000

文献标识码

A

- 8527 (2003 )03 - 0287 - 07

1





(H 14 -H 18 ) 。白云鄂博地层建造反映了裂谷沉积建

造发育的特征。都拉哈拉岩组和尖山组为裂陷期沉 积,由类磨拉石粗碎屑岩建造和火山岩建造组成。 上部 4 个岩组为裂谷沉降期沉积物,表现了水体深 浅频繁变化的多旋回韵律型沉降,由细碎屑岩、碳 酸盐岩互层构成多个沉降旋回韵律。白云质火山岩 主要分布在白云鄂博矿区附近,产于裂谷裂陷期的 尖山组是重要的含矿岩性(图1)。对于白云岩的
成因有岩浆侵入成因 [3-5] 、火山沉积碳酸岩 [6-8]

白云鄂博群是组成华北古陆北缘陆缘裂谷建造 的主要地层,西起白云鄂博以西,东经四子王旗延

至商都、太仆寺旗一带,长约 500 km ,南北被断
层切割或与花岗岩侵入接触,宽 20~60 km ,裂谷 中局部可见基底地层的深变质岩系出露,并可以见 到其中的不整合接触关系。白云鄂博群的主要岩性

是一套低绿片岩相的火山及陆源沉积岩系,主要由
变质砂砾岩、长石石英砂岩、板岩、白云岩、火山

及沉积成因 [9-11] 等多种认识。虽然早在 20 世纪
80 年代就有人提出火山沉积碳酸岩的认识,但当 时还没有找到充分的火山成因的证据。作者对白云 鄂博矿区白云岩进行了系统的研究,发现了一系列 火山成因的证据,如白云质凝灰岩及火山角砾岩, 认为白云鄂博矿化白云岩是一种白云质火山岩。

碎屑岩组成。最近作者在从事该区矿床学研究工作 中发现了富铀火山岩、热水沉积富饵硅质岩及白云 质火山岩的证据,认为白云质火山岩与富锅火山岩 及热水沉积御长石岩构成了碱性火山与热水沉积岩
系,本文重点研究白云质火山岩。

根据前人的资料[1, 2]

白云鄂博群划分为 6 个

岩组、 18 个岩段 (H 1 -H 18 )o 6 个岩组即都拉哈
拉岩组 (H 1 -H3 ) 、尖山岩组 (H4 -H5 ) 、哈拉霍

2

白云岩的岩石学特征
白云鄂博矿区主东矿的白云岩有两种岩石类

各特岩组 (~-H8) 、比鲁特岩组 (H9 -HlQ )、白

型:具火山碎屑构造的白云岩和具层状沉积构造的

音宝拉格岩组 (H 11 -H 13 )及呼吉尔图岩组
收稿日期 2002

白云岩。具火山碎屑构造的白云岩靠近矿体,呈不

-12 - 31

基金项目:国家自然科学基金项目 (40073013); 国土资源部国际合作与科技司自由探索项目 (2000440) 。

作者简介:肖荣阁,男,教授,博士生导师, 1949 年出生,矿床学与矿床地球化学专业,主要从事矿床地球化学的研究工作。

288

现代地质

2003 年

--二比

N


010 HOm

匿~1
图 1
Fi日.

回因 1

窿墨疆 4

白云鄂博东矿采场剖面素描图

1

Sectional drawing of eastern stope in Baiyun' ebo
3. 含萤石稀土矿化白云质岩 4. 萤石铁矿层 s. 稀土矿层

1.梆长石岩

2. 黑云母片岩、销长销闪石火山岩、富销火山碎屑岩

规则层状产出,其中发育含铁白云岩脉体;具沉积
构造的白云岩远离矿体。在西矿段,白云岩与黑云

状或条纹状。其他矿物较少,均呈浸染状。
在白云鄂博东矿带打花采场首次发现有白云质

片岩呈互层产出(图 2) ,白云岩中也含有大量黑 云母。具火山碎屑构造的白云岩中碎屑成分为何长 石硅质岩屑,岩屑呈蠕虫状、不规则状(图版 I 中 照片 1 、照片 2) ,或与白云岩呈互层状,岩石总体 呈块状构造、不规则似层状构造等。白云岩的主要 矿物成分有白云石、铁白云石、萤石、菱铁矿、方 解石、磁铁矿、赤铁矿、磷灰石、独居石、硅质岩 屑及稀土碳酸盐矿物。

角砾岩,角砾成分与基质成分一致,均为白云石与
饷长石成分,并具有明显的萤石与磁铁稀土矿化 (图版 I 中照片 5 、照片的,且具有明显的火山角
砾成因特征。

3

白云岩的岩石化学特征
矿区内白云岩东西延长近 20 km ,中部厚 500

-700 m ,向东西变薄为 50-100 m 。岩性以方解
石质白云岩为主,次为白云质灰岩。化学成分与世

界平均火成碳酸岩相比,镜高钙低,而镜钙总量相

近,其他成分基本一致(表1)。但世界各地碳酸

应L
~1002 囚[] :\匮!2J 4 囚35L」LJilll
图 2 白云鄂博商矿段白云岩与黑云片岩互层

岩成分极其复杂,不可能进行简单的比较,主要表 现在造岩矿物成分有较大的区别,但其一般特征为

富钙、铀、挥、氟、磷、锤、、顿等,这些特征与白
云鄂博白云岩是一致的。 主东矿含矿白云岩的系统化学分析表明,白云 岩与白云质角砾岩的化学成分(表 2 、表 3) 以

Fig.2

Sectional drawing of dolomite with biotite schist in western Baiyun' ebo
2. 含黑云母白云岩 3. 黑云母片岩 4. 铁矿化硅

1.自云岩

CaO 、 MgO 为主,次含 TFe , AlZ 03 、 PZ 05 、 Si02 、
NazO 等。所测试的个别样品中 P2 05 含量极高,是

质岩

s. 构造角砾岩

由于存在独立磷灰石矿物所致。根据磷灰石的分子
在镜下白云岩中白云石呈细粒结构,粒度为

式计算,在 Ca5 (P04

h

(F , Cl , OH) 分子式中,

0.1-0.2 mm ,次生重结晶白云石稍粗,粒度为 0.5-1 mm ,颗粒呈镶嵌状构造,略具定向排列。
其中硅质岩屑呈透镜状、火焰状及断续的条带状分

w(CaO): w(Pz05)~ 1. 32: 1 ,因此扣除组成磷灰
石的 CaO 含量及组成萤石消耗的钙,一般岩石的
w(MgO)lw(CaO)~0.5 , 低于正常海相沉积白云

布。萤石呈不规则团块状,在白云石晶间分布,或
呈细条纹状断续分布,粒度为 0.2-0.3 mm ,细

岩的 w(MgO)lw (CaO) 的比值(约为 0.6) 。与白

鸽等 [7] 的测试结果相比较,除 Si02 含量偏低外,
其他特征基本类似,这与不同样品的采样纯度有
关。白云质火山角砾岩的成分比较复杂 , Si02 、
Alz 0 3 、 Fe203

粒结构,有些与白云石呈嵌晶构造,或包裹白云石 颗粒,有些呈不规则扁豆状(图版 I 中照片 3 、照片 的。从结构来看,萤石与白云石多为同生成因,有一
些为气孔充填物,即杏仁体产出,为岩浆期后热液填 充物。铁矿物呈浸染状或集中呈豆英状、透镜状、条
带状分布。稀土矿物主要与萤石密切共生,呈浸染

+

FeO 、

MnO 、 MgO 、

CaO 、 P 2 0 5 ,

Re203 、 Nb2 05 的含量均较高。根据岩石化学计算
尼格里特征值 C 、 mg , al 与 alk , 恢复原岩并投图

分析,其投点落于岩浆碳酸岩区域内(图 3 、图的。

第 3 期

肖荣阁等:内蒙古白云鄂博矿区白云岩岩石学及其成因研究
褒 1 自云鄂博白云岩的岩右化学成分 (wB/%)

289

Table 1
样品
西段

Chemical composition of dolomite in Baiyun' ebo (WB/%) Fe203 + FeO
' 且 ' 且 ' 且

Si02
12 9 10 9.58

Ti02
0.70 0.31 0.26 0.65

Al20 3

MnO
A

2.6
1. 6

6 4 5 7

MgO CaO K20 Na20 匀 。 7-2JqL· 0059 0506 1011 b , 111····/0 7·/Oro· 13 , · 吨 · A · U
' E A t A

· · 吁 ,

" 匀 , " 匀 , " A

中段

A

吨 。 " 。 ,


东段
世界平均碳酸岩

2.1 2.9
0 0

' A ' h U
‘d 句

· · · 1 2 3 1 3 O L


P205 RE20 3 Nb20 5 O Q 75JonLAto 7366 U O J
A U '
ζ 0


.... ··、F
喃 自 A

W 瓦

u n u $

l l

U 、 】 0
' 且





U 7
4

。 。 句


'
4


υ

o

&

U Y



0

L O O

A v

注:据自鸽等 1996 年资料整理。

表 2

自云鄂博白云岩的岩石化学成分 (wB/% )

Table 2
样号

Chemical composition of dolomite in Baiyun' ebo ( wB/% )
F的

Si02
1. 48 1. 76

A1 20 3
1. 36

Fe203
3.68 3.16 10.32
1. 75

Ti02
0.03 0.01 0.15 0.01 0.04 0.01 0.10 0.05

P20 5
2.92 10.56 0.23 10.17 0.67 0.75 29.25 7.79

CaO
3 1. 60 34.79 25.62 36.61 27.23 29.88 55.22 34 .40

MgO
13.95 11. 80 13.71 10 .46 16.15 14.82
1. 05

K 20

Na20
0.49 0.51

MnO
1. 37 1. 20 1. 95

烧失量

24 28 29 210 211 214 K2
平均值

4.07 2 .4 7 2.86 2.98 2.86 7.04 2.06 3.48

<0.10 <0.10

34.64 28.72 35.44 25.42 39.50 42.48 2.54 29.82

0.68 <0.10
1. 27 1. 16

6.40
1. 28

<0.100.46 <0.100.44 < 0.10 < 0.90 0.25 0.43 <0.100.49

0.68 0.83
1. 31

3.98
1. 18

2.42 0.68 3.80 3.69

0.29 0.98 0.82

0.69 2.40

o. 10

0.07 0.87

11. 70

<0.1

注:由国土资源部廊坊物化探研究所测试, 2000 。

表 3

白云鄂博白云质角砾岩的岩石化学成分 ( wB/%)

Table 3
样号

Chemical composition of dolomite brecci晦 in Baiyun' ebo (wB/%) F'eO
13.63 10.99 18.00 6.22 4.63 4.37 9.64

Si02
4 1. 32 27.78 3 1. 27 17.81 23.90 21.07 27.19

A1 20 3
11. 80 18.13 20.93 9.88 11.65 9.88 13.71

Fe203
2.10 15.29
1. 18

Ti02
0.89 0.59 2.14 0.64 0.52 0.49 0.88

P20 5
0.14 0.09 1.36 11.26 0.99 2.52 2.73

CaO
6.74 1.06 2.11 16.46 22.92 23.53 12.14

MgO
8.40 13.19 8.03 11.89 9.54 11.16 10.37

K20
1.90 5.79 5.65 2.65 1.50 1.89 3.23

Na20
2.55 0.69 0.88 0.84 1.86 2.08 1.48

MnO
0.28 0.28 0.32 0.33 1.21 0.42 0.47

烧失量

2El 2Ell BE3 BEll BE18 BE19
平均值

4.70 1.38 1.28 0.52 7.68 3.48 3.17

7.51 1.65 1.04 4.80

表 3 的测试单位同表 2 。

ρ。

{}

?

F 、 Sr 、 Ba 的高度富集为特征(表 4 、表 5) ,而幢
掘亲铁元素则相对亏损,这表明在碳酸岩浆侵入喷 发过程中受到了地壳的严重污染。 白云岩中稀土元素含量极度富集,稀土总量

10

高,并以轻稀土高度富集、弱负铺异常为特征(表 6 、图 6); 而白云质角砾岩中负铺异常明显,并存 在负锯异常,其原因尚不清楚(表 7 、图7)。根据 轻重稀土比值与稀土总量图解的分析,其稀土总量 及轻重稀土比值均高于已知的所有碳酸质岩石类
0.2 0.1
mg
O, li O. H

20

卡鲁粗玄 1;"['白 b 势线



1. 0

型,但其投点主要在岩浆成因碳酸岩的延长线上 (图 8) ,而 w

图 3

白云鄂博白云岩的 c-mg 图解(据利克, 1964)

(Sm) Iw

(Nd) 比值明显低于沉积

Fig.3

Diagram of c vs. mg of dolomite in Baiyun'ebo

碳酸盐岩(图 9) 。参考 Moller[12l 提出的区分岩浆
碳酸岩与沉积碳酸盐岩的 w

(Yb)lw (Ca)-w (Yb) I

与地慢岩相比较(图 5) ,研究区内白云岩的
化学成分和微量元素表明其富集 F , Sr 、 Ba 、町、

w(La) 稀土比值图解,并进行适当修改,采用 w
( Yb ) I w ( Ca + Mg) - w ( Yb ) I w ( La) 图解分析,可

Zn 、 Nb , Ag , Sn , Th , U 等壳源元素,尤其以见 w (Yb) h.叫 Ca + Mg) 值高,而 w (Yb) h.川 La) 值

290
表 4

现代地质

2003 年

白云鄂博白云岩的微量元素化学成分 ( wB/I0- 6 )

Table 4
样号岩石名称

Trace element composition of dolomite in Baiyun' ebo (四 B/I0- 6 ) K20
0.02 0.02 0.01 0.07 0.01

Be
0.17
。 15

B
0.7 2.0

F
38101 31689

Ti

V

Cr Fe203
9.03

co

Ni Cu Zn Rb

Sr Nb Ag Sn
271 348 30 8.21 96

Ba
178

Au
3.2 17.8
1. 6

Pb
73.8 138 71. 9 59.1 56.7 52.0 25.9 52.0 107 118 114 126 80.9 64.2

Th
26.9 45.4 3.9 5.8 14.2 14.5 3.9 7.7 150 14.3 30.2 32.5 10.6 40.5

U
0.48 0.08 0.16 0.48 0.20 0.33 0.45 0.08 0.95 0.36 0.06 0.53 0.11
O. 但

ZE3
μ

萤石白云岩
白云岩

842 48.0 18.7

2.0 17.7 1. 0 159 2.3

382 75.534.6 11.55 21.2 23.6 17.1 90.8 2.3 2263486 50 58.033.1 33.56 229 42.1 18.0 160 2.3 626224

5.3 12335 3384 2556

25 Z7
z8

萤??白云岩

0.81
。 17

0.7 111290
1.2
J.7

53 34.78

白云岩脉
凝灰白云岩

5870 6635 5609 20101 468

50 42.0 14.3 10.67 25.5 15.9 10.5 213 2.3 125734.9 66 2.01 100 60.6 4.3 6.45 5.1 22.6
16ι

10.9 8.8
1. 6

0.15 0.15 0.15 0.15 3.98
。 15

109 2.3 2530 105

98 56

7.4 10847 2.1 8381

m
Z10

白云岩脉 凝灰白云岩
白云岩 萤石白云岩 白云岩 凝灰白云岩

1. 6 1.7 1.7

0.07 255117 1. 043.2 17.59 53.3 17.8 14.887.8 2.3 1920342 0.02 0.03 0.44 0.03 0.03 0.07 0.01 0.01 0.06 100 37.3 8.1 526 68.3 25.1 5.30 6.04

2.0 27.119.3 213 2.3 1157358 155 10.3 14819 5.8 15.5 11. 6 84.3 2.3 2443118 191
1. 9 20718

9.4

Zl1
Z12 Z14 K2 EK10 EKll EK13

1.3 1.3
0.7 5.3 7.9 6.6 12.7 6.4

0.7 151060
1.7 1.7

54 42.0 13.7 10.88 15.427.9 4.0 376 2.3 1041142 100 45.0 17.9 100 44.8 71.8 180778.0 3.3 9.00 9.74 26.87

49 12.2

2682 1443 1769

1610 28578 95688

26.4 12.7 16.0 170 2.3 4122 204 419 2.3
2 目。 39.8

0.15 4.00 0.17 3.12 0.96

16.7 66.3 2.3 1741 229

29

4.0

萤石白云岩 萤石白云岩
萤石白孟岩
平均值

0.7

2.0

172 32.6 344

2.3 15291259 80 28.6 23270 974217 110 9.29 16911 358373 61 4.05
1侃 .6

1. 0 15859

507 115 10.2 23.44 95.3 61.2 53.5 365 2.3 855 33.0 5.4 573 66 22 21.78 2.7 53.6 10.9 74 14 .4 2
34ι39.2

0.8 135849
1. 28 46315

2.3

224 8537

17.3 179 .4 2.3 1588317.1

9.46

81. 4 28.8

0.34

注:如 (Au) 、 w (Ag)单位为1O-~, w

(K 20) , w (Fe203) 单位为%。

表 5

臼云鄂博白云质角砾岩的微量元素化学成分 ( wB/I0- 6 )

Table 5
样号 岩石名称 钙质黑云片岩 楼质黑云片岩 白云质角砾岩
白云质角砾岩 白云质角砾岩 白云质角砾岩 角砾白云岩
角砾白云岩

Trace element compωition of dolomite breccia in Baiyun' ebo ( wB/ lO - 6)
F TI V G

&
0.18 0.15 7.21 4.60 4.33 4.06 0.17 0.17

B

co
66.7 89.2

M

~

~

m
44.6 193 105 94

&
489 100 243 1902

m
61.3 340 685 662 74.9 104 30.3 526 70.5

Ag

&

&

~

~

Th 5.04

U

ZE1 ZEl1
日E3

45.5

854311003 4621

327 104 201 92
日7

93.9 38.2

61.3 32.2 145 60.4

68.3 17.9 4.8 20.7

244 236 542 705 233 169 248 908

25 138 86 2510 118 20 204 106 20

69.7 3680 28.5 4400 38.537154
27.3ω109

5.0 2.0 0.4 2.9 0.4 0.7 5.8 42.2 2.9 6.92

38.7 69.8 77.7

0.38

11.0 11329

31. 4 0.36 14.8
1. 00
0ι4

10.9 17213 16630 1.4 2.5 54071 4215 87371
2821

1662 79.9 23.8 11. 8 15.5 16.7 24.2 5.0 210 50.1 2.0 2.0 30.4 124 2.0 50

BE11
日E18 日E19

1453 42.9 311
135

31. 2 13.2 34.8 34.9 17.3 42.8 51 10.0 10.6 27.5 7.9 20

29.5 2192 39.21481 2.3 2195 2.3 1201

1.3 31001
2.224187
1. 66 1180

14.6 19.7 8.6 25.0 23.7 20.7

2.25 2.18 0.05 0.71
1. 36

2.0113799 3124 0.7 0.7 85227 36776 50 497

111 29 47 86 123

ZE5 ZE13 BE17

274 153 421 326

38.24

191

角砾白云岩

11. 4 0.7 164286 2082 3.59 8.38 64291 5005
-9 0

2082 28.3 1334 596 59.8 1237

2.4535933

平均值
注 w (Au) 、

284 358.5623.3222315

0.99

w (Ag)单位为 10

袤 6

白云鄂博白云岩的稀土元素化学成分 ( wB/I0- 6 )

Table 6
样号

REE composition of dolomite in Baiyun' ebo ( wB/l 0 - 6)
~ ~ ~ ~

岩石名称 白云岩 凝灰白云岩 巨晶白云岩 凝灰白云岩
白云岩

I~

~

~

Th 43.7

~

&
16.7 13.0 3.4 26.5 7.3 3.6 29.0 14.2

&
54.1 44.8 9.6 74.6 26.9 11.7 54.2 39.4

~

Th

~

总量

Y
287.0

z4

4158

14320

1957 1580 339 2512 1548 505 2589 1576

4993 4020 774 6330 2945 1020 6256 3763

539 445 76 738 211 88 622 388

111.2

497.0

182.0 143.0 34.9 270.0 86.3 36.1 259.0 144.0

2.42 2.24 0.52 3.62
1. 01

10.7 1.26 10.6 1. 25 2.8 0.32

26886.1

n
Z9
ZIO

602310990 1722 2585

89.3373.034.2 17.9 79.8 8.0

23769.4304.0 5653.1 78.6

875416548 13350 15590

153.0617.06 1.1 43.7 18.5 116.0 78.5 294.0 96.4 52 1. 0 354.0 20.6 8.1 52.4 32.6

16.01.86 4.2 0.55

36105.7470.0 34128.6 8764.9 156.0 71.7

Zl1 Z14 K2

白云岩
凝灰白云岩

30353939 627012428 6187 10 914

0.62 5.07 2.21

2.50.26 20.82.27 9.6
1. 11

29224.7486.0 23504.5 265.0

平均值

第 3 期

肖荣阁等:内蒙古白云鄂博矿区白云岩岩石学及其成因研究

291

so
( 阳 怪 柑 桔 货 ) 呈 \ (
『ι ~ 。 . ~ 。

门 U

nu nu

l l

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内 U

(}

l
唔 川 在 ) 呈
()

()

l

La Ce Pr Nd Sm Eu Cd Th
图 7

J) y

t! o Er Tm Yh Lu

白云质角砾岩稀土配分图解

Fig.7
l
" υ

Chondrite-nonnalized REE distribution pattern of dolomite breccia in Baiyun' ebo

HO

l { ) ) "υ

()
γ

图 4

白云鄂博白云质角砾岩的( al-al是) -c 图解
(据利克,

1969)

、\

2
3量 2量

JOOO
。 l nu "

L

UAO

VL

·Aq
γ U

f主头iI 玄武岩l及
广---飞丘王二 日花岗岩民
lJ球粒陨石 lx 以

.

---q'L l l
()

Fig.4

Diagram of al-alk vs. Baiyun'ebo

c of dolomitic breccia in

3

l {}


I C

走俨俨r-嗣白"""7

~τ 4ιιι "7乒嘀啕一---1")仁斗.J

'

/A/
10

E 金伯利岩阪
F 碳酸盐阪

ζ---../

l

AU nH

1( { ( { ( )
L w (IlE E)

l "υ

( {} 。υ

〈 如 酣 骨 且 在 〉 量 \ ( 唔 非 ) 呈
图 5

l Aυ

{ (}

i {} 。υ l {)

图 8

白云岩的 w (La) Iw (Yb)- 2:: w (REE) 图解

Fig.8

Diagram of w (La)/w (Yb) vs. dolomite

2:: w (REE) of

nu l
{) {) l

A. 玄武岩

B. 花岗岩

c. 钙质泥岩

D. 球粒陨石

(). ()Ol

Be B F Ti V Cr Co Ni Cu Zn Rb

Sr 叫 b

Ag Sn Ba Au Ph Th U
0.142
←一-一一→

白云鄂博白云质火山岩微量元素对地幌标准化图解

0.217



Fig.5

Mantle-nonnalized trace element distribution pattern of dolomite in B缸 yun'ebo
(}

l

0.2"



IOOO()()

O, OH

平 10000
4二到

←-一-→

0.12



~

喜1(削

..

(). () 1 O. 05

O. 1 O. 1,:;

O. 2

(),

2.'i

()

i

l 们U

{)

、、、

Ig(w(Sm)/w(Nd ))
图 9

B 口区

l ()

到+←
咱2部

白云岩的 19( w(Sm)/w(Nd)) 的分布图

Fig.9 La Ce Pr Ntl Sm Eu r;d Th
图 6
[)y
HυEr

Distribution diagram of 19( w(Sm)/w(Nd)) of dolomite
2. 岩浆碳酸岩 3. 白云鄂博白云岩

TIII Yh I. u

白云鄂博白云质火山岩稀土配分困

1.沉积碳酸盐岩

Fig.6

Chondrite-nonnalized REE distribution pattern of dolomite in Baiyun' ebo

292
表 7

现代地质
白云鄂博自云质角砾岩的稀土元素含量(咀)B/10 - 6)

2003 年

Table 7
样品号

REE composition of dolomite breccia in Baiyun' ebo (w B/ 1O- 6 ) Pr 19.1 162 47.9 Nd 73 398 131 Sm 12.4 3 1. 1 15.8 345 221 442 178 Eu 4.02 6.91 16.6 97.1 158 86.0 6 1. 4 Gd 10.6 37.4 21.8 301 849 460 280 Tb 1.46 2.72 1.82 32.0 63.7 35.2 22.8 Dy 3.80 10.0 9.7 149 256 144 95.4 Ho 1.33 0.51
1. 5

岩石名称 钙质黑云片岩

La 49

Ce 122

Er 3.80 2.69 4.92 44 86.2 45.6 3 1. 2

Tm 0.56 0.06 0.66 2.66 3 .4 9
1. 94 1. 56

Yb 3.15 0.33 4.0 1 1. 6 19.2 9.95 8 . 04

Lu 0.48



Y 3 1. 7

ZE1

304.7

ZE l1续质黑云片岩

845 1419 216 423 6087

0.01 2915.73 8.8 0.62 895.32 31.1

BE3 BEll BE18 BE19

白云质角砾岩

白云质角砾岩 3026

96.4 2486 3582 9926 1 967 4 807 979 2970

16.7 18.4 10.9 8.2

1. 31 12695.77 298

白云质角砾岩 1545022578 白云质角砾岩 9073 平均值

2.6453213.63 530
1. 2932713.88 193 1. 06

15 630

4777 7710

17 123

182

10-'

10-'
Z

3/li

表 8

白云岩的 δ 18 0 值及 δ13c 值(据魏菊英等 [13] 资料)

Table 8
产地

Oxygen and carbon isotope composition of dolomite
样品



10-'

"
P 10-'

dFJ
10- 飞 10- 2

a180SMOV/%o
范围

a 13 Cp.D.B/'如
范围 一 4.5-+ 1. 1
一 3.9- → 2.5 一1. 4-

平均值

平均值

宽灰岩 H7


16 .4 -18.3 18.3-20.4 13.3-16.5

17.3 (5) 19.4 (5) 14.7 (9)

-1. 6 (5)

北灰岩 H8
国岩白云岩

- 3.0 (5)

3

+ 1. 4 - 0.5 (19)
1. 2

z 矿化自云岩 11 严 16.5 12.8 (川
含矿白云岩
岩脉白云岩

1. 6- -0.1
一 4.5-

10 一 1

10.5-1 1. 9 11. 1 (1 2) 10.2-1 1. 6 10.7 (3)

-1. 2 -2.5 (1 2)

w

(Yh)

/

w

(I.il)

4.8- -2.5 -4.0 (3)

图 10

w(Yb)lw(Ca + Mg)-w(Yb)lw(La) 图解
Diagram of w (Yb) Iw (Ca + Mg) vs.
+二

Fig.10

w(Yb)lw(La)

()

低,其投点落于岩浆碳酸岩区域的上部,明显不同
于沉积碳酸盐岩及热液碳酸盐岩的特征(图 10) 。


~
也。



-4

3

白云岩的碳和氧同位素组成
根据魏菊英等[ 13J 研究的碳、氧同位素资料

-H

" 凹


? 1

"二.

:l

.1

口日

H

10

12

11



1H

20

{j'勘 0/%,

(表 8) ,从白云岩脉→含矿白云岩→围岩到正常沉

图 11

白云鄂博矿区碳酸(盐)岩碳、氧同位素组成图解
(据魏菊英、白鸽 1983 年资料)

积白云岩,氧同位素值依次升高,碳同位素值除正 常沉积白云岩外,也是依次升高的有规律变化(图
Fig.11

Oxygen and carbon isotope compositions of carbonate from Baiyun' ebo mine

11) ,白云岩脉更接近于典型在岩浆成因碳酸岩。
因此可以认为碳酸岩浆在喷溢过程中,与海水 C 、 O 同位素进行了广泛的交换或混合,喷发中心交换
围岩白云岩

1.尖山碳酸岩脉

2. 铁矿化臼云岩

3. 近矿白云岩

4. 远矿

5. 宽沟北灰岩

IC.为典型岩浆方解石的碳、氧

量有限而接近岩浆源,远离喷发中心则发生 c~
的扩散并与海水交换、?昆合而接近正常沉积。

同位素分布区

缘裂谷沉积建造,白云质火山岩是陆缘裂谷早期的
特征岩石类型。白云质火山岩只是白云鄂博陆缘裂 谷火山岩建造的一部分。根据作者进行的系统研

4

白云岩的成因及形成环境分析
对上述岩石学及岩石地球化学的研究表明,白

究,白云鄂博陆缘裂谷火山岩建造由富饷火山岩、
白云质火山岩与热水沉积富拥长石岩组成一套碱性

云鄂博地区的矿化白云岩是一种岩浆喷发成因的白 云岩,故定名为白云质火山岩。
根据区域地质资料分析,白云鄂博群是中元古 代陆缘裂谷沉积 [14-16J 并且形成了一套完整的陆

火山岩系,其层序由下至上为富铀火山岩→富饵长
石岩→白云质火山岩。陆缘裂谷环境的主要特征是 火山活动期间有陆壳物质的污染,其次陆缘浅水是

第 3 期

肖荣阁等:内蒙古白云鄂博矿区白云岩岩石学及其成因研究
证 [MJ 北京:地质出版社,

293

高盐度泻湖卤水。幢源白云质岩浆在向地表侵位及 喷发过程中受到地壳及高盐度卤水中碱性物质的混 合作用,使其成分复杂化。因此白云鄂博白云质火 山岩是一种特殊岩浆在特定地质环境甚至特定地质 历史时期形成的碱性岩系的一部分,这种完全具备 各种类似条件的地质背景是唯一的。 本项目在研究过程中得到翠裕生院士的指导和
支持,谨致谢意!
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62

LITHOLOGY AND GENESIS OF DOLOMITE IN BAIYUN'EBO MINE , INNER 岛10NGOLIA
X1AO Rong-ge , FE1 Hong-cai , AN Guo-ying , ZHANG Han-cheng , Hou Wan-rong
(China University of Geosciences , Beijing

100083 , China)

Abstract: This article studies the lithologic characters and its genesis of the country rock in Baiyun' ebo mine , and discovers that volcanic texture in ore - bearing dololithite is of pyroclastic structure , amygdaloidal or brecciola texture , and interlays with biotites schist in the west of the deposit , but is paragenous with Narich volcanic rock in the east. 1ts chemical compositions are similar to those of carbonatite formed by magma; a series of lithologic chemistry and REE' s geochemical diagrams of dololithite all characterize its magmatic genesis. Based on the research done by Wei ] uying , the isotopes of carbon and oxygen , affected by seawater , show gradually increasing trend from the center of eruption to normal sedimentary deposi t. Hence , the Composition of carbonatite in Baiyun' ebo is close to dolomitic volcanic rock. The dolomite contains hydrothermal mineral such as K-feldspar and fluorite , and high concentration in the elements of F , Sr , and B , averaged out 13.584 9 %, 0.158 8 %, 0.853 7 %, respectively. But apatite is the main mineral in the dolomite , and resulted in high concentration of P20S with average content of 7.79 %. A lI these characters show the dolomite in Baiyun' ebo mine belongs to magmatogene rock and it is the product of early rift process. Thus , the country rock in Baiyun' ebo mine is defined as dolomitic volcanic rock. Key words: Baiyun' ebo; dolomitic volcanic rock; lithologic chemistry; trace elements; rare earth element


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