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伊农
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1 第 37 卷第 1 期 2018 年 3 月世界地质 GLOBALGEOLOGY Vol 37 No 1 Mar 2018 文章编号 : (2018) 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义王文东 1, 杨华本 1, 刘涛 2, 马治忠 2, 郑吉林 1, 胡军海 1 1, 魏小勇 1 中国人民武装警察部队武警黄金第三支队, 哈尔滨 ; 2 中国人民武装警察部队武警黄金第一总队, 哈尔滨摘要 : 大兴安岭北段新林战备村地区广泛发育晚中生代火山岩及花岗岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 测得战备村花岗岩体侵位年龄为 121 0±0 8Ma, 其周围出露的白音高老组流纹岩喷发年龄为 136 9± 1 3Ma, 二者均形成于早白垩世地球化学特征上, 二者均属于过铝质高钾钙碱性钾玄质系列, 高 SiO 2, 富 K 2 O Na 2 O, 低 Mg Ti, 微量元素富集大离子亲石元素 Rb K Ba 及 LREE, 亏损高场强元素 Nb Ta Ti 及 HREE, 轻重稀土明显分异 ((La/Yb) N =11~23 2), 具中等弱的 Eu 负异常 (δeu=0 35~0 82), 二者具同源岩浆演化的特征结合前人研究结果, 新林战备村地区早白垩世火成岩形成于后造山或碰撞后的构造环境, 代表了伸展的大地构造背景, 这些火成岩产出可能与蒙古鄂霍茨克洋中侏罗世至早白垩世闭合造山后的伸展作用有关关键词 : 新林战备村 ; 早白垩世 ; 火成岩 ; 地球化学 ; 大兴安岭北段中图分类号 :P597;P595 文献标识码 :A doi: /j isn Chronology,geochemistryandtectonicimplicationsof EarlyCretaceousigneousrocksinXinlinZhanbeicunarea, northerngreathingganmountain WANGWen dong 1,YANGHua ben 1,LIUTao 2,MAZhi zhong 2,ZHENGJi lin 1,HUJun hai 1,WEIXiao yong 1 1 No 3GoldGeologicalPartyofCAPF,Harbin150086,China; 2 No 1GoldGeologicalGeneralPartyofCAPF,Harbin150086,China Abstract:LateMesozoicvolcanicrocksandintrusiverockswidelyoccuredinXinlinZhanbeicunareaof northerngreaterhingganmountain.zirconu PbdatingusingtheLA ICP MSmethodgivestheemplacementage of121 0±0 8MaforZhanbeicunintrusiverocksand136 9±1 3MaforBaiyingaolaoFormationrhyolitesdistrib utedaroundthezhanbeicunintrusiverocks.theresultssuggestedthattheintrusiverocksandrhyoliteswereformed inearlycretaceous.moreovertherocksbelongtohighkcalc alkaline shoshoniteseriesingeochemistry,andex hibithighsio 2,K 2 O,Na 2 OandlowMg,Ti.Thetraceelementsgeneralyhaveasimilarvariationtrend,e g.en richmentoflile (Rb,K,Ba) andlree,anddepletionofhfse(nb,ta,ti) andhree,withsignificant fractionationoflreeandhree((la/yb) N =11~23 26)andweak medium Euanomalies(δEu=0 35~ 0 82).Thisindicatesthattheintrusiverocksandrhyoliteshavethesamesources.Combinedwithpreviousstud ies,itissuggestedthattheearlycretaceousigneousrocksinzhanbeicunareaareoriginatedfrompartialmeltingof 收稿日期 : ; 改回日期 : 基金项目 : 中国地质调查局项目 ( ).

2 2 世界地质第 37 卷 thelowercrustandformedinapost orogenicextensionaltectonicsetingrelatedtotheclosureofmongolia Okhotsk oceanduringmiddlejurasic EarlyCretaceous. Keywords:XinlinZhanbeicun;EarlyCretaceous;igneousrocks;geochemistry;northernGreatHinggan Mountain 0 引言大兴安岭地区处于兴蒙造山带东段, 经历了古亚洲洋构造域和古太平洋构造域两大演化阶段及西伯利亚板块中朝板块间若干块体复杂的拼贴演化历史 [1] 岩浆活动频繁, 尤其中生代花岗质侵入岩和火山岩广泛发育, 构成了大兴安岭火成岩省前人对大兴安岭地区花岗岩及火山岩的一些基础地质问题已作过较详细的研究 [2 14], 部分学者认为大兴安岭中生代火成岩与古太平板块向欧亚大陆俯冲有关, 尤其是白垩纪火成岩是太平洋板块俯冲后岩石圈地幔拆沉的结果 [13,14] 近年来, 随着 1 5 万区域地质矿产调查工作的广泛开展, 在额尔古纳地块满归地区和新林大乌苏地区相继发现了早侏罗世满归组 1 战备村组火山岩 [15] ( 锆石 U Pb 年龄分别为 199±1Ma,192 2±1 0Ma), 这些发现, 揭示了这些火山岩的形成与蒙古鄂霍茨克洋俯冲具成因关系 [16 18] 同时, 这些地区也发育中侏罗世到早白垩世中酸性火山岩, 那么这些火山岩, 尤其是早白垩世火山岩是否与鄂霍茨克洋俯冲有关, 应给予关注本文依托黑龙江省大兴安岭战备村二中队幅 1 5 万区域地质矿产调查子项目 2, 以战备村岩体和白音高老期火山岩为研究对象, 利用 LA ICP MS 锆石 U Pb 同位素和地球化学分析, 讨论大兴安岭北段晚中生代火成岩的形成时代和成因等问题, 并结合前人研究结果, 进一步探讨该地区早白垩世火成岩形成的大地构造背景 1 地质概况及样品特征 1 1 地质概况研究区位于大兴安岭北段的额尔古纳地块之上, 北与德尔布干断裂相望, 南与新林塔源喜桂图断裂紧邻 ( 图 1) 区内早中生代地层分布于新林镇一带, 为零星出露的奥陶纪志留纪浊积岩组合, 原为晚元古早寒武世倭勒根群的吉祥沟组 [19], 经玻乌勒山等四幅 1 5 万区域地质矿产调查 3, 该组合为一套部分有序总体无序的混杂岩, 形成于石炭世之前, 现称为大乌苏杂岩 [20] ; 中生代地层为陆相火山岩地层, 自下而上依次为下侏罗统战备村组, 中侏罗统塔木兰沟组, 上侏罗统满克头鄂博组玛尼吐组, 下白垩统白音高老组及梅勒图组中生代火山岩地层的岩石组合总体表现为酸基酸中酸基性的变化特征区内侵入岩主要呈 NE 向展布, 主要分布于战备村曼拉开河及大阿鲁果西耶埃河下游附近, 以岩株岩枝状产出, 为细粒花岗岩中细粒石英二长岩和似斑状花岗岩等, 划分为晚三叠世中侏罗世晚侏罗世和早白垩世 4 期区内构造以 NE 向和 NW 向断裂构造为主, 其次为 SN 向断裂 1 2 样品特征本文选择战备村岩体和白音高老组火山岩作为研究对象, 二者在空间上紧密相伴出现战备村岩体发育于火山盆地中部, 白音高老组火山岩分布于战备村岩体旁侧, 它们在空间上呈 NE 向产出, 空间分布关系密切, 共同受 NE 向构造带的控制 ( 图 1) 战备村岩体出露于大兴安岭新林区战备村一带, 出露面积 42km 2, 呈 NE 向不规则状产出, 该岩体北部及南部侵入中侏罗统满克头鄂博组, 东部及西部侵入上侏罗统玛尼吐组及下白垩统白音高老组地层中岩性以似斑状二长花岗岩 ( 图 2a) 为主, 少量似斑状细粒石英二长岩, 岩体中心至边缘似斑晶呈从无到有由少至多的趋势战备村岩体边部晶洞发育, 晶洞大小 1~3cm, 呈似圆形椭圆状, 晶洞内矿物主要为长石石英晶簇, 与岩体主要矿物一致晶洞构造的形成, 反映岩浆突然上 1 黑龙江省地调院. 黑龙江漠河县漠河兴安幅区调修测报告 [S] 中国人民武装警察部队黄金第三支队. 黑龙江省战备村二中队幅区域地质矿产调查报告 [S] 中国人民武装警察部队黄金第三支队. 黑龙江省玻乌勒山等四幅区域地质矿产调查报告 [S]

3 第１期王文东杨华本等大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义２３图１新林区战备村幅地质简图据１５万战备村幅地质图 ① 修改和大地构造位置图Ｆｉｇ１Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍａｐｏｆｘｉｎｌｉｎｚｈａｎｂｅｉｃｕｎａｒｅａａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｅｃｔｏｎｉｃｓ升发生二次沸腾散逸了挥发组分是浅带花岗岩的特点２１结合战备村岩体岩石结构主要为似斑状结构推断战备村岩体应为高侵位浅成侵整合面表明白音高老火山期旋回之前研究区经历了一个较长的间歇期本次研究选取战备村侵入岩体和白音高老期火山岩的２件典型样品ＰＭ０１ＴＣ４１ＰＭ０１５ＴＣ３８入体２白音高老组火山岩出露面积４６ｋｍ厚度分别进行了ＬＡＩＣＰＭＳ锆石ＵＰｂ同位素分析４３９１３ｍ其底部喷发不整合于上侏罗统玛尼吐组图１其中样品ＰＭ００１ＴＣ４１采自战备村北部之上局部被早白垩世似斑状二长花岗岩侵入白地理坐标５１５４３６Ｎ１２４０８２０Ｅ岩性为似斑状音高老组火山岩主要为流纹质晶屑熔结凝灰岩流１５ＴＣ３８采自干部河上游南二长花岗岩样品ＰＭ０纹岩图２ｂ及少量沉凝灰岩等其中沉凝灰岩岸地理坐标５１５７０６Ｎ１２４２４０５Ｅ岩性为流普遍存在于白音高老组的底部为一个区域性的不纹岩 ① ２０１６中国人民武装警察部队黄金第三支队黑龙江省１５００００战备村二中队幅区域地质矿产调查报告Ｓ

4 24 世界地质第 37 卷 Q 石英 ;Kfs 钾长石 ;Pl 斜长石 ;Chl 绿泥石. 图 2 似斑状二长花岗岩显微照片 ( 正交 )(a) 及流纹岩显微照片 ( 正交 )(b) Fig 2 Photomicrographsofmonzoniticgranites(a)andrhyolites(b) 似斑状二长花岗岩 (PM01TC41) 浅肉红色, 细粒似斑状花岗结构, 块状构造 ; 矿物成分 : 钾长石, 肉红色, 半自形板柱状, 它形粒状, 大小 1~4mm, 含量 35%, 其中 >5mm 者为似斑晶, 含量 8~15%; 斜长石, 灰白色, 半自形板柱状, 为更中长石, 部分中长石具环带结构, 大小 2~4 mm, 含量 30%; 石英, 灰色, 它形, 粒状, 大小 0 2~3mm, 含量 20%; 黑云母, 黑色, 片状, 褐色浅褐黄色多色性显著, 大小 1~3mm, 少量流纹岩 (PM015TC38) 颜色灰白色, 斑状结构, 基质霏细隐晶质结构, 流纹构造斑晶主要为斜长石, 灰白色, 自形半自形板柱状, 为更中长石, 大小 1~3mm, 含量 5%, 部分斜长石边缘被钾长石环绕, 形成正边结构 ; 钾长石, 肉红色, 半自形板粒状, 大小 2~4mm, 含量 3%; 石英, 灰色, 它形粒状, 少数边缘具熔蚀现象, 大小 0 2~2mm, 含量 2% 基质含量 90%, 可见隐晶质和具有霏细结构的长石石英集合体相间而定向分布, 形成流纹构造 2 分析方法样品的锆石分选制靶及阴极发光图像采集工作均由河北省区域地质矿产调查研究所完成, 样品制备过程参见文献 [22] 定年测试工作由天津地质矿产研究所完成, 利用 LA ICP MS 分析, 采用 193nm 激光器 ( 激光剥蚀孔径 35μm), 高纯度 He 气为剥蚀物质载体, 对锆石进行剥蚀测试过程中, 每测 10 个样品, 重复测 1 个锆石作为同位素外标进行校正采用人工合成硅酸盐玻璃标准物质 NIST610 进行仪器状态的调整, 测试结果通过 GLITTER4 0 程序处理, 实验获得数据采用 [23] Andersen 方法进行同位素比值的校正以扣除普通 Pb 影响, 采用 Isoplot/Ex 完成加权平均年龄的计算及谐和图的绘制样品的主量元素微量元素和稀土元素均在河北省区域地质矿产调查研究所测试完成主量元素采用 XRF 玻璃熔片法测定, 分析精度及准确度优于 3%, 详细分析步骤参见文献 [24]; 微量元素和稀土元素采用 ICP MS 方法进行测定, 准确度和精度优于 5%, 详细流程参见文献 [25] 3 锆石年龄样品似斑状二长花岗岩 (PM001TC41) 锆石 CL 图像显示, 锆石晶形较好, 呈短柱状或长柱状, 长 80~200μm, 长宽比 2 1~1 1, 普遍发育震荡环带 ( 图 3a),Th/U 比值均 >0 4, 表明锆石为岩浆成因该样品共测试了 29 个测点 ( 表 1), 测点值均落在 U Pb 谐和线上及其附近, 206 Pb/ 238 U 年龄集中在 117~125Ma 之间, 加权平均年龄值为 121 0±0 8Ma(MSWD=1 7) ( 图 4a), 此年龄值代表岩体的结晶年龄样品流纹岩 (PM015TC38) 锆石 CL 图像显

第 1 期王文东杨华本等 : 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义 25 图 3 战备村岩体二长花岗岩 (PM001TC41)(a) 和白音高老组流纹岩 (PM015TC38)(b) 锆石 CL 图像 Fig 3 CLimagesofselectedzirconfrom

5 第 1 期王文东杨华本等 : 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义 25 图 3 战备村岩体二长花岗岩 (PM001TC41)(a) 和白音高老组流纹岩 (PM015TC38)(b) 锆石 CL 图像 Fig 3 CLimagesofselectedzirconfrom monzoniticgranitesinzhanbeicunintrusiverocks(pm001tc41) (a) and rhyolitesinbaiyingaolaoformation(pm015tc38)(b) 表 1 新林区战备村岩体锆石 U Pb 同位素分析结果 Table1 ZirconU PbdatingresultsforZhanbeicunintrusiverocksfrom Xinlinarea 点号 Pb U /10-6 Th/U 206 Pb/ 238 U ±1σ 207 Pb/ 235 U ±1σ 207 Pb/ 206 Pb ±1σ 206 Pb/ 238 U Ma 207 Pb/ 235 U ±1σ Ma ±1σ PM001TC41 二长花岗岩

6 26 世界地质第 37 卷示, 锆石晶形较好, 多数呈短柱状, 少数长柱状, 长 50~100μm, 长宽比 2 1~1 1, 具明显岩浆成因的震荡环带 ( 图 3b), 绝大多数锆石 Th/U 比值 >0 3, 为典型岩浆成因锆石该样品共测试了 32 个测点 ( 表 2), 多数位于 U Pb 谐和线上,28 个测点的 206 Pb/ 238 U 年龄介于 131~143Ma, 加权平均值为 136 9±1 3Ma,MSWD=3 9, 此年龄值可以代表岩浆结晶年龄 ( 图 4b) 测点的 206 Pb/ 238 U 年龄为 306~497Ma 和 710Ma( 测点 5), 其锆石特征显示可能为岩浆上侵过程中捕获的锆石, 代表岩浆捕获地壳岩石年龄图 4 战备村岩体二长花岗岩 (PM001TC41)(a) 和白音高老组流纹岩 (PM015TC38)(b) 锆石 U Pb 年龄谐和图 Fig 4 ZirconU PbconcordiadiagramsformonzoniticgranitesinZhanbeicunintrusiverocks(PM001TC41) (a)and rhyolitesinbaiyingaolaoformation(pm015tc38)(b) 战备村岩体与白音高老组火山岩为侵入接触关系, 岩体与白音高老组围岩接触带的界线较为清楚, 岩体靠近接触带部分矿物颗粒有变细的趋势 ( 范围有限 ), 但在显微镜下观察, 均无显著的接触变质现象, 表明白音高老组火山岩与战备村岩体的形成时间相近, 但比较起来, 火山岩形成略早, 战备村岩体略晚实际地质现象与锆石 U Pb 同位素年龄测试结果匹配较好 4 岩石地球化学特征在锆石 U Pb 测年的基础上, 选择了 12 个典型火成岩样品进行了岩石地球化学分析, 其中 1~ 6 号样品为白音高老期火山岩,7~12 号样品为战备村岩体中的似斑状二长花岗岩 ( 表 3) 4 1 主量元素战备村岩体 SiO 2 含量 69 78% ~73 04%, 全碱 (K 2 O+Na 2 O) 含量 8 96% ~9 39%,K 2 O 含量 4 51% ~5 04%,K 2 O/Na 2 O=1 01~1 16, 里特曼指数 σ=2 63~3 63,Mg # 为 26 4~37 1,A/ CNK=1 06~1 11,Al 2 O 3 为 14 91% ~15 06%, MgO 为 0 37% ~0 54% TiO 2 为 0 35% ~0 5% 白音高老期火山岩 SiO 2 含量 68 97% ~ 76 03%, 全碱 (K 2 O +Na 2 O) 含量 6 97% ~ 9 75%,K 2 O 含量 3 49% ~5 88%,K 2 O/Na 2 O= 0 78~1 7, 里特曼指数 σ=1 87~3 55,Mg # 为 28 2~45,A/CNK=1~1 23,Al 2 O 3 为 12 61% ~ 15 48%,MgO 为 0 38% ~0 92% TiO 2 为 0 19% ~0 45% 综合对比战备村岩体与白音高老期火山岩的岩石化学分析数据和主要参数特征, 可以看出二者成分相似, 主要氧化物相差无几, 均具有富硅富碱富钾的特征, 低 Mg Ti 含量, 里特曼指数相似, 在 SiO 2 -K 2 O 图解上均属高钾钙碱性钾玄质系列 ( 图 5a) 和过铝质岩石,A/CNK 值 >1 0 ( 图 5b) 在 Harker 图解 ( 图略 ) 中, 战备村岩体和白音高老期火山岩的主要氧化物如 TiO Al 2 O 3 FeO T MgO P 2 O 5 等均随着 SiO 2 含量的增加而逐渐降低, 二者构成了较好的线性关系, 这表明它们经历了明显的结晶分异作用部分熔融作用等演化, 二者在成分和演化上具有一致性

7 第 1 期王文东杨华本等 : 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义 27 表 2 新林区白音高老组火山岩锆石 U Pb 同位素分析结果 Table2 ZirconU PbdatingresultsforvolcanicrocksinBaiyingaolaoFormationfrom Xinlinarea 点号 Pb U /10-6 Th/U 206 Pb/ 238 U ±1σ 207 Pb/ 235 U ±1σ 207 Pb/ 206 Pb ±1σ 206 Pb/ 238 U Ma 207 Pb/ 235 U ±1σ Ma ±1σ PM15TC38 流纹岩

8 28 世界地质第 37 卷

9 第 1 期王文东杨华本等 : 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义 29

10 30 世界地质第 37 卷图 5 战备村岩体及白音高老组流纹岩 SiO 2 -K 2 O 图 (a) 和 A/CNK-A/NK 图 (b) Fig 5 SiO 2 -K 2 O diagram (a)anda/cnk-a/nk diagram (b)forzhanbeicunintrusiverocksandvolcanicrocksin BaiyingaolaoFormation 4 2 稀土元素战备村岩体样品稀土总量 ΣREE= ~ , (La/Yb) N 为 16~23 26, δeu 值 0 54~0 61, 轻稀土分馏系数 (La/Sm) N 为 4 3~5 8, 重稀土分馏系数 (Gd/Yb) N 为 2 3 ~2 7 白音高老期火山岩样品稀土总量 ΣREE= ~ , (La/Yb) N 为 10 9 ~23 0,δEu 值 0 35~0 82, 轻稀土分馏系数 (La/Sm) N 为 3 1~6 0, 重稀土分馏系数 (Gd/ Yb) N 为 2 2~3 2 战备村岩体与白音高老期火山岩稀土总量均比较高,Eu 亏损程度相似, LREE/HREE 比值及 (La/Sm) N (La/Yb) N (La/Sm) N 比值也非常相似在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图中 ( 图 6a), 二者均具有轻稀土元素富集的右倾特征, 轻重稀土分馏明显, 重稀土分布相对较为平坦, 两者具中等铕负异常, 表明了源区有斜长石残留或参与分异结晶作用从岩石化学特征表中可以看出战备村岩体与白音高老期火山岩微量元素丰度基本相近, 但仍有一定的差异, 表现为战备村岩体 Cu Pb Zn W Mo Ni V Zr 元素丰度稍高于白音高老期火山岩, 从火山岩到侵入岩 Rb Rb/Sr 比值呈递增趋势,K/Rb 比值呈递减趋势, 这种差异具有连续变化的过程, 与岩浆分异演化趋势一致说明了火山喷发至岩浆侵入, 岩浆分异程度越来越高, 分异作用愈趋完善, 岩浆向富挥发分和成矿元素的方向演化 [26,27] 岩浆房上部岩浆富集 K 2 O Na 2 O 组分, 下部富集 CaO MgO 及 TFe 组分, 具有明显的岩浆分带的特点, 其上部主要表现为喷发形式, 下部则呈侵入产出 [28] 此外, 从稀土元素配分模式图中 ( 图 6a) 可以看出, 二者曲线形态基本一致, 但火山岩曲线位置稍低于侵入岩, 暗示了战备村岩体和白音高老期火山岩为同源岩浆分离结晶作用的产物 4 3 微量元素战备村岩体与白音高老期火山岩微量元素配分曲线形态基本一致, 二者以高 Sr Ba 含量 ( 分别为 ~ , ~ ) 为特征, 富集大离子亲石元素 (LILE) Rb K Ba 及 Pb, 亏损高场强元素 (HFSE)Nb Ta 和 Ti( 图 6b) 另外, 从岩石化学特征表 ( 表 3) 可以看出, 从白音高老期火山岩到战备村岩体稀土总量逐渐增高, 重稀土逐渐富集,ΣCe/ΣY 逐渐降低, 总体表现出有规律的岩浆演化特征综上表明, 研究区白音高老期火山岩和战备村岩体之间, 有着密切的生成联系, 二者紧密伴生形成时间相近, 同时二者在岩石类型岩石化学特征稀土元素和微量元素地球化学特征方面具有高

11 第 1 期王文东杨华本等 : 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义 31 度的一致性, 说明二者为同源岩浆分异的产物 Fig 6 图 6 战备村岩体及白音高老期火山岩稀土元素球粒陨石标准化配分图 (a) 和微量元素蛛网图 (b) Chondrite normalizedree paterns(a) andprimitivemantle normalizedspidergrams(b) forzhanbeicun intrusiverocksandvolcanicrocksinbaiyingaolaoformation 5 岩石成因及构造环境 5 1 岩石成因研究区战备村岩体和白音高期火山岩主量元素显示高硅富碱富钾和偏铝过铝质的特征, 除去 2 个样品的 A/CNK 值为 , 其余 1< A/CNK<1 1, 且在 Harker 图解中 P 2 O 5 与 SiO 2 具负相关性, 这些特点与 I 型花岗岩相同在 SiO 2 - K 2 O 岩石系列判别图解 ( 图 5a) 中, 样品多数落入高钾钙碱性系列微量元素特征显示, 研究区战备村岩体和白音高期火山岩具富集大离子亲石元素 (LILE) Rb K 和 Ba, 亏损高场强元素 (HFSE) Nb Ta 及 Ti 的特征, 说明二者具有与俯冲作用相关的微量元素地球化学特征 [29] 不相容元素 (Th,U,K) 明显富集和不相容元素 (Nb,Ta) 明显亏损, 这种特征表明岩浆源区可能为俯冲流体交代的岩石圈地幔或者为陆壳物质的熔融, 样品的重稀土元素分布具有轻度的凹陷, 表明岩浆源中残留矿物有角闪石或发生过角闪石的分离结晶白音高老期火山岩和战备村岩体的 Nb/Ta 比值分别为 10 7~13 7( 一个样品为 18 4) 和 12 5~15 9, 明显低于地幔和源于地幔的岩浆熔体的比值 (17 5±2 0) [30], 而更接近壳源岩浆的 Nb/Ta 值 (11~12) [31], 二者的 Nd/Th 比值 1 59~5 60, 平均为 3 11, 其值接近壳源岩石 ( 3) 而明显有别于幔源岩石 (>15); Ti/Y 比值 150 6~362 2, 平均值 245 5, 接近陆壳岩石值 (< 200) [32] ;Ti/Zr 比值 12 7~19 3, 平均 15 5, 符合陆壳岩石值 (<30) [32] 由于部分熔融的地幔不可能产生类似于陆较低的 Ti/Zr Ti/Y 比值, 所以这些比值表明了战备村岩体和白音高老期火山岩不可能是地幔部分熔融的产物, 也不可能由地幔部分熔融的岩浆经结晶分离而产生, 而更可能的反映了源特征 [33] 战备村岩体和白音高老期火山岩应该来源于下地壳岩石的部分熔融在 Zr+Nb+Ce+Y-TFeO/MgO 和 Zr+Nb+ [34] Ce+Y- (Na 2 O+K 2 O) /CaO 图解上 ( 图 7), 战备村岩体及白音高老期火山岩主要落入高分异 I 型花岗岩区, 个别落入 A 型花岗岩区另外, 本 [35] 文通过 Watson 等提出的锆石饱和温度模拟公式计算了战备村岩体和白音高老期火山岩的锆饱和温度, 其结果集中在 786 ~883 之间, 低于 A 型花岗岩原始岩浆的形成温度, 而与 I 型花岗岩形成的温度相似, 综上所述, 战备村岩体和白音高老期火山岩应为高分异 I 型花岗岩 5 2 构造意义关于大兴安岭地区中生代火成岩产出的构造背景, 主要有几种观点 :1 与地慢柱活动或相关的板内作用有关 [2,3,5] ;2 与古太平洋的俯冲作用及俯冲后的伸展作用有关 [13] ;3 与蒙古鄂霍茨克洋的闭合和造山后垮塌有关 [8,36] 研究发现, 大兴安岭和邻近地区不存在环状火山岩带, 同时中生代火山岩和侵入岩的形成年龄跨度较大, 因此, 喷发周期较短的地幔柱构造模式很难解释中生代火山岩

12 32 世界地质第 37 卷 I S A-I 型 S 型 A 型花岗岩 ;FG- 高分异 I 型花岗岩 ;OGT- 未分异花岗岩. 图 7 战备村岩体及白音高老期火山岩岩石成因类型判别图 Fig 7 DiscriminationdiagramsofpetrogenetictypesforZhanbeicunintrusiverocksandvolcanicrocksinBaiyingaolao Formation 的时空分布问题 [37], 同时, 在蒙古国中东部发现了大量的与大兴安岭中生代火山岩相似的火成岩, 它们远离古太平洋板块, 其形成很难与古太平洋板块的俯冲联系起来 [38] 近年来, 随着蒙古鄂霍茨克洋缝合带研究水平的提高, 特别是蒙古鄂霍茨克洋向南俯冲的确定 [39,40], 越来越多的学者把大兴安岭中生代火成岩的形成和蒙古鄂霍茨克洋的演化联系起来最新的研究表明, 蒙古鄂霍茨克洋从西向东剪刀式闭合, 东部最终碰撞时间在晚侏罗世至早白垩世 [41], 且中侏罗世之后大兴安岭地区在一定时期内均受蒙古鄂霍茨克洋闭合后造山作用的影响结合本文年代学资料, 可以判断研究区战备村岩体和白音高老期火山岩的形成应该与蒙古鄂霍茨克洋闭合后的陆陆碰撞造山作用有关本文所研究的战备村岩体与白音高老期火山岩, 富硅富碱, 贫 CaO MgO, 属碱性高钾钙碱性系列, 准铝质过铝质岩石在微量元素 Rb- Y+Nb 构造判别图解上 ( 图 8a), 样品落入后碰撞花岗岩区 ; 在 R1-R2 成因分类图解中 ( 图 8b), 样品落在晚造山区域内结合构造判别图解同时代大兴安岭火山岩特征及区域构造背景 ( 蒙古 [42,43] 图 8 战备村岩体与白音高老期火山岩形成构造环境判别图 Fig 8 DiagramsoftectonicenvironmentdiscriminationofZhanbeicunintrusiverocksandvolcanicrocksinBaiyingaolao Formation

13 第 1 期王文东杨华本等 : 大兴安岭北段新林战备村地区早白垩世火成岩年代学地球化学及大地构造意义 33 鄂霍茨克洋造山带主造山期在早白垩世已经结束 ), 研究区战备村岩体与白音高老期火山岩形成于蒙古鄂霍茨克洋造山带后碰撞伸展阶段 6 结论 (1) 研究区战备村岩体与白音高老期火山岩空间分布关系密切, 形成时间相近, 皆为早白垩世岩浆活动的产物, 比较起来, 火山岩形成略早 (136 9±1 3) Ma, 战备村岩体形成略晚 (121 0 ±0 8)Ma (2) 战备村岩体与白音高老期火山岩在岩石类型岩石化学稀土和微量元素地球化学特征等方面具相似性和一致性, 表现出同源性和同步演化的特征, 表明了二者为同源岩浆房在统一地质动力作用下定位于不同环境的产物 (3) 研究区战备村岩体和白音高老期火山岩均为高分异 I 型花岗岩, 二者为统一的构造岩浆体系的产物, 为下地壳物质部分熔融的产物, 形成于蒙古鄂霍茨克洋闭合后的伸展环境致谢行文过程中得到吉林大学张元厚教授的指导, 在此表示感谢参考文献 : [1] 李双林, 欧阳自远. 兴蒙造山带及邻区的构造格局与构造演化 [J]. 海洋地质与第四纪地质,1998, 18(3): LIShuang lin,ouyangzi yuan.tectonicframework andevolutionofxing anling Mongolianorogenicbeltand itsadjacentregion[j].marinegeologyandquaternary Geology,1998,18(3): [2] 葛文春, 林强, 孙德有, 等. 大兴安岭中生代两类流纹岩成因的地球化学研究 [J]. 地球科学,2000, 25(2): GEWen chun,lin Qiang,SUN De you,etal.geo chemicalresearchintooriginsoftwotypesofmesozoic rhyolitesindaxing anling[j].earthscience,2000, 25(2): [3] 葛文春, 李献华, 林强, 等. 呼伦湖早白垩世碱性流纹岩的地球化学特征及其意义 [J]. 地质科学, 2001,36(2): GEWen chun,lixian hua,lin Qiang,etal.Geo chemistryofearlycretaceousalkalinerhyolitesfromhu lunlake, Daxing anling and itstectonic implications [J].ChineseJournalofGeology,2001,36(2): [4] 葛文春, 吴福元, 周长勇, 等. 大兴安岭北部塔河花岗岩体的时代及对额尔古纳地块构造归属的制约 [J]. 科学通报,2005,50(12): GE Wen chun, WU Fu yuan, ZHOU Chang yong, et al.theageofthetahegranitebodyinnortherngreater KhinganRangeanditsconstraintsonthetectonicatribu tionofeergu nablock[j].chinesesciencebuletin, 2005,50(12): [5] 林强, 葛文春, 曹林, 等. 大兴安岭中生代双峰式火山岩的地球化学特征 [J]. 地球化学,2003,32 (3): LINQiang,GEWen chun,caolin,etal.geochem istryofmesozoicvolcanicrocksindahingganling:the bimodalvolcanicrocks[j]. Geochimica, 2003, 32 (3): [6] 张玉涛, 张连昌, 英基丰, 等. 大兴安岭北段塔河地区早白垩世火山岩地球化学及源区特征 [J]. 岩石学报,2007,23(11): ZHANGYu tao,zhanglian chang,yingji feng,et al.geochemistryandsourcecharacteristicsofearlycre taceousvolcanicrocksintahe,northdahingganmoun tain[j]. ActaPetrologicaSinica,2007,23 (11): [7] 苟军, 孙德有, 赵忠华, 等. 满洲里南部白音高老组流纹岩锆石 U Pb 定年及岩石成因 [J]. 岩石学报,2010,26(1): GOUJun,SUNDe you,zhaozhong hua,etal.zir conla ICPMSU Pbdatingandpetrogenesisofrhyolites inbaiyingaolaoformationfrom thesouthernmanzhouli, Inner Mongolia[J].ActaPetrologicaSinica,2010,26 (1): [8] 孙德有, 苟军, 任云生, 等. 满洲里南部玛尼吐组火山岩锆石 U Pb 年龄与地球化学研究 [J]. 岩石学报,2011,27(10): SUNDe you,goujun,renyun sheng,etal.zircon U Pbdatingandstudyongeochemistryofvolcanicrocks in Manitu Formation from southern Manchuria, Inner Mongolia[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27 (10): [9] 周长勇, 吴福元, 葛文春, 等. 大兴安岭北部塔河堆晶辉长岩体的形成时代地球化学特征及其成因 [J]. 岩石学报,2005,21(3): ZHOU Chang yong, WU Fu yuan, GE Wen chun, et al.age,geochemistryandpetrogenesisofthecumulate

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GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.37 No.3 May 2018 doi: /j.cnki.dzkq ,,,. [J].,2018,37(3):13-20.,,, (, )

37 3 2018 5 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.37 No.3 May 2018 doi:10.19509/j.cnki.dzkq.2018.0302,,,. [J].,2018,37(3):13-20.,,, (, 510080) : SN NWW U-Pb (148.6±4.1)Ma(MSWD=1.3) (85.7±2.0)Ma(MSWD=1.4)