大兴安岭南段早二叠世两类火山岩岩石地球化学特征及其构造意义

内蒙古巴润布拉格地区早二叠世黑云母碱长花岗岩岩石地质特征及其时代成因作者：赵建国李彬郭文军李磊来源：《西部资源》2024年第02期［关键词］花岗岩；巴润布拉格；锆石U-Pb；早二叠世巴润布拉格位于内蒙古自治区北东部，西与蒙古国接壤。

古生代地层属北疆—兴安地层大区、兴安地层区、东乌—呼玛地层分区，中—新生界为滨太平洋地层区、大兴安岭—燕山地层分区、博克图—二连浩特地层小区。

侵入岩隶属于西伯利亚板块东南缘二连—东乌旗北东向岩浆岩带。

大地构造位于西伯利亚板块东南缘晚古生代增生带上，二连—东乌旗泥盆纪陆缘，晚石炭世—早二叠世沉积岛弧系[1]。

早二叠世黑云母碱长花岗岩根据粒度可解体为中细粒碱长花岗岩、中（粗）粒碱长花岗岩。

其中前者分布面积不足2 km2，侵入泥鳅河组、宝力高庙组；后者主要分布于查干敖包庙萨音乌苏一带，面积大于18 km2。

岩体侵入泥鳅河组、晚石炭世—早二叠世中粒斑状二长花岗岩（图1）、正长花岗岩等。

岩石风化较强，具球形风化外貌，被下白垩统玛尼吐组不整合覆盖。

1 岩石学、地球化学特征1.1 岩石学特征中细粒黑云母碱长花岗岩：中细粒花岗结构，块状构造。

岩石由正长条纹长石、斜长石、石英，少量黑云母组成。

正长条纹长石呈1～3 mm，板状，具钠长石分解条纹，格状双晶发育，轻泥化，内部具细粒斜长石包体。

斜长石呈1～2 mm半自形板状，轻度绢云母化。

石英1～2 mm他形粒状，少量黑云母0.5 mm细片状。

正长条纹长石60%～65%，斜长石5%～10%，石英20%～25%，黑云母4%～6%，磁铁矿少量。

中（粗）粒黑云母碱长花岗岩：中粒花岗结构，块状构造。

岩石由钾长石、斜长石、石英、少量黑云母组成，钾长石为正长石和微斜长石，呈2～7 mm板状，轻泥化，斜长石呈1～2 mm半自形板状，轻度绢云母化，石英他形细粒状，少量黑云母0.5 mm细片状。

钾长石55%～65%，斜长石5%～15%，石英25%，黑云母5%，部分绿泥石化，磁铁矿少量，岩石中偶见花岗质同源包体，包体呈椭圆形，长轴4 cm左右。

现 代 地 质第11卷 第4期1997年12月GEOSCIENCE Journal of Graduate School,China Universi ty of Geosciences Vol 111 No 14 Dec.1997中国中、新生代含油气盆地成因类型、构造体系及地球动力学模式收稿日期:1997)06)10 第一作者简介:陈发景,男,教授,博士导师,1927年出生,石油地质学专业。

陈发景(能源系 北京 100083)汪新文(地矿系 北京 100083)摘 要 讨论了中国中、新生代含油气盆地的成因类型、构造体系和地球动力学模式:(1)按照地球动力学背景,将中国中、新生代盆地划分成伸展、缩短挠曲和走滑3种成因类型;(2)提出了含油气盆地构造体系的概念,并按照盆地成因类型、板块构造背景和构造演化讨论了中、新生代含油气盆地构造体系的分布;(3)根据构造几何学、运动学和动力学、火山岩岩石地球化学、基底和岩石圈结构以及地温场等特征,建立了有关大陆内伸展盆地和前陆盆地的地球动力学模式。

关键词 含油气盆地成因类型 盆地构造体系 伸展盆地 缩短挠曲盆地 走滑盆地分类号 P541;P618113近年来,地球动力学研究取得了较大进展,Turcotte 和Schubert [1]曾将地球动力学与板块构造联系起来,认为地球动力学研究的基本内容是认识板块构造和一系列地质现象所必需的基本过程。

随着板块构造学说的兴起与发展,建立了现代岩石圈的概念,并提出了岩石圈动力学。

丁国瑜[2]曾认为岩石圈动力学主要是指现代岩石圈的运动变形及其与深部过程的联系。

造山带和沉积盆地的岩石圈动力学是大陆动力学的两大基本领域。

沉积盆地岩石圈动力学的研究范畴是了解沉积盆地的形成、演化过程及其与周缘板块活动和深部过程的联系。

尽管近30年来地学理论和方法技术的迅速发展,地质、地球物理和地球化学资料的大量积累,沉积盆地地球动力学取得了巨大进展,但由于深部过程十分复杂,所以仍然存在着很多未解决的难题。

116管理及其他M anagement and other小兴安岭石头山酸性火山岩年代学、地球化学特征田恒川摘要：通过对黑龙江省绥棱地区石头山流纹质凝灰岩的岩石学、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学分析，研究了岩体的形成年龄、地球化学特征。

结果表明石头山流纹质凝灰岩的锆石U-Pb年龄为193.2Ma，表明该流纹岩的喷出时代为早侏罗世。

岩石富硅、富铝，SiO2含量（74.06%～5.22%之间，平均74.51%）及Al2O3含量（14.01%～14.34%，平均14.17%）；A/CNK值从1.27～1.32，A/NK值为1.29～1.34，属富钾钙碱性、过铝质系列岩石。

REE配分模式右倾，相对富集LREE，亏损HREE，较明显的负Eu异常。

富集大离子亲石元素（Rb、K），亏损高场强元素（Nb、Ti），相对亏损Ba、Sr、P等。

与区域内同时期岩浆有着相似的地球化学特征，可能形成于古太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞引起的弧后伸展构造环境中。

关键词：锆石U-Pb年代学；流纹质凝灰岩；石头山；小兴安岭我国东北地区的大兴安岭、小兴安岭—张广才岭地区分布有大量中生代花岗岩，构成了我国大陆东部极为醒目的地质景观———中生代“花岗岩海”。

该区域中生代岩浆活动强烈，是濒太平洋构造-岩浆带的重要组成部分，也是我国重要的贵金属、有色金属成矿集中区。

小兴安岭地区由于岩浆活动、地质构造、植被覆盖等原因，导致区域内岩浆岩、火山岩时代及层序均较为混乱。

因此本文以小兴安岭洞东南部出露的中生代酸性火山岩作为主要的研究对象，对其进行精确的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、及详细的地球化学研究，为火山岩地层的厘定及区域构造演化提供重要依据。

1 地质背景及样品描述研究区位于小兴安岭东南部，是伊春—延寿岩浆构造带的重要组成部分，大地构造位置位于兴蒙造山带东部，古亚洲洋构造域和滨太平洋构造域的交接复合部位（图1）。

大兴安岭第四纪火山地质与地球化学研究赵勇伟【摘要】前言中国东部中-新生代以来火山活动频繁,造就了绵延5 000公里、宽达数百公里的陆相火山岩带,新生代玄武岩主要沿中国东部大陆边缘一系列北东向、北北东向的裂谷和断陷盆地分布,东北火山岩区位于其北端,是我国重要的新生代火山分布区.20世纪80年代以来,我国在中国东部火山岩年代学和岩石地球化学研究方面取得丰硕成果,但迄今为止,大兴安岭地区因森林覆盖,交通不便,其中隐藏的新生代火山(主要是第四纪火山)鲜为人知,调查研究工作进展缓慢.【期刊名称】《国际地震动态》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】6页(P37-42)【关键词】大兴安岭;第四纪火山;活动历史;火山地质;地球化学【作者】赵勇伟【作者单位】中国地震局地质研究所,北京 100029【正文语种】中文【中图分类】P317.2中国东部中-新生代以来火山活动频繁,造就了绵延5000公里、宽达数百公里的陆相火山岩带,新生代玄武岩主要沿中国东部大陆边缘一系列北东向、北北东向的裂谷和断陷盆地分布,东北火山岩区位于其北端,是我国重要的新生代火山分布区。

20世纪80年代以来,我国在中国东部火山岩年代学和岩石地球化学研究方面取得丰硕成果,但迄今为止,大兴安岭地区因森林覆盖,交通不便,其中隐藏的新生代火山(主要是第四纪火山)鲜为人知,调查研究工作进展缓慢。

当今火山学科已经成为集火山地质、地球物理、地球化学、灾害等学科于一体的综合性交叉学科。

本文以火山学理论为指导,运用地质学、火山物理学和地球化学综合研究方法,透视东北大兴安岭第四纪以来大陆板内火山活动的基本特征和规律。

论文主要研究以下科学问题:①火山活动的时空演化规律;②火山地质特征反映出什么样的活动特点;③火山岩浆来源及其深部地球化学制约。

大兴安岭第四纪火山区在区域上分为南区和北区两个组成部分。

南区的哈拉哈河-绰尔河火山区位于大兴安岭中段,横跨内蒙古自治区东部兴安盟阿尔山市和呼伦贝尔市交界处。

矿床地质MINERAL DEPOSITS2024年4月April ，2024第43卷第2期43（2）：429~442*本文得到国家自然科学基金（编号：92062218）和国家自然科学基金青年基金项目（编号：41672095）联合资助第一作者简介张雪旎，女，1989年生，博士，从事矿床地球化学研究及实验地球化学研究。

Email:******************.cn **通讯作者王佳新，男，1988年生，博士，研究员，从事矿床学及矿床地球化学研究。

Email:*******************.cn 收稿日期2024-01-05；改回日期2024-03-14。

孟秋熠编辑。

文章编号：0258-7106（2024）02-0429-14Doi:10.16111/j.0258-7106.2024.02.012内蒙古边家大院锡多金属矿床成矿岩体岩石地球化学特征及成矿潜力评价*张雪旎1，王佳新2**，张阳阳3，袁顺达1（1中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083；2中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；3湖北省地质科学研究院（湖北省富硒产业研究院），湖北武汉430000）摘要内蒙古边家大院锡多金属矿床是大兴安岭南段多金属成矿带的代表性矿床之一，其西矿区主要发育斑岩型Sn-Cu-Mo 矿体，矿体发育于石英斑岩体内。

文章通过对石英斑岩开展全岩地球化学、锆石Hf 同位素以及锆石微量元素地球化学分析研究，确定了该含矿岩体岩浆性质、来源及演化历史，探讨了成岩成矿关系，并进一步评估了该岩体成锡、铜矿潜力。

研究表明，边家大院石英斑岩为准铝质-弱过铝质，高钾钙碱性花岗岩。

稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损，Eu 负异常明显的特征。

微量元素具有富集大离子亲石元素，亏损高场强元素的特征。

结合其较低的Zr/Hf 和Nb/Ta 比值以及较高的Rb/Sr 比值判断其经历了高分异结晶演化。

根据锆石微量元素地球化学特征，确定边家大院石英斑岩源于还原性（ΔFMQ -0.15）、高温贫水（＞750o C ）岩浆。

内蒙古乌尔吉地区大石寨组火山岩地球化学特征及成矿潜力张辉;郭彬;刘瑞睿【摘要】乌尔吉地区地处中亚造山带东段，属大兴安岭南段铅锌银铜锡铁成矿带。

区内二叠系大石寨组为一套变质火山岩夹碎屑沉积岩组合，火山岩具有典型的不对称双峰式特征，基性峰强。

岩石地球化学研究表明，中基性、基性岩类属准铝质钙碱性系列和低钾（拉斑）系列，中性岩类总体属钾玄岩系列，中酸性岩属过铝质钙碱性岩系列，岩石为海西中晚期大陆边缘裂谷盆地的岛弧环境下的产物。

大石寨组火山岩总体上富集Ag、Sn、Pb、Zn、Cu等成矿元素，是本区Pb、Ag、Sn、Zn等成矿元素的矿源层之一，成矿潜力较大。

结合前人研究认为，大石寨组火山岩是本区寻找火山热液型锡、铅、锌、铜等多金属矿床的有利场所。

%Located in eastern Central Asian orogenic zone, the Olji area belongs to the lead, zinc, silver, copper, tin, iron metallo⁃genic zone of southern Da Hinggan Mountains. Permian Dashizhai Formation in the study area is an association of metamorphic volcanic rocks interbedded with clastic sedimentary rocks. The volcanic rocks have the characteristics of typical asymmetric bimodal volcanic rocks, and the basic peak is strong. The study of rock geochemistry indicates that intermediate⁃basic and intermediate rocks belong to quasi⁃aluminous and calc⁃alkaline rock series or low potassium ( tholeiitic) rock series, intermediate rocks belong to shoshonitic rock series, and intermediate⁃acid rocks belong to peraluminous andcalc⁃alkaline rock series. The rocks were formed in an island arcenvi⁃ronment of continental margin rift basin in middle⁃late Hercynian period. Dashizhai formation volcanic rocks are enriched in Ag, Sn, Pb, Zn,Cu and other metallogenic elements, and constitute the source bed of Pb, Ag, Sn, Zn and other metallogenic elements in the study area. The metallogenic potential of Dashizhai Formation volcanic rocks is huge. Combined with previous research, the authors hold that Dashizhai formation volcanic rocks are the best place in search for volcanic hydrothermal lead⁃zinc⁃silver⁃copper deposits.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2016(040)003【总页数】7页(P502-508)【关键词】乌尔吉地区;大石寨组;火山岩;岩石地球化学;火山热液型【作者】张辉;郭彬;刘瑞睿【作者单位】河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊 065000;河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊 065000;河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】P632乌尔吉地区位于内蒙古自治区赤峰市北东部，大地构造位置属于中亚造山带东段(兴蒙造山带)，即西伯利亚板块与中朝板块间的兴安—蒙古地槽。

收稿日期：2013-01-04；修订日期：2013-01-25资助项目：中国地质调查项目《古亚洲洋构造体制与滨太平洋构造体制叠加转变的综合调查和研究》（编号：1212011085473）、《兴蒙造山带基本构造格局综合调查和研究》（编号：1212011085476）与国家自然科学基金项目《辽西医巫闾山变质核杂岩形成与岩浆活动》（批准号：41272223）和《中国东北和俄罗斯远东东南部深部构造及构造-沉积演化》（批准号：41211120171）作者简介：张超（1986－），男，在读硕士，构造地质学专业。

E －mail:congray@通讯作者：刘正宏（1960－），男，博士，教授，要从事构造地质学和区域地质调查研究。

E －mail:zhliu@研究区位于西伯利亚与华北两大古板块所夹持的中亚构造带东部，中生代之前主要受古亚洲洋构造体系活动的影响，中生代以来则受到太平洋板块活动的强烈改造，是环太平洋构造带的重要组成部分，这一地区是研究东北乃至东亚大陆构造演化的关键地区[1]。

中亚造山带东段(又称兴蒙造山带)的大兴安岭，主要由额尔古纳、兴安和松嫩地块组成（图1-a ）。

这些块体的划分和相互间的拼合过程是探讨兴蒙造山带东段构造演化的重要基础地质。

研究认为，早古生代额尔古纳地块与兴安地块沿太原-喜桂图断裂发生碰撞拼合为一体[2-3]。

对于兴安地块和松嫩地块，刘永江等[4]认为两者具有统大兴安岭五一林场花岗岩体地球化学特征及成因张超，刘正宏，徐仲元，李世超，范志伟，李刚ZHANG Chao,LIU Zheng-hong,XU Zhong-yuan,LI Shi-chao,FAN Zhi-wei,LI Gang吉林大学地球科学学院，吉林长春130061College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,Jilin,China摘要：东北大兴安岭地区的五一岩体主要由正长花岗岩、碱长花岗岩组成，通过系统的SHRIMP U-Pb 测年和地球化学研究，对其成因进行约束。

火山岩地球化学特征与岩石成因火山岩是由火山爆发喷出的岩浆在地表冷却凝固形成的一种岩石。

它的地球化学特征与岩石成因是遗传联系密切的。

首先，火山岩的地球化学特征主要包括岩石组分、矿物成分和岩浆演化过程。

岩石组分是指火山岩中不同矿物的含量和组成。

常见的火山岩组分主要有硅酸盐、含铁和镁铁质矿物以及玻璃。

其中硅酸盐是火山岩中最主要的组分，占据了岩石的绝大部分。

而铁镁质矿物则是指火山岩中富含的含铁和镁铁质的矿物，它们在岩石成因中扮演着重要的角色。

此外，玻璃是火山岩特有的矿物，在火山爆发时由于岩浆迅速冷却形成，具有非晶态的结构。

这些岩石组分决定了火山岩的物理特性和岩石的密度、颜色等。

其次，岩石成因是火山岩地球化学特征的重要方面。

火山岩的成因与火山的地质活动密切相关。

当地幔岩浆在地壳上升过程中，由于地壳内部熔融岩浆的温度和压力上升，导致部分矿物熔融形成岩浆。

当岩浆达到地表时，由于压力的减小和温度的下降，岩浆会迅速冷却凝固，形成火山岩。

岩浆的成因还与板块构造和火山带的分布有关。

例如，火山带上的火山岩主要是由于板块俯冲带上的地壳发生了剧烈活动，产生强烈的火山喷发和地震震动。

这些活动使得地下岩浆活动频繁，导致火山岩的形成。

而在岛弧的构造背景下，由于板块碰撞和俯冲，大量的玄武岩岩浆喷发，形成了火山岛和海岛型火山岩。

火山岩地球化学特征和岩石成因的研究对于了解火山活动和地球的构造演化具有重要意义。

通过对火山岩的地球化学特征进行分析，可以推测出火山岩的源岩类型，进而揭示出板块构造和岩浆演化的过程。

同时，火山岩的成因研究也可以为找矿勘探提供线索。

一些含有金属矿床的火山岩在成岩过程中会富集了金属元素，因此在矿产资源的寻找中，火山岩的特征和成因是重要的参考。

火山岩地球化学特征与岩石成因是地球科学研究的重要领域。

通过对火山岩的组分、矿物和成因的分析，可以揭示出地球演化的过程和构造特征，为地质学、矿产资源勘探和环境保护等领域提供重要的参考。

内蒙扎鲁特旗地球化学特征及其地质意义摘要：介绍了内蒙古自治区东部大兴安岭中南段东坡扎鲁特旗的区域地质地质背景。

通过对该区内岩石地球化学特征的分析，找出本区的主要控矿因素，预测成矿关系。

关键词：大兴安岭；岩石地球化学特征：成矿关系1区域地质概况1.1地层研究区内地层以二叠系海相浅变质岩和侏罗系陆相火山－沉积岩为主，二叠系出露在基底隆起区，侏罗系分布在基底坳陷区，总体呈北东向带状展布。

1.2岩浆岩本区岩浆岩主要为晚华力西期和燕山期酸性火山岩侵入岩。

燕山期火山侵入岩浆活动强烈，中酸性火山岩广泛分布.，构成了大兴安岭地区黄岗梁-孟恩陶勒盖北东向火山－侵入岩浆岩带，带内的次火山－侵入岩经历了长期的地史演化过程，常在一定的空间范围内构成多期多阶段的中性－中酸性－酸性－（碱性）岩浆杂岩体。

1.3构造在前中生代，由于西伯利亚板块和中朝板块的碰撞和挤压，晚期瓦里斯坎构造运动形成了以线性褶皱为主体的褶皱断裂构造体系。

新、中生代，受太平洋板块向亚洲大陆板块俯冲作用的影响，中生代尤其是侏罗纪－白垩纪燕山运动表现为长期强烈的陆内断块构造运动，形成了断裂、断块、火山构造等不同的构造单元，构成了火山构造体系。

2岩石地球化学特征2.1岩石微量元素背景含量特征该区岩石微量元素背景含量与大兴安岭中南部1∶20万哈德营子幅地球化学测量各元素的平均值相比，按富集程度由大到小的顺序，区内岩石中呈富集状态的微量元素依次为Ag、Cd、Bi、Pb、W、Cu、Sn、Sb，其中Ag、Cd元素的浓集系数高达2.57和2.5；明显贫化的元素为Au，As、Mo；基本无变化的元素为Zn、Co、Hg、Ni。

不同时代地质单元的岩石微量元素含量特征见表1二叠系（P）相对富集Cu、Zn、Sn、Ag、As、Sb、Cd、Bi、Au、Co、Ni，而贫化Pb、Mo，反映了二叠系岩石为一套富铁质中基性火山岩，同时也说明了二叠系是本区铜多金属矿化的重要矿源层。

表1不同时代地质单元岩石微量元素浓集系数含量单位：Au10-9，其它10-6微量元素在中生代火山岩地层中的富集和稀释与相应的岩性特征有关。

中　国　科　学　(D　辑)第28卷　第3期SCIENCE IN CHINA(Series D)　1998年6月大兴安岭中南段中生代的构造热演化3邵济安 张履桥 牟保磊(北京大学综合技术研究所,北京100871)　(内蒙古地质研究所,呼和浩特010020)　(北京大学地质系,北京100871)摘要 通过对大兴安岭中南段中生代火山2深成岩同位素年龄的测定,对不同阶段岩浆活动的构造背景进行分析,从而确立了该区构造岩浆演化的序列:晚三叠世以含幔源包体的基性2超基性岩侵位为标志的初始幔隆,早2中侏罗世以辉绿岩岩墙群侵入为标志的中、上部地壳伸展,晚侏罗世强烈的粗面质火山岩喷发,早白垩世板内非造山性质的碱性2亚碱性花岗岩侵位,同时还形成了基性岩墙和玄武岩.据此,可以认为中生代大兴安岭的隆升与幔隆背景下深部岩浆上涌密切相关.这一研究为进一步探讨大兴安岭造山模式奠定了基础.关键词 构造热演化序列　岩墙群　火山2深成岩　地幔隆起大兴安岭隔着燕山山脉与太行山遥相呼应,它们以其醒目的北北东走向勾画了中国东部主要的构造格架.从地球物理场的特征来看,这也是一条重要的构造带.大兴安岭75%以上的面积为中生代岩浆岩所覆盖,是中国北方重要的锡、铜、铅、锌多金属矿带(图1).研究大兴安岭中生代热演化史对认识中国东部大陆岩石圈演化和资源有重要意义.大兴安岭中南段指乌兰浩特以南的地段,地理上的大兴安岭通常南延到西拉木伦河以北.通过地质调查发现赤峰以南的喀喇沁旗2宁城一带的中生代地层及构造2岩浆演化与大兴安岭中南段十分相近,因此本文的讨论也将包括这一地区.1　中生代构造演化的背景大兴安岭斜跨在兴蒙造山带之上.大兴安岭中南段则是二者重叠的部位.兴蒙造山带是中亚2蒙古2鄂霍茨克造山带的一段,其前身曾经是古亚洲洋的一段,该洋是自晚前寒武纪开始发育在华北板块、南蒙微大陆以及西伯利亚板块之间的陆间洋盆.古亚洲洋的最终闭合发生在晚泥盆世,古洋闭合过程中,许多微陆块也逐渐敛合,有些地段的洋盆最后以陆屑物质和火山物质的堆叠而过渡成为陆壳.随着板块的对接而发生的碰撞造山作用相对比较弱,具有“软碰撞、弱造山”特点.上泥盆统法门阶底部的不整合面,连同369～315Ma的重熔型花岗岩以及一套低压相系的变质岩都标志着与造山作用有关的硅铝壳增厚过程.自中石炭世起对接带两侧大部分处于被东西向隆起分割的陆表海环境中,这些海槽大多是同沉积的断陷盆地,接受了3000～5000m的火山2沉积岩系.引人注目的是兴蒙造山带及其两侧自早二叠世末期开 1997209208收稿,1997212228收修改稿 3国家自然科学基金(批准号:249472143)及中国科学院资源与生物环境重大课题(KZ29512812404)资助项目.图1　大兴安岭中南段中生代构造2岩浆岩图(据内蒙古地质局有关资料改编)1示早白垩世花岗岩,2示晚侏罗世及少量中侏罗世花岗岩,3示晚三叠世深成岩,4示古生代花岗岩,5示幔源或含幔源包体的深成岩,6示大型多金属工业矿床,7示实测或推测断层,8示复式背斜轴,9示火山机构,10示晚侏罗世火山岩始出现了8条裂谷性质的岩浆岩带[1],其中以经过二连浩特的戈壁天山2宝力格带连续性最好,发育的双峰式火山岩以含钠闪石的碱性流纹岩、粗面流纹岩以及玄武岩为代表.南兴安带从黄岗梁到乌兰浩特附近的大石寨,也发育了一套双峰式的大陆裂谷火山岩建造.黄岗梁一带枕状玄武岩87Sr/86Sr 为0.7042～0.705,反映来源比较深的海底火山喷发.之后在晚古生代末2三叠纪初,沿着造山带从戈壁、天山到兴安带侵位了一套颇具规模的碱性花岗岩带[2].双峰式火山岩和碱性花岗岩的形成可以被看作造山后的伸展作用.然而如此大规模伸展环境下的岩浆活动从另一个侧面暗示了造山带年轻陆壳固结程度比较低,同时也反映了深部物质194　中 国 科 学 (D 辑)第28卷上涌的势头比较强.因此兴蒙造山带造山后的伸展作用远非只是松弛意义上的调整,而是与岩石圈深部物质主动上涌密切相关,反映壳幔相互作用的活跃,莫霍面的调整,进入了构造转折阶段[3].2　中生代的构造热演化211　早中生代的初始幔隆(T)本区三叠纪大部分处于隆起、剥蚀状态,局部可能有早三叠世沉积.然而此时的深部却开始了一系列热事件.最早表现为早三叠世白云母或二云母花岗岩的侵位,沿大兴安岭主脊从白塔子到甘珠尔庙100km 范围内断断续续出露了一套浅色的白云母或二云母花岗岩,侵入上二叠统林西组,林西组砂板岩热动力变质成为绢云长英片岩.花岗岩中白云母和长石定向排列,花岗岩含磁铁矿、石榴石、萤石、独居石,H 2O 不饱和.SiO 2高(75%),K 2O >Na 2O ,CaO含量低,铝过饱和A/CN K >1.1,含标准分子刚玉(4%～5%),ΣREE 低(19.41～22.14),REE 配分型式近水平,有强烈的铕负异常(δEu 为0.036),是一套泥质岩石发生部分熔融生成的铝过饱和花岗岩.实验岩石学表明白云母花岗岩岩浆来源于20～40km 深处的泥质岩石的局部熔融[4].据推测是早三叠世中下地壳于幔隆初始阶段,在板底垫托的作用下局部熔融形成的.软流圈上隆必将为幔源岩浆的活跃创造条件,近年来笔者在大兴安岭中南段确定了一系列以晚三叠世为主的超基性岩和含幔源包体的中2基性岩体(表1),包括甘珠尔庙地区的纯橄岩、含铬尖晶石的斜方辉石橄榄岩以及辉长岩、骆驼场包含在闪长岩中的金云母橄榄辉石岩、辉长岩包体、海苏坝次闪石化辉石岩、八楞山辉长岩、兰家营子二长闪长岩中的含橄苏长岩包体以及打鹿沟辉长岩中的二辉岩包体.它们有以下特点:(1)锶初始值低:0.7035～0.7049;(2)εSr 低:-6～10;(3)εNd (t ):0.5～4.02;(4)超基性岩Cr 高和Mg 高,例如,骆驼场辉石岩中金云母Cr 2O 3为1.3%～1.6%,甘珠尔庙纯橄岩中Cr 3230×10-6,Ni 1930×10-6,Co 124×10-6,MgO 为42%,斜方橄榄岩中含铬尖晶石,表明这些岩体或包体来源于地幔;(5)值得注意的是本区包体的载体均为闪长岩,这些载体是来自部分熔融的下地壳,携带了一些幔源包体,这些包体大部分是下地壳中幔源岩石的难熔残留体,而不是直接来源于地幔(例如镜下可见到某些“辉长岩”包体实属早期晶出的辉石岩被后来的闪长岩混染的结果).这些表明当时该区处于初始幔隆阶段,伸展作用的强度有限,深部物质从壳幔边界上升,其速度相对本区新生代玄武岩的上升要慢的多,有机会与陆壳发生更多的物质交换作用.这种携载幔源包体的中基性岩浆侵位现象同样可以出现在华北克拉通和太行山地区.臧启家等人[8]曾论述了太行山涉县地区燕山期(1.33～1.29Ma )闪长岩和角闪辉长岩中的幔源包体,并且指出由于幔隆导致上部地幔温度、压力普遍降低,上部地幔部分熔融的比例更小,因此不可能产生碱性玄武质岩浆,而产生安山质岩浆.从另一侧面也表明从早中生代(230Ma )到晚中生代(130Ma )大约100Ma 间华北北部(含本区)都处于幔隆的伸展构造背景之下.212　岩墙群———上部岩石圈扩张的证据(J 1-2,K 1)在大兴安岭海拔2034m 的黄岗梁东北部(富林沟2吉林坝)有一系列醒目的辉绿岩墙群,分布面积近100km 2,组成密集的岩墙群,富林沟2km 内上百条,单体岩墙群宽1～2m ,长100～1000m ,复式岩墙群宽达20～70m.岩墙的边缘总体平直,有时也呈锯齿状,时见两侧分支脉体下垂,呈纵树状,反映垂直上顶的共轭张性裂隙系统.从岩石组分和结晶程度看,复式第3期邵济安等:大兴安岭中南段中生代的构造热演化195表1　大兴安岭中南段中生代岩浆岩、火山岩同位素年龄a )地点岩性时代年龄/Ma 方法87Sr/86Srr吉林坝辉绿岩K1100.6±2.7K 2Ar 0.7053窟窿山a )石英二长斑岩K 1103.9U 2Pb 腰尔压钾长花岗岩K 1115.1±4.1U 2Pb 0.7049僧更坝南似斑状花岗岩K 1117.3±7.1U 2Pb 0.7088双发屯玄武岩K 1121.9±3.9Rb 2Sr 0.70470.9966碾子山[5]晶洞碱性花岗岩K 1123±8.6Rb 2Sr 巴尔哲[6]晶洞碱性花岗岩K 1125.2±2Rb 2Sr <0.705老房身1斑状花岗岩K 1127.5±4.2Rb 2Sr 0.70560.9975小罕山b )钾长花岗岩K 1131.9Rb 2Sr 0.7056老房身2钾长花岗岩J 3136.6±8.6Rb 2Sr 0.70490.9912九连山黑云母二长花岗岩J 3137.5±4.7Rb 2Sr 0.70420.9974黄岗梁c )钾长花岗岩J 3142.05±7Rb 2Sr 0.70280.9939洞山辉石安山岩2流纹岩J 3142.37±3.8Rb 2Sr 0.70540.9989马鞍子d )钾长花岗岩J 3155.4Rb 2Sr 0.7046板桥沟钾长花岗岩J 3166.79±4.5Rb 2Sr 0.7086a )富林沟辉绿岩J 2170.4±5.2K 2Ar 0.7044白音诺1c )二长闪长岩J 2171Rb 2Sr 0.7033二道沟安山岩J 2178.79±7.6Rb 2Sr 0.7058b )0.9959罗家营花岗闪长岩J 2179.9±6Rb 2Sr 0.7072b )0.9982曙光花岗岩J 1185.3U 2Pb 0.7058富林沟辉绿岩J 1199.6±6.7K 2Ar 0.7036海苏坝次闪石化辉石岩J 1202.14±1.4Rb 2Sr 0.70440.9997黑山头黑云母花岗岩T 3213.6±8.63Rb 2Sr 0.70490.9957白音诺2石英二长闪长岩T 3217.5±9.5U 2Pb 0.7109兰家营子含橄苏长岩包体T 3221±30Rb 2Sr 0.70490.9575八楞山辉长岩T 3228.46±6.8Rb 2Sr 0.70350.9960骆驼场[7]橄榄辉石岩2辉长岩T 3229±2.5Rb 2Sr 0.7038脑央乌拉a )辉长岩T 2241U 2Pb 曙光白云母花岗岩T 1242.8K 2Ara )据区测报告,b )据王关玉,c )据内蒙古地质三队,d )据鲍修坡,其余为本文数据.测试主要由乔广生、张仁祜承担,部分由吴家弘完成.岩墙群有对称向两侧扩张的趋势.通过K 2Ar 稀释法测定(表1),富林沟NW 330°这组年龄为199.6Ma (J 1),以复式岩墙和不规则的张性特征为主;NW 340°～350°这组年龄为170.4Ma (J 2),由辉绿岩和辉绿玢岩组成,以延伸长和左型剪张性特征为主;吉林坝NN E 岩墙群年龄为100.6Ma ,延伸长,分布广.表明岩墙群形成时除了来自深部上隆的伸展作用,同时,区域上还受到反时针旋扭的作用.岩墙群的岩石化学和地球化学性质具有以下特征:属拉斑玄武岩系列;SiO 247%～52%,TiO 21.2%～2.25%,K 2O 低(平均0.8%),Na 2O >K 2O ;稀土配分型式呈平坦型,ΣREE 较低(70×10-6～102×10-6),87Sr/86Sr 为0.7036～0.7048,表明岩浆来自未分异的地幔区;从微量元素Zr/Y 2Zr 及辉石的F 12F 2关系看,它们均为板内玄武岩(图2),与典型的大陆拉斑玄武岩可对比(表2).196　中 国 科 学 (D 辑)第28卷图2　辉绿岩形成的构造环境判别图解(a )Zr 2Zr/Y 图解(据Prarce ,J.A.等,1979),(b )单斜辉石的F 12F 2图(据Nisbet , E.G.等,1997).VAB 为火山弧玄武岩,OFB 为洋岛玄武岩,WPT 为板内拉班玄武岩,WPB 为板内玄武岩,MORB 为洋脊玄武岩,IAT 为岛弧玄武岩;F 1=-0.120(SiO 2)-0.0807(TiO 2)+0.0026(Al 2O 3)-0.0012(FeO 3)-0.0026(MnO )+0.0087(MgO )-0.0128(CaO )-0.0419(Na 2O ),F 2=-0.0490(SiO 2)-0.0818(TiO 2)-0.212(Al 2O 3)-0.0041(FeO 3)-0.1435(MnO )-0.0029(MgO )+0.0085(CaO )+0.0160(Na 2O )表2　本区岩墙群与大陆拉斑玄武岩的成分对比大陆拉斑玄武岩a )本区岩墙群b )TiO 2/% 1.5～3.2 1.2～2.25FeO 3/Mg 1.1～3.5 1.1～2　K/Rb 120～500<441　Rb/Sr 0.015～0.4　0.12～0.4U/K (104)0.38～3.2　0.1～0.5Sr (10-6)100～400161～333Ba (10-6)150～750104～360U (10-6)0.2～1.90.3～0.7Th (10-6)0.53～5.4　0.58～1.9687Sr/86Sr0.704～0.7120.7036～0.7048a )大陆拉斑玄武岩数据(据Carmichael 等,1975),b )由12组数据统计得出,微量元素为中国科学院高能物理研究所采用中子活化测试结果.213　强烈的深源火山活动(J 3)晚侏罗世的火山岩构成了大兴安岭的主体,火山活动以火山溢流相和爆发相方式交替进行,串珠状火山机构近等间距分布,表明晚侏罗世火山活动明显受到断裂格局的控制.火山活动从早期满克头鄂博组(J 3-1)酸性火山角砾爆发相喷发、中期马尼图组(J 3-2)中基2中酸性火山熔岩溢流发展到晚期白音高老组(J 3-3)酸性火山碎屑和凝灰岩的喷发.火山喷发强,爆发指数E 高(30～83),从150～140Ma 的10Ma 间火山岩总厚650～4600m ,在火山活动间歇阶段,山间断陷盆地接受了湖泊2河流相沉积.晚侏罗世构造2地貌可划为三组对称的火山基底隆起和断堑盆地[9].火山岩通过硅碱分类,大部分属于粗面质岩石,而且是钾质火山岩,(Na 2O +K 2O )随时间第3期邵济安等:大兴安岭中南段中生代的构造热演化197增高,SiO 2则随时间呈现酸2中2酸性变化,爆发也呈现早晚强、中期弱的特点.从东、中、西三个火山岩带来看,中带火山岩(Na 2O +K 2O )(主要是钾含量)和爆发指数高于两侧,呈对称趋势,(Na 2O +K 2O )百分含量分别为8.06,9.00,8.81,爆发指数比为0.65∶1∶0.86,表明大兴安岭主脊带正是深部岩浆上涌的主要通道.说明火山物源区特征的87Sr/86Sr 为0.7048～0.7077,大多是0.7051～0.7055.前人研究认为中酸性火山岩浆起源于下地壳,中基性岩浆可能起源于上地幔[9].强烈的火山爆发发生在大兴安岭快速崛起之前,它提高了上部岩石圈的渗透度,为热隆奠定了基础.214　大规模的板内非造山花岗岩侵位(J 3～K 1)本区从三叠纪就开始了深成岩的侵位,然而大规模侵位则发生在晚侏罗末～早白垩世,深成岩的岩浆活动有以下三个特点.21411　岩浆活动的涌动性.　内蒙古第十勘查开发院新一轮1∶50000超单元地质填图证实了大兴安岭中生代岩浆活动的涌动性,例如主峰带上白塔子地区300km 2的马勒根坝大岩基被划分为三个超单元,分别为闪长质岩体(T 3),石英二长岩(J 3)和花岗斑岩(K 1),岩体的规模越来越大,晚期岩体对早期岩体呈侵入接触关系,并含前期岩体包体.在EW 走向与NN E 走向大型断裂交汇部位,涌动岩体往往呈同心环状构造,从南西向北东如莫斯托岩体,新林镇2朝阳沟岩体和白音诺岩体等.以新林镇2朝阳沟岩体为代表,其外环为晚三叠世的片麻状黑云母花岗岩(213Ma ),与围岩二叠系地层间有一宽阔的混染带;中环是晚侏罗世末的钾长花岗岩(136Ma ),于朝阳沟可见这期岩体的钨矿化现象.接近中心部位花岗岩中斜长石出现反环带现象,,岩浆冷却速度加快.中心是早白垩世的斑状花岗岩(127Ma ),钾长石斑晶大达1cm 2,局部已成为次火山岩相的花岗斑岩或流纹斑岩.在朝阳沟岩体中心,组成顶峰的园蛋子山岩体实为古火山颈,具有大量不规则的二叠系角岩崩塌的岩块.这类环状岩体反映岩浆上涌过程中能量不断集聚2释放,直至最后集中释放,其中挥发分是十分活跃的.同时还说明它们从深部不断有物质补给.21412　岩浆侵位的界面不断抬高. 大兴安岭中南段从晚三叠世以来的深成岩浆活动经历了从超基性2基性2酸性2碱性的过程.仅就花岗岩类而言,岩浆演化的多项指标反映整个过程伴随着岩浆侵位界面的不断提高:1)花岗岩中钾含量通常被看作岩浆受陆壳混染程度的标志,本区花岗岩K 2O/Na 2O 随时间(T 3～J 3～K 1)相应从0.22～0.38～0.76,随着岩浆侵位界面提高,逐渐从封闭系统到开放系统;2)晚期花岗岩以斑岩为主,斑晶/基质=0.43,而且斜长石斑晶大多为低温钠长石,钾长石斑晶为低温正条纹长石,说明花岗岩侵位深度小;3)从稀土总量递增及配分型式变化(早期平滑右倾,晚期铕异常明显,δEu 0.26)看出岩浆结晶深度明显变浅;4)据区域资料,通过晚侏罗世花岗岩的黑云母2角闪石压力计计算,压力为216MPa ;早白垩世花岗岩压力为160MPa ,表明随时间推移岩浆侵位界面抬升,压力降低;6)如果将花岗岩分为早(T 32J 2)、晚(J 32K 1)两期,早期K 2O/Na 2O 为0.55～1,晚期则为1.2～1.7,早期Rb/Sr 为0.35～0.47,晚期为0.98～1.93,表明晚期岩浆定位深度逐渐变浅,被熔的壳源物质不断增加.21413　岩浆的深源特征. 如前所述,本区岩浆活动界面随时间不断抬高,从深成侵入体到浅成2超浅成乃至次火山岩、火山岩,然而它们却起源于统一的深部岩浆房,各种元素地球化学信息显示了它们的深源性,当然不排除岩浆在上涌过程中有壳源物质的加入.为讨论方便,称198　中 国 科 学 (D 辑)第28卷之为初始的或异地的岩浆,以区别于原地重熔或混合岩化的岩浆.这种异地花岗岩最重要的特征是受构造控制,大多数为复式环状岩体,具有涌动性特点.本区晚中生代花岗岩大多为钾长花岗岩,岩石组合为花岗闪长岩2石英正长岩2钾长花岗岩2二长花岗岩2碱性钠闪石花岗岩.常见花岗结构、文象结构、晶洞结构.岩石富碱,富硅,低钙,A/CN K <1,K 2O >Na 2O ,ΣREE 高(140×10-6～320×10-6),L REE 富集,Eu 亏损明显(δEu 0.02～0.78),以含副矿物萤石、磷灰石及锡石矿化为特点,R 12R 2投影属非造山花岗岩,部分Rb/Nb 2Y/Nb 图解属A 1型花岗岩[10].岩浆的深源特征表现在以下方面.(1)同位素数据.　经初步统计该区代表性的中生代花岗岩的87Sr/86Sr 初始比值,T 3为0.7049,J 2为0.7075～0.7080,J 3为0.7042～0.7048,K 1为0.7049～0.7087(表1),个别矿区含Sn ,W ,Ag 的花岗岩锶初始值较高.晚侏罗世初始岩浆来源于下地壳、上地幔,早白垩世壳熔物质有所增加.本区中生代花岗岩的εNd (t )大多集中在1～4之间,同时不同时间的花岗岩,包括晚侏罗世火山岩,还显示了低氧同位素或亏损氧同位素的特征[11],有关εNd (t )和氧同位素的特征及其成因问题将另文讨论.(2)挥发组分.　本区花岗岩的挥发分比较高(F 平均800×10-6,高达1000×10-6～3000×10-6,Cl 平均240×10-6;S ,P ,As 也高),其中氟和砷的异常是很强的,林西县同兴的砷钴矿就产于晚侏罗世的火山岩中.花岗岩的副矿物多含萤石、磷灰石、锆石、金红石,萤石含量随时间递增.成岩作用中流体活跃,钾2钠长石化、萤石化、硅化等现象明显.值得注意的是本区存在若干钠交代型的铀矿床(洪山铀矿、广兴铀矿),Na 2O 9%,最高达11%,钠交代导致了铀的富集,杜乐天[12]认为这种碱交代乃是地幔交代.与早白垩晚期碱性花岗岩侵位同时(120～100Ma )本区还伴有基性岩墙群侵位和碱性玄武岩的溢流,玄武岩还广布在大兴安岭两侧的断陷盆地中.玄武岩全碱5.58%～8.83%,Na/K 1.1～3.5,TiO 22%～3%,Ti/V 76～79,表明玄武岩起源很深.综合前述种种因素可以认为,该区晚中生代花岗岩属板内拉张环境下形成的亚碱性2碱性非造山花岗岩,而且通过不相容元素Rb/Nb 2Y/Nb 分析,大多数Y/Nb 0.6～1.5,表明某些花岗岩还具备了A 1型花岗岩的特点,这种类型被认为是板内裂谷、地幔柱或热点活动的产物[10].3　热演化机制的讨论大兴安岭中南段强烈的岩浆活动主要集中在150～120Ma 间,火山活动主要发生在150～140Ma 间,花岗岩侵位集中在140～120Ma (J 3末～K 1).火山喷发的岩浆在地壳中并不占据很多空间,而火山活动过后的花岗岩侵位却要在上部地壳占据相当的空间,因此后者更多地代表地壳拉伸的强度.晚中生代花岗岩大约占10%～15%的面积,反映了当时地壳的伸展程度.本区中生代花岗岩随着时间发展,从深源深成到深源浅成,表明在20Ma 间深部岩浆房不断有幔源物质补给,当然随时间推移,上涌的岩浆也不断有陆源物质的加入,改变岩浆成分.然而从整个岩浆演化的趋势看,不能简单用岩浆分异的观点来解释,从早白垩世具大陆裂谷性质的碱性橄榄玄武岩(87Sr/86Sr =0.7047)流溢与晚侏罗世粗面质火山岩喷发的比较,从早白垩世晚期富含稀土矿的碱性花岗岩与前期亚碱性花岗岩比较,可以看出岩浆来源有不断加深的趋势,表明整个过程中岩石圈是处于拉伸状态,其拉伸强度具有间歇性的变化,岩墙群第3期邵济安等:大兴安岭中南段中生代的构造热演化199(J 1-2,K 1)和大规模的花岗岩侵位(J 3末～K 1)是岩石圈伸展的重要表现,而伸展最强当属早白垩世,这时期也正是大兴安岭快速隆升,两侧二连及松辽盆地对称断陷,甘珠尔庙和喀喇沁旗变质核杂岩形成的时期[13].从整个中生代岩浆演化过程看,早中生代板底垫托造成的重熔变质作用,携带幔源包体的基性岩浆上侵,早中侏罗世基性岩墙群的扩张,一直到晚中生代大兴安岭的伸展造山,揭示了一个重要的事实:在100Ma 的漫长过程中,是幔隆引起的岩石圈伸展与减薄而不是机械拉伸引起的深源岩浆上涌.岩浆不断补给和岩浆侵位界面不断抬升只有依靠来自岩石圈深部的动力.目前,地幔柱的理论正是揭示这种动力来源的最好选择.中生代大兴安岭地幔隆起的特征持续到新生代,该区,特别是大兴安岭两侧出现大面积含幔源包体的玄武岩喷发.现今横切造山带的地球物理剖面显示造山带下部岩石圈厚度明显减小,从陆台区的110km 减小到70km ,在主峰下方还存在一个清晰的低阻区,推测为软流圈上涌体[14].参 考 文 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