当前位置:首页 期刊杂志

内蒙古得耳布尔地区中生代中-晚期火山岩的年代学、地球化学特征及其地质意义

时间:2024-09-03

王颖,徐仲元,董晓杰,王师捷,石强

吉林大学 地球科学学院,长春 130061

0 引言

大兴安岭位于兴蒙造山带东部,广泛分布中生代火山岩,岩性多样,是地质研究的重点地区。但该地区火山岩形成时间、岩石成因及其构造背景方面仍存争论。大兴安岭中基性岩是起源于富集型地幔[1]?还是岩浆分异的结果[2]?或是源于俯冲洋壳交代过的岩石圈地幔[3]?中酸性岩石是由镁铁质下地壳的部分熔融产生,还是由新生地壳和少量再循环地壳物质部分熔融形成的?构造背景争论焦点集中在火山岩的形成与地幔柱活动有关[4],还是与蒙古—鄂霍茨克洋造山带活动有关[5],或是受古太平洋板块俯冲作用的控制[6],或为蒙古—鄂霍茨克洋构造域与古太平洋板块活动相叠加的结果[7]。研究区位于大兴安岭西坡北部(图1a),大面积发育侏罗纪—白垩纪火山岩地层,但因植被茂密,地形复杂,因此相关地质工作较少,存在火山岩地层划分有误、地层缺失等问题。笔者通过岩石学、锆石U-Pb年代学和岩石地球化学的研究,确定其形成时代,讨论研究区内不同时期火山岩的岩石成因与构造背景,为进一步理解大兴安岭地区中生代构造演化过程提供依据。

1 区域地质背景

大兴安岭位于华北克拉通与蒙古—鄂霍茨克洋缝合带之间(图1a),呈NNE向展布。该区自晚古生代—中生代,经历了古亚洲洋及蒙古—鄂霍茨克洋的闭合,发育以片岩为主的古元古代变质结晶基底,基底之上广泛分布中生代火山岩及中-新生代沉积盆地[8]。研究区地处海拉尔—根河中生代火山岩盆地的西缘,位于额尔古纳地块中部。通过野外地质调查、坑道剖面测量和岩芯编录整理,将区内的中生代地层划分为早-中侏罗世火山岩、满克头鄂博组、玛尼吐组及全新统冲洪积物(图1b)。早-中侏罗世火山岩主体为一套中基性火山岩。满克头鄂博组主要发育有流纹岩、流纹质火山碎屑岩,呈环状出露于区内。玛尼吐组以中酸性火山岩、火山碎屑岩为主。这些地层总体产状平缓,断裂发育处的局部地层产状变陡。早-中侏罗世火山岩被满克头鄂博组不整合覆盖,玛尼吐组整合覆盖于满克头鄂博组之上,区内未见玛尼吐组上覆地层。侵入岩以小型的安山玢岩脉为主,侵位于区内火山岩之中(图1b)。区内发育一系列NW向和NE向断裂组合,这些断裂组成了研究区内构造格架。

2 典型岩石特征

2.1 早-中侏罗世火山岩

早-中侏罗世火山岩主要出露于研究区北部、西北部(图1b),以中基性火山岩,如安山岩(图2a)、辉石安山岩(图2b)及安山质凝灰岩为主。

安山岩未蚀变岩石呈灰色、深灰色,蚀变岩石呈灰绿色,致密块状构造,斑状结构,部分发育交织结构(图2a)。斑晶含量5%~10%,粒径为0.3~1.3 mm,斑晶主要为斜长石和辉石。斜长石多为半自形,辉石为短柱状。基质主要由斜长石、短柱状辉石、角闪石、不透明矿物及铁质构成。

图1 研究区大地构造位置图[5](a)及地质简图(b)Fig.1 Tectonic map (a) and simplified geological map(b) of study area

安山质晶屑凝灰岩新鲜面青灰色,风化面浅灰色,晶屑主要为碎裂的斜长石和角闪石,含量5%~10%,偶见火山角砾。

2.2 满克头鄂博组

满克头鄂博组主要分布于中部、东北部及西南部(图1b),以流纹岩及流纹质火山碎屑岩为主。

流纹岩岩石呈浅灰或浅灰白色,蚀变后部分呈浅的灰绿色,具斑状结构。斑晶多为石英,少见钾长石,斑晶含量为1%~10%,基质隐晶质或发育球粒结构(图2c)。

流纹质火山角砾岩岩石具火山角砾结构,块状构造,由火山角砾和填隙物组成,角砾成分通常以流纹质火山岩为主,多为棱角状,粒度大小不均,以0.5~3 cm为主,填隙物主要为火山灰。

流纹质熔结凝灰岩熔结凝灰结构,发育假流纹构造。主要由晶屑、塑性玻屑及少量岩屑组成;晶屑粒度为0.1~2.5 mm,含量为5%~10%,成分主要为钾长石、石英、玻屑和塑性玻屑,塑性岩屑呈弯曲的条带状。

2.3 玛尼吐组

玛尼吐组出露于研究区的东南部(图1b),主要岩性以紫灰色安山岩、安山质火山碎屑岩和英安质火山碎屑岩为主。

紫灰色安山岩新鲜面紫灰色,风化面呈浅灰绿色,多数具斑状结构,斑晶主要为斜长石和黑云母,偶见角闪石,斑晶大小为0.5~2 mm,斑晶含量为5%~20%,基质呈交织结构。

安山质晶屑凝灰岩新鲜面浅紫灰色,风化面灰绿色,晶屑凝灰结构,晶屑为大小不等棱角状的斜长石,粒度为0.2~2 mm,绢云母化十分明显,含量30%~60%,胶结物为脱玻化的火山灰。

英安质晶屑角砾凝灰熔岩风化面紫灰色,新鲜面灰色。晶屑凝灰熔岩结构,块状构造。角砾主要为英安岩,次棱角状,大小多为 0.5~2 cm,含量约为10%,晶屑主要为黑云母、角闪石及斜长石,自形-半自形,粒度为0.2~2 mm,含量为30%±,基质隐晶质(图2e)。

英安质晶屑岩屑熔结凝灰岩风化面灰绿色,新鲜面浅灰色。晶屑岩屑凝灰结构,晶屑为黑云母、角闪石及斜长石,含量为30%。基质为隐晶质,由塑性岩屑、塑性玻屑及长石、黑云母晶屑组成。晶屑主要有定向分布的斜长石和弯曲成弧状的黑云母,其中长石可见绢云母化,含量10%~20%,塑性岩屑发生拉长、定向,方向与塑性玻屑方向一致,塑性玻屑呈丝状、条纹状或蚯蚓状定向分布,遇晶屑被弯曲压扁变薄,脱玻化明显,熔结胶结,假流动构造(图2f)。

早-中侏罗世火山岩:a.辉石安山岩;b.具交织结构的安山岩。满克头鄂博组:c.球粒流纹岩;d.流纹岩。玛尼吐组:e.英安质晶屑角砾凝灰熔岩;f.具假流动构造的英安质晶屑岩屑熔结凝灰岩。Px.辉石; Qtz.石英; Bt.黑云母; Pl.斜长石; Det.岩屑。图2 研究区样品镜下显微照片Fig.2 Microphotographs of samples in study area

3 样品采集和分析方法

3.1 样品采集

采集研究区西北部早-中侏罗世火山岩的辉石安山岩(N1-1~N1-3)和安山岩(L156-50、L156-56、L156-58)进行主量、微量和稀土元素分析。

研究区中部满克头鄂博组植被生长茂密,岩石风化较严重,难以采集新鲜岩石,因此采集研究区西南处较为新鲜的球粒流纹岩(BL4-1~BL4-5、b22),对其进行主量、微量和稀土元素分析,并挑选BL4-1(采样坐标为120°56′46″ E,50°58′22″ N,图1b)进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试。

玛尼吐组安山质火山岩蚀变比较严重,因此在古火山口附近(图1b)采集较为新鲜的英安质晶屑角砾凝灰熔岩(BL2-1~BL2-5)和英安质晶屑岩屑熔结凝灰岩(BL5-1~BL5-3)进行主量、微量和稀土元素分析,并挑选BL2-1(采样坐标为121°00′31″ E,50°58′04″ N,图1b)和BL5-1(采样坐标为121°00′34″ E,50°58′09″ N,图1b)进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试。

3.2 分析方法

样品经常规方法粉碎,电磁方法分选后,在双目镜下挑选锆石,制成样靶。在北京锆年领航科技有限公司进行锆石显微照相(反射光、透射光)和阴极发光(CL)图像处理。锆石U-Pb定年分析在吉林大学东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室进行,测试使用设备为激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)。实验过程中采用高纯度氦气作为载气,氩气作为补偿气,激光器工作频率为7 Hz,测试中使用激光束斑的直径为30 μm,剥蚀采样时间为20~25 s。分别以人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST610和国际标准锆石91500进行仪器最佳化及计算同位素组成的外标基体校正。所测样品同位素比值及元素含量计算采用ICP-MS-Date-Call 9.2软件进行处理,使用Ispolot3.0软件进行锆石U-Pb谐和图的绘制和年龄的计算。测试数据、年龄加权平均值的误差均为1 σ。

样品的主量、微量和稀土元素分析在中国地质调查局天津地质调查中心测试完成。主量元素采用玻璃熔片大型X-射线荧光光谱法(XRF)分析完成,分析精度为0.01%;微量和稀土元素采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)分析完成,分析精度为0.01×10-6。

4 分析结果

4.1 锆石U-Pb测年结果

满克头鄂博组(BL4-1)与玛尼吐组(BL2-1和BL5-1)所选锆石粒度约100~200 μm,多为自形-半自形,具有清晰的震荡环带(图3a、c、e),且具有较高的Th/U比值,表明锆石为岩浆成因[9]。样品的测点数据均落在谐和线上。

满克头鄂博组(BL4-1)定年结果显示,谐和线上22个测点数据可分为上下两个部分,下部15个锆石的206Pb/238U表面年龄为(157±4)~(152±2)Ma(表1),加权平均年龄为(155.1±1.8)Ma,MSWD=0.2(图3b),表明满克头鄂博组火山岩形成时代为晚侏罗世;上部7个锆石测点的206Pb/238U表面年龄为(174±3)~(169±6)Ma(表1),加权平均年龄为(172.0±2.6)Ma,MSWD=0.102(图3b),锆石数量较多,年龄集中,且与同组的年轻锆石年龄相差较小,说明它并非捕获的古老地层中的锆石,而是岩浆侵位过程中岩浆房内晶粥体多次活化运移时所形成的锆石[10-12]。

玛尼吐组定年结果显示,BL2-1的206Pb/238U表面年龄为(125±3)~(120±3)Ma(表1),加权平均年龄为(122.8±1.3)Ma,MSWD=0.18(图3d);BL5-1的206Pb/238U表面年龄为(127±3)~(121±2)Ma,加权平均年龄为(124.1±0.8)Ma,MSWD=0.66(图3f)。表明该地区玛尼吐组火山岩形成时代为早白垩世晚期。

4.2 地球化学特征

早-中侏罗世火山岩地球化学分析显示其SiO2质量分数为55.12%~56.8%,Al2O3为16.68%~16.91%,CaO和MgO分别为3.95%~6.35%、3.62%~4.01%,Mg#值介于50.37~52.34之间,K2O+Na2O含量较低(6.23%~6.98%),K2O/Na2O在0.56~0.58之间。里特曼指数δ=2.81~3.84,属于钙碱性-碱性系列。在SiO2-K2O图解上,火山岩样品均落入高钾钙碱性系列(图4a)。A/CNK为0.81~1,皆是准铝质(图4b)。TAS图解中落入玄武粗安岩与粗安岩区域内(图5)。稀土元素表现为轻稀土富集的右倾曲线 (图6a), LREE/HREE比值9.8~12.4,(La/Yb)N比值14.6~18.4,轻重稀土元素分馏明显,具有微弱的负Eu异常(δEu=0.92~0.96)。微量元素原始地幔标准化蛛网图中,具有大离子亲石元素Ba、Sr的强烈富集,以及高场强元素Nb、Ta亏损(图6b)。早-中侏罗世火山岩为中基性高钾钙碱性准铝质岩石,稀土、微量元素与大陆岛弧元素分配模式相似[13](图6)。火山岩富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土和高场强元素,暗示岩浆可能来自富集型地幔源区,并且岩浆上升过程受到了地壳物质的混染或者岩浆源区经历了流体交代作用。

a、b为BL4-1满克头鄂博组球粒流纹岩; c、d为BL2-1玛尼吐组英安质凝灰熔岩; e、f为BL5-1玛尼吐组英安质熔结凝灰岩。图3 研究区火山岩部分锆石阴极发光图像(CL)与锆石U--Pb谐和曲线Fig.3 CL images of selected zircons and U--Pb concordia diagrams of zircons from volcanic rocks in study area

图4 研究区火山岩SiO2-K2O图解(a)和A/CNK-A/NK图解(b)Fig.4 Diagram of SiO2-K2O (a) and A/CNK-A/NK (b) of volcanic rocks in study area

图5 研究区火山岩TAS图解Fig.5 TAS diagram of volcanic rocks in study area

满克头鄂博组火山岩的SiO2含量较高(74.7%~75.44%),Al2O3为14.53%~15.11%,CaO和MgO分别为0.14%~0.16%、0.52%~0.58%,Mg#值介于33.64~49.18之间,K2O+Na2O含量高(5.09%~5.95%),K2O/Na2O在41~58之间,里特曼指数δ为0.97~1.12,为钙碱性。在SiO2-K2O图解上,火山岩样品因富钾贫钠,均落入钾玄岩系列(图4a)。A/CNK为2.17~2.54,皆是过铝质(图4b)。TAS图解中落入流纹岩区域(图5)。稀土元素质量分数总量较低(∑REE=(115~126)×10-6),轻、重稀土元素比值LREE/HREE=13.9~16.08,(La/Yb)N=13.98~20.83。轻、重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常(δEu=0.59~0.7),说明岩浆源区残留着一定量的斜长石。微量元素原始地幔标准化蛛网图中,元素分配曲线为右倾曲线,富集Zr、Cs和Rb,亏损Ba、Nb、Ta、P和Ti,强烈亏损Sr(图6b)。满克头鄂博组火山岩为富硅、富钾、贫钠、贫钙的过铝质流纹岩。Rb/Sr比值为4.1~10.3,明显高于原始地幔(0.03)、E-MORB(0.033)、OIB(0.047),与壳源岩浆(>0.5)[14]相似,表明岩浆形成有陆源碎屑物质的参与。高Nb/Ta、高Zr/Hf,分馏明显,源区受流体交代作用影响混入一定的富集幔源物质[15]。

图6 研究区火山岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)Fig.6 Chondrite normalized REE distribution patterns (a) and primitive mantle normalized trace element spider diagrams (b) of volcanic rocks in study area

玛尼吐组火山岩的SiO2质量分数为65.54%~69.79%,Al2O3质量分数为14.4%~15.69%,CaO和MgO分别为0.48%~4.3%、0.52%~0.91%,K2O+Na2O=6.42%~9.78%、1.07%~1.11%,K2O/Na2O比值为1.09~5.5,里特曼指数(δ)为1.83~3.69,介于碱性与钙碱性之间。SiO2-K2O图解中属于钾玄岩系列(图4a)。除一个样品落入准铝质范围,其余样品皆为过铝质(图4b),TAS图解中落入流纹岩、英安岩和粗面英安岩区域内(图5)。稀土元素质量分数相较早-中侏罗世火山岩总量更高(∑REE=(130~169)×10-6),轻、重稀土元素比值LREE/HREE=8.4~9.4,(La/Yb)N=9.22~10.36。轻、重稀土分馏明显,轻稀土元素相较于重稀土元素更加富集,具有明显的负铕异常(δEu=0.65~0.76),说明岩浆源区残留着一定量的斜长石。微量元素原始地幔标准化蛛网图中,曲线右倾,富集Zr、Rb、Th和U,亏损Sr、Ba、Nb、Ta、P和Ti(图6b)。岩石表现为富碱、贫镁的特征,为富钾过铝质英安质火山岩。Rb/Sr比值为0.31~1.21,平均值为0.58,与壳源岩浆(﹥0.5)[14]相近,指示其形成过程有陆源物质的参与。

5 讨论

5.1 火山岩浆作用期次

对测区内典型早-中侏罗世火山岩进行U-Pb同位素测年,挑选出的锆石多为形态浑圆的捕获锆石[9,16],少量岩浆锆石因过小无法进行试验测试,未获得其U-Pb同位素年龄。近年来随同位素测年技术发展,研究人员对区域上早-中侏罗世火山岩进行测年分析,年测年龄从197~147 Ma均有[13,17-23]。研究区内未见该火山岩与下伏地质体直接接触,区域上该火山岩不整合覆盖在侏罗系中统万宝组之上,被上侏罗统满克头鄂博组覆盖。

采取锆石U-Pb定年方法测得,研究区满克头鄂博组形成时间为(155.1±1.8)Ma(晚侏罗世),玛尼吐组形成时间为(124.1±0.8)Ma和(122.8±1.3)Ma(早白垩世)(图3)。

整理前人已发表数据(图7),大兴安岭地区早-中侏罗世火山岩、满克头鄂博组与玛尼吐组火山作用分别起始于197 Ma、157 Ma与145 Ma[19,24-25]。早-中侏罗世火山岩为中基性火山岩,岩浆锆石较少[9,26],因此其成岩年龄较难确定。收集数据显示,成岩年龄为197~147 Ma,活动时间跨度大(图7)。北部根河和额尔古纳地区平均年龄184 Ma[17,19-20,22],南部满洲里和阿尔山地区平均年龄为162 Ma[13,18,21,23]。满克头鄂博组火山作用时间为晚侏罗世—早白垩世(157~130 Ma),北部根河和额尔古纳地区平均年龄为150 Ma[25,27-29],中部海拉尔和牙克石塔尔气的平均年龄为145 Ma[17,30-32],南部克一河和科右中旗等地区的平均年龄为140 Ma[30,33-35]。玛尼吐组形成时间为早白垩世(145~119 Ma),主要集中于(130~120)Ma(图7),中北部根河和温库吐等地区的平均年龄为134 Ma[24,36-40],南部索伦和乌兰浩特等地区平均年龄为129 Ma[17,30,41-43]。从区域上看,同一地层在不同地区的形成时间差异明显,总体呈从北向南逐渐年轻的特征。

图7 大兴安岭地区年龄频率图Fig.7 Age frequency of Great Xing’an Range

5.2 岩石成因

研究区内早-中侏罗世火山岩微量元素表现为富集大离子亲石元素Ba、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta的特征(图6)。其形成原因主要认为有以下两种:源区为地壳或岩浆上涌时受到地壳混染作用的影响;或为与俯冲相关的弧型火山岩[44]。壳源岩浆的Rb/Sr﹥0.5[14],而研究区内早-中侏罗世火山岩Rb/Sr仅为0.023~0.056,由Nb/La-Ba/Rb图解 (图8d) 可知, 地壳混染对岩浆源区影响较小。

图8 研究区早--中侏罗世火山岩判别图解Fig.8 Discriminant diagrams of Early--Middle Jurassic volcanic rocks in study area

早-中侏罗世火山岩Lu/Yb、Nb/Ta、Zr/Hf与地幔相应比值更为接近[14],表明岩浆应源于地幔。低Zr/Ba和高La/Ta、La/Nb表明岩浆源区应为岩石圈地幔[45]。较高的Ba/Nb和Ba/Ta比值,说明岩石形成过程中有俯冲作用参与[30]。结合Th/Yb-Nb/Yb图解,岩石为俯冲流体交代的大陆岩石圈地幔部分熔融,且受地壳混染影响较小(图8a)。

研究区满克头鄂博组以流纹质岩石为主,岩石具有较高的Rb/Sr比值(4.1~10.3),表明岩浆源于下地壳的部分熔融。高Nb/Ta、Zr/Hf,说明源区受流体交代作用影响,混杂富集幔源物质[15]。在(Zr+Nb+Ce+Y)-(FeOT/ MgO)图解中,落在未分异的M、I和S型花岗岩区域内(图9a);(10 000 Ga/Al)- Zr图解中,落在I型和S型区域(图9b)。根据低Sr、低Yb、富Si和K的特征,暗示其形成环境与加厚地壳相关[46-47]。结合岩石具有较高的SiO2含量、K2O/Na2O比值高及过铝质等特征,说明岩石为S型花岗岩,形成背景与加厚地壳相关。综合分析,其成因是造山作用使下地壳增厚,导致地温梯度增大,从而引起下地壳部分熔融。

满克头鄂博组火山岩的SiO2含量为72.93%~75.44%,属于高硅流纹岩,研究认为,高硅流纹岩为母岩浆通过晶粥体模型[48](MUSH)演化的快速冷却条件下的富硅喷出岩[49-50],相对的,晶粥体模型的残留体则是贫硅、富晶体的英安岩或安山岩[51-52]。下地壳部分熔融产生的岩浆在岩浆房内聚集,结晶度随矿物结晶不断增大,晶粥体受沉降及压实等作用,聚集在上部,形成贫晶体的高硅熔体层[53-54]。当岩浆房受到镁铁质岩浆底侵后,高温使长英质岩浆向上运移喷出,快速冷凝结晶为高硅流纹岩[55-57]。深部固化的堆晶体再次发生部分熔融,形成新的富晶体岩浆[11,58](图10),因此锆石U-Pb年龄跨度较大[59]。

FG.分异的I、S型花岗岩; OGT.未分异的I、S、M型花岗岩; Syn-COLG.同碰撞花岗岩; WPG.板内花岗岩; VAG.火山弧花岗岩; ORG.洋脊花岗岩; post-COLG.后碰撞花岗岩。图9 研究区满克头鄂博组和玛尼吐组火山岩判别图解Fig.9 Discriminant diagram of volcanic rocks of Manketouebo Formation and Manitu Formation in study area

图10 MUSH模型图解[10,51]Fig.10 Diagram of MUSH model

玛尼吐组以安山质、英安质火山岩为主,富集U、Th及轻稀土元素,低Sm/Nd比值(Sm/Nb=0.38~0.46),(La/Yb)N=8.44~10.36,较高的Rb/Sr比值(Rb/Sr=0.31~1.21),示意岩浆源于下地壳部分熔融。 在(Zr+Nb+Ce+Y)-(FeOT/MgO)图解和(10 000 Ga/Al)- Zr图解中,样品落在A型区域(图9a、b)。所以,玛尼吐组火山岩为伸展背景下,地壳深部压力降低、温度变化不大条件下,通过降压熔融方式产生。

5.3 构造背景

大兴安岭地区中生代中 -晚期火山岩构造背景提出4种模式:地幔柱活动[4-5];蒙古—鄂霍茨克洋构造活动[6-7];古太平洋板块俯冲相关地质作用的影响[8-9];以及蒙古—鄂霍茨克洋构造域和古太平洋板块活动叠加的结果[10-11]。年代学表明,大兴安岭地区火山岩呈NNE带状分布,与地幔柱成因的环状分布特征相悖。并且,火山岩的时间跨度大(197~119 Ma,图7),而地幔柱相关火山活动往往局限在几个百万年之内[60],因此,区域上的火山岩非地幔柱成因模式。其次,大兴安岭距大陆边缘约1 700 km,超出古太平洋板块俯冲的影响范围[61],难以用古太平洋板块俯冲理论解释。早-中侏罗世,吉林—黑龙江地区发育有活动大陆边缘构造背景的钙碱性火山岩及侵入岩[62],小兴安岭—张广才岭地区发育有伸展构造背景下的双峰式火山岩[62]。说明古太平洋板块俯冲作用的影响,由东向西逐渐减小,至小兴安岭—张广才岭区域已难以影响其岩浆活动。因此,大兴安岭地区早-中侏罗世的火山活动,与古太平洋板块俯冲无关。晚侏罗世—早白垩世火山岩多出露于大兴安岭及华北板块北缘[5],松辽盆地及其东部地区缺少同时期岩浆事件[63]。这意味着,该时期的火山作用与蒙古—鄂霍茨克洋构造带的演化有关,而与俯冲的古太平洋板块关联较小。区域上,中生代中-晚期火山岩呈NNE向、平行蒙古—鄂霍茨克洋缝合带分布;年代学上呈现由北西向东南年龄逐渐年轻的特征;并在蒙古中、东部分布与大兴安岭地区相同的火山岩[25,64]。综上所述,大兴安岭地区中生代中-晚期火山岩主要受蒙古—鄂霍茨克洋构造域控制。

早-中侏罗世,中基性火山岩多具有与俯冲相关的大陆弧地球化学特征[13,30](图8a),并发育有I型花岗岩[15,65],表明在早-中侏罗世,存在着蒙古—鄂霍茨克洋向南俯冲。大兴安岭北部发育加厚陆壳部分熔融成因的S型花岗岩(168 Ma、155 Ma、147 Ma)[66],同时还存在170~160 Ma变质和变形活动[67]。暗示区域上在中侏罗世晚期构造背景已转为西伯利亚克拉通和中朝—蒙古板块的陆-陆碰撞环境(图9c),同时期的蒙古—鄂霍茨克洋已闭合。早白垩世时期,大兴安岭地区发育大面积后碰撞的A2型花岗岩(图9d),源自陆壳的降压熔融,因此区域上早白垩世为伸展的构造环境。

6 结论

(1)经LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,满克头鄂博组成岩年龄为(155.1±1.8)Ma,属于晚侏罗世;玛尼吐组成岩年龄为(124.1±0.8)Ma和(122.8±1.3)Ma,属于早白垩世。

(2)早-中侏罗世火山岩是俯冲流体交代的大陆岩石圈地幔部分熔融成因。满克头鄂博组是下地壳部分熔融产生的岩浆,在岩浆房内经晶粥体模型(MUSH)再次演化形成。玛尼吐组为下地壳降压熔融而形成。

(3)大兴安岭地区中生代中-晚期火山活动主要受蒙古—鄂霍茨克洋构造带控制。蒙古—鄂霍茨克洋在中侏罗世仍为向南俯冲状态,至中侏罗世晚期闭合,早白垩世时期,区域上为蒙古—鄂霍茨克洋闭合后伸展环境。

免责声明

我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理! 部分文章是来自各大过期杂志,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!