松辽盆地西缘突泉地区晚侏罗世过铝质流纹岩和英云闪长玢岩的发现:从蒙古-鄂霍茨克洋闭合到陆陆碰撞的地质记录

蒙古-鄂霍茨克洋南向俯冲、大洋闭合和陆-陆碰撞是东北亚地区晚中生代的重要区域构造事件,它与本区的岩浆活动、变质作用、成盆和造山作用都密切相关。准确界定洋壳俯冲、大洋闭合和陆-陆碰撞这三个相互关联地质过程的时空范围是客观认识区域构造演化的前提。然而,这项研究通常难以进行,因为很难找到与之相关的合适的地质记录。作者在松辽盆地西缘突泉地区发现从大洋闭合到陆-陆碰撞相关的过铝质流纹岩和英云闪长玢岩,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示其结晶年龄分别为156±1Ma和155±1Ma,系晚侏罗世岩浆事件产物。流纹岩和英云闪长玢岩为钙碱性过铝质岩石,具有较高的铝饱和指数A/CNK(1.32~2.13),较低的MgO+FeO T含量(0.96%~3.37%)和FeO T/MgO比值(2.84~5.02),岩矿鉴定表明它们含绢云母等原生和次生高铝矿物,在CIPW标准矿物计算中出现刚玉分子(3.77%~9.65%),结合流纹岩和英云闪长玢岩在花岗岩的S-I-M-A型分类方案相关地球化学图解投影结果,综合表明它们具有过铝质S型花岗岩特征。流纹岩和英云闪长玢岩具有较低的Rb/Sr(0.35~0.55)、Rb/Ba(0.08~0.26)和Al_(2)O_(3)/TiO_(2)(38.41~61.36)比值,表明其原始岩浆源于杂砂岩部分熔融。锆石饱和温度计算表明这两类岩石的岩浆形成温度在837~876℃之间,低于A型花岗岩岩浆形成温度(900℃)。两类岩石富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,具有较低的Y(5.29×10^(-6)~19.75×10^(-6))、Nb(7.44×10^(-6)~8.50×10^(-6))、Sr(60.6×10^(-6)~154.9×10^(-6))和Yb(0.53×10^(-6)~2.40×10^(-6))含量,具有弧岩浆属性。在Y-Nb图解中流纹岩和英云闪长玢岩投点在火山弧和同碰撞型花岗岩区域内;在Rb/10-Hf-Ta×3图解中投点在火山弧和碰撞型花岗岩区域内;在R1-R2构造判别图解中样品投点在同碰撞和造山期区域内;在Sr-Yb图解中样品投点在地壳加厚区域内。结合全球典型俯冲岛弧和同碰撞酸性岩地球化学特征和同时期本区域岩浆岩成因,表明流纹岩和英云闪长玢岩形成于洋壳俯冲和陆-陆碰撞转换背景,暗示其形成与蒙古-鄂霍茨克茨洋闭合和陆-陆碰撞作用有关。流纹岩(La/Yb)N值为6.62~8.77,指示源区起源深度为40~46km,英云闪长玢岩(La/Yb)N值为7.93~13.39,指示源区起源深度为44~55km,表明在156±1Ma~155±1Ma地壳处于持续加厚过程。结合区域地质资料,构建了蒙古-鄂霍茨克洋从俯冲闭合到陆-陆碰撞的构造-岩浆演化模型。本文认为蒙古-鄂霍茨克构造体系的影响范围到达了松辽盆地西缘突泉地区,156±1Ma~155±1Ma研究区处于大洋闭合到陆-陆碰撞转换阶段。

兴安地块南段霍布林岩体成因及其对蒙古-鄂霍茨克洋演化的启示

兴安地块在中晚侏罗世—早白垩世岩浆活动强烈,深入了解该时期的花岗岩成因和岩浆演化过程,对完善该地区中生代构造演化的认识及指导找矿具有重要的指示意义。从锆石U-Pb测年、地球化学特征等角度对兴安地块南段的霍布林岩体进行了全面研究。研究结果表明,霍布林岩体由正长斑岩、二长斑岩2种岩性组成,且以前者为主。二者的侵位年龄分别为157±1 Ma和139±1 Ma,形成于晚侏罗世、早白垩世2个阶段,是晚中生代早期构造岩浆事件的反映。地球化学研究表明,2种岩石均具有分异程度中等、富碱、富钠、准(弱)铝质及SiO_(2)与P_(2)O_(5)负相关的特点,再结合偏高的Zr含量(276.3×10^(-6)~499.5×10^(-6))及锆石饱和温度(788~881℃),将这2种岩石归属为高钾钙碱性-钾玄岩系列的I型花岗岩,并向A型过渡;岩体稀土元素总量中等—偏高,弱负Eu异常,轻稀土元素富集而重稀土元素亏损,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K,亏损高场强元素Ta、Nb、P、Ti,尤以正长斑岩更明显。地壳加厚和部分熔融作用可能是岩体主要形成机制,结合区域构造演化,认为其形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的后碰撞环境,区域应力场由挤压向伸展转变,进一步推测蒙古-鄂霍茨克洋在兴安地块南段的闭合时限早于157±1 Ma。

兴安地块南段哈达地区中晚侏罗世侵入岩成因及对蒙古-鄂霍茨克洋演化的制约

中晚侏罗世是东北地区构造演化中的一个重要转折时期,但该时期岩浆岩出露相对少,研究程度低。文章对兴安地块南段的中晚侏罗世侵入岩首次进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学研究,分析岩石成因与地质意义,进一步限定蒙古-鄂霍茨克洋在兴安地块南段的闭合时限。研究表明:侵入岩包括花岗斑岩、闪长玢岩2种岩性,成岩年龄分别为(167.0±0.5)Ma、(160.0±0.7)Ma,为中晚侏罗世岩浆作用的产物;岩石具有富钠(Na 2O含量分别为4.57%~4.97%、3.21%~3.98%)、准(弱)铝质(A/CNK分别为1.00~1.07、0.93~1.10)的特点,属于高钾钙碱性系列的I型花岗岩;具有富集Rb、Th和K等大离子亲石元素,亏损Ta、Nb、P和Ti等高场强元素,稀土元素总量中等(ΣREE分别为(90.5~153.1)×10^(-6)、(111.6~128.8)×10^(-6)),轻稀土元素相对重稀土元素分馏明显(LREE/HREE值分别为6.74~10.26、5.14~8.84,(La/Yb)N分别为5.61~9.58、4.92~10.38),中低负铕异常(δEu分别为0.58~0.68、0.83~1.02)的微量元素特征。推断侵入岩成因很可能与蒙古-鄂霍茨克洋的闭合有关,形成于加厚陆壳坍塌或拆沉作用下的构造背景,即挤压向伸展构造转换阶段。

孙吴地区中侏罗世白云母花岗岩的年代学与地球化学:对蒙古-鄂霍茨克洋闭合时间的限定

本文对孙吴地区白云母花岗岩行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,确定其形成时代、岩石成因,从而揭示区域构造背景。孙吴地区白云母花岗岩中的锆石均呈半自形-自形,振荡生长环带明显,暗示其岩浆成因。测年结果显示,白云母花岗岩形成于168Ma,为中侏罗世岩浆事件的产物。岩体具有高硅(Si O2=74.61%~80.16%)、富铝(Al2O3=10.59%~13.90%)、贫铁(Fe2O3=0.11%~0.3%)等特征,在化学上属于准铝质-过铝质(A/CNK=0.97~1.13)系列。孙吴地区白云母花岗相对富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs)。锆石的εHf(168Ma)=+7.53^+11.66,二阶段的模式年龄(tDM2)变化于595~966Ma之间。上述特征表明,孙吴地区中侏罗世白云母花岗岩的岩浆起源于新增生加厚陆壳物质的部分熔融。结合在大兴安岭与小兴安岭衔接地区变质杂岩和冀北-辽西地区区域性地层不整合面的存在,表明大兴安岭西坡-冀北-辽西地区中侏罗世经历了一次与蒙古-鄂霍茨克洋闭合有关的陆壳加厚过程。因此,研究区内中侏罗世白云母花岗岩的形成应与蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程中的陆-陆碰撞作用有关,而与古环太平洋向欧亚大陆的俯冲作用无关,其形成时代也限定额尔古纳地块西北部蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时间应为中侏罗世。

蒙古-鄂霍茨克洋东段关闭对松辽盆地形成与演化的影响

松辽盆地是位于中国东北的大型白垩系陆相含油气盆地,前人普遍认为其形成和演化主要受西太平洋板块向西俯冲作用的影响和控制。那么,环西太平洋构造带仅在中国东北形成大型坳陷盆地的动力机制是什么,松辽盆地在坳陷阶段之前发育火石岭组和营城组2套断陷期火山岩的诱因是什么,中国东北地区大规模发育中生代岩浆岩的主控因素是什么。显然,这些现象很难单纯用古太平洋板块活动控制来解释。本文在充分吸收已有科研成果的基础上,从区域动力学背景、火山岩时空分布特征以及沉积盆地构造演化的角度,分析了蒙古-鄂霍茨克洋东段的闭合对松辽盆地形成与演化的影响,指出蒙古-鄂霍茨克洋关闭是中生代东北亚最重要的一次大地构造事件,板块的俯冲、碰撞、挤压、拉张以及岩浆活动等作用对该区盆-山格局的形成和演化都具有重要的影响;并提出了松辽盆地可能存在的蒙古-鄂霍茨克洋和西太平洋板块双向俯冲成因模式,厘定了两者对中国东北地区多期次挤压和拉张作用的转换时间,从全新的角度认识了松辽盆地的形成和演化过程,合理地诠释了中国东北部晚侏罗世-早白垩世有别于西太平洋南部地区的岩浆岩发育特征。

蒙古-鄂霍茨克洋闭合时限:来自大兴安岭突泉地区下白垩统与下伏地质体之间角度不整合关系的约束

蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时限一直是地学界争论的焦点。详细的野外调查发现,大兴安岭突泉地区下白垩统与下伏地质体之间普遍存在角度不整合关系,上覆地层为下白垩统白音高老组沉凝灰岩,层理产状为332°∠15°,下伏地层构造变形强烈,膝折褶皱发育,且顶部见10 cm古风化壳。结合区域资料综合对比研究,这是一个区域性角度不整合,是鉴别造山运动的直接标志之一。此不整合面既代表蒙古-鄂霍茨克洋在早白垩世前闭合碰撞造山,又暗示从早白垩世开始进入东部大陆边缘向东蠕散伸展演化阶段。

大兴安岭北段扎林库尔山早侏罗世中酸性侵入岩的年代学与地球化学:对蒙古-鄂霍茨克洋中部构造演化的制约

蒙古-鄂霍茨克洋自西向东呈“似剪刀”方式双向俯冲闭合,其闭合演化过程是众多学者研究的热点,大兴安岭北段扎林库尔山一带是研究蒙古-鄂霍茨克洋中部构造演化过程的有利地段。研究区新发现的石英二长闪长岩锆石U-Pb同位素年龄为(187.4±1.1)Ma,为富Sr贫Yb“C”型埃达克岩,形成于俯冲环境下的大陆边缘火山弧环境。含黑云母斑状二长花岗岩锆石U-Pb同位素年龄为(177.7±1.0)Ma,为贫Sr贫Yb喜马拉雅型花岗岩,形成于碰撞造山环境。两期侵入岩的形成记录了蒙古-鄂霍茨克洋中部的俯冲和碰撞过程。

黑龙江多宝山地区中侏罗世火山岩的发现及其对蒙古-鄂霍茨克洋闭合范围的限定

黑龙江省多宝山地区位于中亚造山带东段、兴安地块东南缘,发育大面积早—中侏罗世侵入岩,但至今未发现同时代的火山岩。在多宝山地区首次发现了同时期的火山岩,并确定为一套英安岩、流纹岩和粗面岩组合。为进一步明确其形成时代及反映的构造意义,对出露的火山岩开展了锆石U-Pb测年和岩石地球化学分析。锆石U-Pb年龄显示,火山岩形成时代为167.1~169.3 Ma,为中侏罗世喷发成岩。火山岩具有富碱(Na_(2)O+K_(2)O=3.70%~7.66%)、富铝(Al_(2)O_(3)=11.42%~19.00%)的特征,属于高钾钙碱性、过铝质(A/CNK=1.08~3.73)岩石。稀土元素呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾特征,具负Eu异常(δEu=0.53~0.79)。微量元素显示富集Rb、Ba、K、Th、U、Pb,亏损Nb、Ta、Ti、P、Sr。总体显示,该中侏罗世火山岩起源于新生陆壳物质的部分熔融。根据Ta-Yb、Nb-Y构造环境判别图解,该期火山岩形成于挤压背景环境。结合区域构造背景及其演化特征,综合认为,中侏罗世火山岩应是蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程导致的陆-陆碰撞作用的产物。闭合导致的陆陆碰撞作用已影响到兴安地块东南缘。

蒙古-鄂霍茨克洋:演化过程和最终闭合

蒙古-鄂霍茨克造山带是构建现今东北亚大陆构造格局的最后一个主要造山带,记录了蒙古-鄂霍茨克洋早古生代初始张裂、晚古生代-中生代俯冲消减和中生代最终闭合,导致北侧西伯利亚克拉通和南侧华北-阿穆尔陆块的碰撞拼合.蒙古-鄂霍茨克洋的形成可追溯至早古生代早期,大洋板片于志留纪开始向北俯冲至西伯利亚克拉通南缘,而向南的俯冲起始晚于北侧,大洋板片可能于晚泥盆世开始俯冲至阿穆尔陆块北缘.蒙古-鄂霍茨克洋俯冲导致的大陆弧岩浆作用具有脉冲式的特征,呈现三个主要喷发峰值,分别为早石炭世早期、晚二叠世和晚三叠世-早侏罗世.晚三叠世,由于阿穆尔陆块和西蒙古微陆块群的碰撞导致西蒙古微陆块群的弯折,引发蒙古-鄂霍茨克洋西段的初始闭合,并形成蒙古山弯构造的雏形.随着西伯利亚克拉通的顺时针旋转以及华北-阿穆尔陆块的逆时针旋转,蒙古-鄂霍茨克洋由西向东以剪刀式方式逐渐闭合,并于中-晚侏罗世完成最终闭合,形成蒙古-鄂霍茨克造山带以及蒙古山弯构造.至此,东北亚主要陆块完成块体拼合,东北亚大陆进入陆内演化阶段.

大兴安岭中段晚三叠世安第斯型安山岩:蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用的产物

本文报道了大兴安岭中段火龙沟地区晚三叠世安山岩的锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素组成以及全岩地球化学数据,以揭示蒙古-鄂霍茨克大洋板片早中生代期间南向俯冲作用的过程。火龙沟地区安山岩的锆石均呈自形-半自形,具有典型的振荡生长环带和高Th/U(0.48~1.47)比值的特征,暗示其为岩浆成因锆石。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,火龙沟地区安山岩形成于236±1Ma的晚三叠世。这些晚三叠世安山岩的Si O_2含量为51.44%~66.67%,全碱(Na_2O+K_2O)含量为5.01%~6.88%,Al_2O_3含量为13.14%~19.20%,Fe_2O_3~T含量为5.11%~9.55%,Ti O_2含量为0.65%~1.66%,具有较高的MgO(2.15%~4.64%)、Cr(43.7×10^(-6)~212.0×10^(-6))和Ni(20.2×10^(-6)~100.0×10^(-6))含量以及Mg~#值(45~55),为钙碱性系列岩石。安山岩样品富集大离子亲石元素(Rb、K、Sr等)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等)和重稀土元素,且具有微弱的Eu异常(δEu=0.84~1.13),与俯冲带岩浆岩地球化学特征相似。安山岩中的锆石ε_(Hf)(t)值为+8.9^+11.6,相应的Hf同位素一阶段模式年龄(t_(DM1))为525~414Ma。上述特征表明火龙沟地区晚三叠世安山岩岩浆可能起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔,源区可能还存在少量俯冲沉积物的贡献,并在岩浆演化的过程中经历了角闪石、斜长石和磷灰石等矿物的分离结晶作用。结合区域地质资料,认为研究区晚三叠世安山岩形成于蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用相关的安第斯型活动大陆边缘环境,且蒙古-鄂霍茨克大洋板片在晚三叠世期间经历了低角度俯冲到高角度俯冲的转变。

额尔古纳地块早-中三叠世安山岩的发现及其对蒙古-鄂霍茨克洋南向俯冲的指示

安山岩与俯冲构造环境密切相关,对安山岩的研究可以获得俯冲作用发生时代及相关俯冲过程的重要信息.报道了大兴安岭北段、额尔古纳地块之上凤水山地区早-中三叠世安山岩的岩石学特征、锆石U-Pb年龄以及全岩地球化学数据,以揭示该地区蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用的初始过程.凤水山地区安山岩的锆石多数呈自形-半自形短柱状、粒状,具有典型的震荡生长环带和高Th/U(0.23~1.34)比值,暗示其为岩浆成因锆石.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素测年结果显示其分别形成于251±2 Ma和243±2 Ma,分属早三叠世和中三叠世,表明凤水山地区存在早中生代安山岩.这些早中生代安山岩的SiO_(2)含量介于53.52%~60.38%,Al_(2)O_(3)含量介于16.17%~17.41%,Fe_(2)O_(3)T含量为5.55%~8.93%,MgO含量介于1.96%~5.97%,TiO_(2)含量介于0.97%~1.67%,全碱(K_(2)O+Na_(2)O)含量为5.60%~8.05%,Na_(2)O/K_(2)O比值为1.23~2.51,铝饱和指数A/CNK介于0.86~0.97,具有较高的Mg#值(47~75),为钙碱性系列岩石.岩石样品富集Rb、Ba、U、K、Pb等大离子亲石元素和轻稀土元素,明显亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素和重稀土元素,具有微弱的负Eu异常(δEu=0.74~0.99),与俯冲带大陆边缘弧岩浆岩地球化学特征类似.凤水山地区早中生代安山岩岩浆可能起源于幔源玄武质岩浆与壳源硅质熔体的混合作用,而幔源玄武质岩浆起源于俯冲板片沉积物或沉积物熔体改造的富集地幔,可能与前人提出的MASH(melting,assimilation,storage and homogenization)过程一致.因此,研究区三叠纪安山岩形成于蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲相关的安第斯型活动大陆边缘环境.

内蒙古东珺银铅锌矿床成矿时代与地质背景:来自富碱花岗斑岩地球化学、锆石U-Pb及闪锌矿Rb-Sr年代学的制约

东珺银铅锌矿床位于大兴安岭中北部内蒙古额尔古纳市,是近几年发现的大型银铅锌多金属矿床。该矿床的成矿时代、成矿岩石以及构造背景一直不明确,本文对矿区内的出露的安山岩和隐伏的花岗斑岩开展了LA-ICPMS锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,并对银铅锌矿体中闪锌矿进行了Rb-Sr同位素定年。结果显示,安山岩喷出年龄为170.2±1.0 Ma、花岗斑岩结晶年龄为145.0±1.2 Ma以及矿体的成矿年龄为141.1±3.4 Ma。成矿年龄稍晚于花岗斑岩成岩年龄,表明成矿作用与晚侏罗世-早白垩世的岩浆活动具有密切的成因联系。花岗斑岩具有高硅(SiO_(2)=71.79%~72.88%)和富碱(Na_(2)O+K_(2)O=6.47%~8.23%)的特征,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列。岩石的稀土元素总量较高(∑REE=195×10^(-6)~217×10^(-6)),具明显的Eu负异常(δEu=0.28~0.33),微量元素富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和过渡元素Sr、Ba,且具有高的10^(4)×Ga/Al(2.68~2.84)值,其全岩(^(87)Sr/^(86)Sr)i和ε_(Nd)(t)分别为0.704423~0.704768和+0.01~+1.94,锆石的ε_(Hf)(t)为+1.37~+8.29,表明该岩体具有A型花岗岩特征,其岩浆源区可能由地幔熔体和新生地壳熔体混合形成。结合区域地质和前人研究成果,认为东珺矿区花岗斑岩及相关的矿化作用形成于后碰撞伸展的构造环境,与晚侏罗世-早白垩世鄂霍茨克洋闭合后碰撞密切相关。

蒙古国东北部脑明特铜矿床成矿岩体年龄、Hf同位素、地球化学特征及其对成矿构造背景的约束

脑明特中型铜矿床位于蒙古-鄂霍茨克缝合带中部,是蒙古国东北部已知规模最大的铜矿床。为探究岩体与成矿的关系,在矿床学研究的基础上,对该矿床成矿岩体开展了锆石U-Pb年代学、微量元素及Hf同位素地球化学研究。结果显示:成矿岩体的锆石U-Pb年龄为166.3±2.3 Ma和162.6±1.6 Ma,表明该成矿岩体应为中侏罗世晚期岩浆作用的产物;岩石化学组成上,成矿岩体主量元素SiO_(2)(62.81%~66.03%)>56%,Al_(2)O_(3)(15.01%~15.77%)>15%,MgO(2.06%~2.72%)<3%,K_(2)O/Na_(2)O<1,微量元素具有轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,Eu异常不明显和贫Y(含量为10.67×10^(-6)~14.05×10^(-6),<18×10^(-6))、Yb(含量为1.20×10^(-6)~1.65×10^(-6),<1.9×10^(-6)),富集Sr(含量为547.6×10^(-6)~661.8×10^(-6),>400×10^(-6))的特点,表明成矿岩体具有埃达克质岩石的地球化学特征。同时,成矿岩体具有相对较高的Mg^(#)和Cr、Ni含量,与源自拆沉下地壳熔融形成的埃达克岩相似。在Hf同位素组成上,该岩体具有较低的ε_(Hf)(t)正值(0.3~4.3)和中—新元古代模式年龄(T_(DM2)=1183~937 Ma),推测岩浆上升过程中混染了部分中—新元古代基底岩石组分。综合研究表明,脑明特铜矿床成矿岩体岩浆起源于拆沉下地壳的部分熔融,形成于中侏罗世晚期蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的陆内伸展环境。

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

对大兴安岭北段内蒙古根河市得耳布尔地区中生代中-晚期火山岩的岩相学、年代学及岩石地球化学进行研究,探讨该地区的构造演化。根据区域上的地层接触关系及前人获得的年龄数据,推断研究区存在早-中侏罗世火山岩。满克头鄂博组LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为(155±1.8)Ma,成岩时代为晚侏罗世。玛尼吐组LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为(124.1±0.8)Ma和(122.8±1.3)Ma,成岩时代为早白垩世。早-中侏罗世火山岩为高钾钙碱性准铝质火山岩,大离子亲石元素Ba、Sr强烈富集,高场强元素Nb、Ta亏损,形成于活动大陆边缘构造背景。满克头鄂博组为富硅、富钾、贫钠、贫钙的过铝质高硅流纹岩,Rb/Sr比值为4.1~10.3,具有S型花岗岩特征,是加厚下地壳部分熔融的岩浆在岩浆房内经晶粥体模型(MUSH)再次演化形成。玛尼吐组轻重稀土元素分馏明显,富集Zr、Rb、Th和U,亏损Sr、Ba、Nb、Ta、P和Ti,具有A型花岗岩特征,是在伸展构造背景下通过地壳降压熔融形成。综合前人研究成果,认为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,蒙古-鄂霍茨克洋洋壳向南俯冲;中侏罗世晚期,蒙古-鄂霍茨克洋闭合,西伯利亚克拉通与中朝-蒙古板块碰撞;早白垩世,大兴安岭区域上表现为伸展的构造环境。

内蒙古太平川铜钼矿成矿斑岩时代、地球化学及地质意义

内蒙古太平川Cu-Mo矿床位于得尔布干成矿带北段额尔古纳地区,为新近发现的斑岩型矿床。矿区内发育环带状热液蚀变,由内向外主要为硅化-绢云母化和泥化。热液蚀变围绕花岗闪长斑岩分布,Cu-Mo矿化主要受控于硅化-绢云母化蚀变,主要分布在花岗闪长斑岩中。本文获得成矿斑岩岩浆锆石U-Pb谐和年龄为202±5.7Ma,指示该矿床可能形成于晚三叠世。同时在样品中也发现继承锆石(784Ma),表明该地区可能存在晚元古基底。成矿斑岩的元素地球化学数据表明,主量元素SiO2(65.86%～68.84%)>56%、Al2O3(15.18%～16.28%)>15%、MgO(0.84%～1.06%)<3%、Na2O/K2O>1;微量元素亏损重稀土,Sr(471×10-6～513×10-6)>400×10-6、Y(15.0×10-6～17.9×10-6)<18×10-6、Yb(1.27×10-6～1.81×10-6)<1.9×10-6,表明该花岗闪长斑岩具有明显的埃达克质岩石的地球化学特征。同时成矿斑岩具有相对高的SiO2、Yb含量和Th/Nb、Ce/Nb比值,而相对低的Al2O3、TiO2、MgO、Sr、Th含量和Th/Ce比值,这些特征与源于俯冲板片的埃达克岩相似。然而成矿斑岩(87Sr/86Sr)i(0.70943～0.71019)较大,εNd(t)为-3.4～-3.9,我们推测额尔古纳地块在岩浆上升过程中贡献了部分物质。结合区域构造演化,我们认为该矿区成矿斑岩岩浆形成于俯冲洋壳的部分熔融,矿床形成背景为早中生代蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块俯冲的陆缘弧环境。

兴安地块东北部晚侏罗世C型埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及构造环境意义

大兴安岭地区发育强烈的中生代岩浆作用,一直以来是本地区地质构造研究的热点,但关于晚侏罗世花岗岩的研究报道较少。文中根据三件花岗岩样品的锆石U-Pb LA-ICP-MS测年结果获得的(158.5±1.6) Ma、(156.1±0.59) Ma和(154.1±1.1) Ma年龄结果将兴安地块东北部原定为早中生代的花岗岩形成时间厘定为晚侏罗世。该晚侏罗世花岗岩以中粗粒花岗闪长岩—二长花岗岩为岩石组合,岩石具富硅碱、高钾、过铝、低铁钛镁等特点,属于过铝质高钾钙碱性系列,富集LREE,亏损HREE、Y和HFSE,高Sr,低Yb,高La/Yb、Sr/Y比值,具有“C型”埃达克质岩的特点。该花岗岩的形成与蒙古鄂霍茨克洋闭合引起的陆陆碰撞造山作用密切相关,岩浆源于造山带加厚的下地壳底部基性岩的部分熔融,岩浆形成演化中有富铝地壳物质的加入。该系列花岗岩与紧邻的早、中侏罗世TTG花岗岩反映侏罗纪蒙古鄂霍茨克洋经历了由洋壳俯冲到陆陆碰撞的构造演化。

大兴安岭北段伊勒呼里山晚侏罗世二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

对大兴安岭北段伊勒呼里山地区二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和岩石地球化学研究,确定其形成时代、岩石成因,揭露区域大地构造环境。测年数据显示,二长花岗岩于158.1±0.7Ma前形成,为晚侏罗世早期岩浆演化事件的产物。地球化学结果显示,二长花岗岩具有高Si、富Na、K、Al,低Fe、Mg的特点,A/CNK值为0.83~1.09,属高钾钙碱性花岗岩;富集大离子亲石元素K、Rb,贫高场强元素Hf、Th;稀土元素总量较高,稀土元素配分曲线右倾,具弱的负Eu异常,为Ⅰ型花岗岩。岩浆起源于下地壳玄武质成分的岩石部分熔融,为同碰撞期陆壳加厚过程的产物。研究区晚侏罗世早期二长花岗岩的形成与蒙古-鄂霍茨克缝合带闭合过程中的陆-陆碰撞环境有关,其形成时代限定了大兴安岭北段伊勒呼里山地区蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时间应为晚侏罗世早期。

大兴安岭北段图里河地区满克头鄂博组火山岩年代学及地球化学

对大兴安岭北段图里河地区满克头鄂博组火山岩进行了锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,以便对其岩石成因和构造背景给予制约。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该地区满克头鄂博组火山岩形成时代为晚侏罗世(157±1Ma)。该组火山岩具有高硅(Si O2=69.09%~75.92%)、富碱(K2O+Na2O=8.04%~9.23%),贫镁、铁、钙的特征,属高钾钙碱性、偏铝质-弱过铝质岩石;稀土元素配分曲线呈轻稀土富集的右倾形式,(La/Yb)N=5.85~13.53,无铕异常或具有较弱的铕负异常;火山岩样品富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。Mg#值为12.14~31.01,平均值22,Nb/Ta值(6.67~27.17,平均值12.23),Rb/Sr值(0.35~3.63,平均值1.58),显示火山岩岩浆源区为下地壳。依据岩石地球化学特征、构造判别图解,结合区域构造演化特征,认为满克头鄂博组火山岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋闭合的造山后伸展背景。

大兴安岭中段东福岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及构造背景

对突泉地区东福岩体二长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学研究,探讨其形成构造背景。结果显示,二长岩形成于161.8±1.1 Ma,时代为晚侏罗世早期;二长岩具有弱负Eu异常、富大离子亲石元素、贫高场强元素特征,原始岩浆应来自地壳物质的部分熔融;较高的Sr含量表明源区有少量斜长石残留,轻稀土元素富集、重稀土元素亏损暗示源区富集重稀土元素矿物(如石榴子石)的残留,二者共同揭示二长岩形成于中-高压环境,是加厚陆壳坍塌或拆沉到一定阶段部分熔融的产物。结合区域资料,认为该区晚侏罗世二长岩的形成与蒙古-鄂霍茨克缝合带演化至后碰撞阶段构造环境有关,蒙古-鄂霍茨克洋南西段在晚侏罗世早期已闭合。

大兴安岭巴雅尔吐胡硕地区碎斑熔岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

在大兴安岭中南段巴雅尔吐胡硕地区发现一套碎斑熔岩。根据野外调查,可分为中心相的细微粒斑状石英二长岩(-石英二长斑岩)和边缘相的英安流纹质碎斑熔岩。通过SHRIMP锆石U-Pb测年,获得细微粒斑状石英二长岩的年龄加权平均值为137.4±0.9Ma(MSWD=1.13),英安流纹质碎斑熔岩的年龄加权平均值为135.2±0.8Ma(MSWD=1.17),二者的形成时代均属于早白垩世早期。由元素地球化学分析可知,6件样品均属于过铝质的高钾钙碱性A型花岗岩,且具有完全一致的微量元素蛛网图和稀土元素配分曲线,均具有明显的负Eu异常,均富集大离子亲石元素Rb、Pb和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb,Th较富集,Ba、Sr、Eu具有一定亏损,Pb强烈富集,表明岩石来源于地壳部分熔融。在构造环境判别分析的基础上,提出研究区碎斑熔岩属于碰撞后或造山期后的张性构造环境花岗岩(A2型花岗岩),形成于拉张环境,代表了伸展的大地构造背景。结合大兴安岭地区的大地构造演化特征,其形成与蒙古-鄂霍茨克闭合造山后的岩石圈伸展作用有关。