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。

乌尔根地区早侏罗世埃达克质花岗斑岩年代学和地球化学特征:对蒙古–鄂霍茨克洋南向俯冲闭合时间的制约

蒙古–鄂霍茨克缝合带在东亚大陆形成演化历史上占有极为重要的位置,但对其南向俯冲的演化历史还存在较多争议。本文对蒙古–鄂霍茨克缝合带南缘的额尔古纳地块乌尔根地区花岗斑岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩主量、微量元素以及Sr-Nd同位素的分析研究,在此基础上限定了蒙古–鄂霍茨克洋在额尔古纳地块的闭合时间。锆石U-Pb定年结果显示,花岗斑岩侵位年龄为174.9±1.1 Ma,是早侏罗世晚期岩浆事件的产物。花岗斑岩属于过铝质高钾钙碱性岩石,其SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Sr含量高,而Y和Yb含量较低,类似于典型埃达克岩的地球化学特征。该岩石富集轻稀土和大离子亲石元素,强烈亏损重稀土和高场强元素,且无明显Eu负异常。岩石具有相对亏损的Sr-Nd同位素组成,其(^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.706665~0.707989,ε_(Nd)(t)=1.22~4.18。锆石ε_(Hf)(t)=5.3~12.0,二阶段模式年龄(t_(DM2))为451~879 Ma。这些特征揭示乌尔根地区花岗斑岩岩浆是由年轻的加厚下地壳部分熔融形成,而非俯冲板片熔融。结合前人研究成果以及区域地质演化规律,认为乌尔根地区花岗斑岩形成于蒙古–鄂霍茨克洋闭合后的碰撞向造山期后发展的转折时期。

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。

大兴安岭中生代火山岩地层时空分布与蒙古—鄂霍茨克洋、古太平洋板块俯冲作用响应

为了提高大兴安岭中生代火山岩地层的区域可对比性、深入研究大兴安岭中生代火山岩与古太平洋和蒙古—鄂霍茨克洋的构造关系,本文在大兴安岭地区1∶1000000地质图编图的基础上,依据岩石组合、古生物、接触关系、区域对比以及最新的年代学(锆石U-Pb、^(40)Ar/^(39)Ar测年)资料,对大兴安岭中生代火山岩地层重新进行了厘定。进一步界定了塔木兰沟组(172~161 Ma)、满克头鄂博组(162~148 Ma)、玛尼吐组(158~145 Ma)、白音高老组(145~129 Ma)、梅勒图组(143~128 Ma)、龙江组(128~120 Ma)、光华组(128~118 Ma)、甘河组(120~113 Ma)和孤山镇组(118~110 Ma)的形成时代。结合古太平洋、蒙古—鄂霍茨克洋板块对东亚大陆边缘的俯冲作用,解析了中生代火山岩形成的构造背景,认为中—晚侏罗世NE向展布的火山岩主要形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块向南东俯冲的伸展背景,早白垩世NNE向展布的火山岩主要形成于伊泽奈岐板块向东亚大陆俯冲的伸展背景。晚侏罗世与早白垩世火山岩地层之间发育的开库康组、木瑞组等类磨拉石建造,是两个构造体系转换阶段的主要沉积记录。

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。

黑龙江多宝山地区晚三叠世岩浆活动对蒙古—鄂霍茨克洋南向俯冲的响应

近年来相继在嫩江多宝山地区发现了一系列晚三叠世岩浆岩。但该期岩浆活动的构造背景、成因机制及成矿作用迄今尚未得到很好的解读,这些问题对深入理解该地区构造演化、寻找多金属矿产具有重要意义。本文以多宝山矿区英云闪长岩、争光矿区闪长岩为研究对象进行系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究。锆石的LA-ICP-MS定年结果表明,多宝山英云闪长岩形成时代为(226.3±2.3)Ma,争光闪长岩形成时代为(229.3±3.1)Ma,两者在误差范围内一致,可能是同一岩浆房演化的产物。地球化学特征显示,多宝山英云闪长岩以高SiO_(2)(64.25%~66.44%)、Al_(2)O_(3)(16.54%~17.21%)、K_(2)O+Na_(2)O(8.16%~8.49%),低CaO(2.27%~2.95%)、MgO(0.99%~1.16%)、TiO_(2)(0.31%~0.36%)、P_(5)O_(2)(0.16%~0.17%)为特征;争光闪长岩以SiO_(2)(57.12%~58.5%)、Al_(2)O_(3)(14.59%~15.26%)、(Na_(2)O+K_(2)O)(5.34%~6.16%)、TiO_(2)(0.83%~0.97%)、P_(2)O_(5)(0.15%~0.27%)及TFeO/MgO(1.12~1.25)相近为特征;多宝山英云闪长岩亏损Rb、Nb、Sm,富集Ba、U、Zr和Sr,Eu正异常明显(δEu=1.21~1.57),争光闪长岩Rb、Nb、Sm亏损,Ba、Th、Sr、Hf富集,Eu弱正异常(δEu=0.93~1.22)。二者富集轻稀土元素(LREE),亏损重稀土元素(HREE),稀土及微量曲线形态近似,显示同一源区的特征,原始岩浆起源于受俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融,形成于与蒙古—鄂霍茨克洋板块俯冲有关的活动大陆边缘环境。多宝山矿集区晚三叠世钙碱性岩浆岩的确定指示蒙古—鄂霍茨克洋俯冲作用可影响到兴安地块东缘。综合区域晚三叠世矿床成矿时代及成矿背景,证实多宝山地区晚三叠世岩浆活动具有较强的银铜钼成矿能力,成矿潜力巨大。

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。

大兴安岭北段富克山岩浆弧的组成:对蒙古—鄂霍茨克洋南向俯冲的制约

富克山岩浆弧呈北东向分布于大兴安岭北段富克山—古莲河一带,其物质组成、形成时代及其空间展布规律对于研究蒙古—鄂霍茨克洋晚三叠世地质构造演化具有重要意义。本文对其内的辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩进行了岩石学、地球化学及锆石U-Pb定年分析研究,探讨大兴安岭北段晚三叠世时期的构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得辉长岩、花岗闪长岩的结晶年龄分别为(205.7±2.2)Ma、(203.2±2.5)Ma,反映了晚三叠世的构造岩浆事件。岩石学和地球化学研究表明,辉长岩、闪长岩具有富钠、高铝、高钙、高镁、高Mg^(#)值、低钛等特征,属于拉斑系列与钙碱性过渡系列岩石,无明显的Eu负异常,相对富集LILE和LREE,亏损HFSE。花岗闪长岩具有高硅、富钠、高铝、低镁等特征,属于钙碱性系列岩石,高Sr,低Y、Yb,无明显的Eu负异常,显示了O型埃达克质岩石的地球化学特征。富克山岩浆弧的空间展布,具有由北向南的分布规律,指示了蒙古—鄂霍茨克洋具有往南的俯冲极性。

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。

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。

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。

漠河盆地绣峰组形成时代及物源分析:对蒙古‒鄂霍茨克洋东段演化的启示

漠河盆地位于蒙古‒鄂霍茨克缝合带(MOSB)东段南缘,是研究蒙古‒鄂霍茨克洋东段演化的绝佳窗口.本文对漠河盆地东缘出露的绣峰组砂岩进行详细的岩相学、U-Pb锆石定年和主微量元素地球化学分析,综合前人研究成果,限定了蒙古‒鄂霍茨克洋乃至中亚造山带东段演化历史.结果表明,绣峰组砂岩碎屑物磨圆度较低、分选差,表现出近源剥蚀的特点;U-Pb锆石定年共获得217个谐和年龄,可划分为3个年龄组,其峰值均与盆地南缘额尔古纳地块的岩浆事件相吻合,其中最年轻的碎屑锆石^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值为158±2 Ma(N=5);样品相对富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs),亏损高场强元素(HFSEs)和重稀土元素(HREEs),具有明显的Eu负异常.样品源岩为上地壳长英质岩石,形成于大陆岛弧的构造环境,源区可能为漠河盆地南侧的大陆岛弧、额尔古纳地块以及盆地的古老基底.综上所述,绣峰组的最大沉积年龄为晚侏罗世,物源区构造背景为活动大陆边缘的大陆岛弧环境,形成于晚侏罗世蒙古‒鄂霍茨克洋向南俯冲、闭合造山的构造背景下,指示在绣峰组沉积时期(约158 Ma),蒙古‒鄂霍茨克洋仍处于俯冲阶段,尚未完全闭合.综合前人研究成果,推断蒙古‒鄂霍茨克洋最终闭合的时间可能在晚侏罗世至早白垩世之间.

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.

额尔古纳地块韩家园子‒富林地区中生代火成岩的成因及其对蒙古‒鄂霍茨克洋演化的启示

额尔古纳地块东缘韩家园子‒富林地区紧邻蒙古‒鄂霍茨克缝合带,其广泛出露的早侏罗世‒早白垩世火成岩对于完善蒙古‒鄂霍茨克洋俯冲‒闭合历史具有重要意义.本文对韩家园子‒富林地区的中生代火成岩进行岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩主‒微量元素地球化学研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb结果显示韩家园子钾长花岗岩锆石U-Pb年龄为196±2 Ma,代表其侵位时代为早侏罗世;富林地区光华组粗安岩锆石U-Pb年龄为122±2 Ma,暗示其结晶时代为早白垩世.早侏罗世钾长花岗岩为准铝质的I型花岗岩,Mg^(#)值较低(36),Nb/Ta比值(16.55~17.05)接近于原始地幔,暗示岩浆应来源于新生下地壳的部分熔融.同时,钾长花岗岩富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,与典型弧型火成岩的地球化学特征相一致,结合区域上发育同时代准铝质或弱过铝质I型花岗岩的事实,表明其可能与蒙古‒鄂霍茨克洋南向俯冲至额尔古纳地块有关.相比较下,早白垩世粗安岩具有较低的SiO_(2)含量(59.67%~59.93%)和较高的Mg^(#)值(42~43),同时富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,富集Sr,亏损Th,暗示其可能是富集岩石圈地幔重熔的产物.鉴于区域上其他来源于富集岩石圈地幔的早白垩世钙碱性火山岩呈面状分布的特征,以及早白垩世A型花岗岩和变质核杂岩的存在,暗示粗安岩为蒙古‒鄂霍茨克洋闭合后伸展环境下的产物.结合区域最新火成岩和沉积岩资料,认为蒙古‒鄂霍茨克洋在早侏罗世‒早白垩世发生俯冲‒碰撞‒后碰撞作用,其在大兴安岭北部闭合时间应介于晚侏罗世末期和早白垩世早期(约150~140 Ma).

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.

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。

大兴安岭大洋山钼矿成矿岩体地球化学、锆石U-Pb年龄及构造背景

大洋山斑岩型钼矿位于大兴安岭东北部呼中区,钼矿体主要产于石英二长斑岩体和上盘围岩中,产状受石英二长斑岩体控制。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得石英二长斑岩年龄为(119.83±0.87)Ma,可代表成矿年龄。岩石地球化学数据显示岩体偏铝、贫钛、富钾,具钾玄岩特征,为造山带岩石,岩浆熔体未与地幔相互作用;相对富集大离子亲石元素Rb和K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti和HREE,亲地幔元素亏损、轻稀土富集以及Eu中等亏损等特征显示岩浆源自陆壳。结合区域地质资料认为大洋山斑岩型钼矿形成于早白垩世晚期,成矿物质来源为地壳的重熔,与蒙古—鄂霍茨克洋的俯冲闭合相关,成矿环境为伸展构造背景。