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大興安嶺北段阿都塔地區晚三疊世和早白堊世花崗巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及地質意義

2021-08-04 00:35劉蓓蓓王金貴白春東張鑫全張子軒張新征
河北地質大學學報 2021年2期
關鍵詞:斜長石白堊鋯石

劉蓓蓓,王金貴,白春東,張鑫全,李 典,張子軒,張新征,許 凡

河北省區域地質調查院,河北 廊坊 065000

興蒙造山帶位于中亞造山帶的東部,范圍包括中國的東北和內蒙古東部地區[1-4],在晚古生代—早中生代,隨著古亞洲洋的閉合經歷了板塊匯聚、碰撞造山等復雜的演化過程[5-10]。東北地區為興蒙造山帶東部,中生代處于蒙古—鄂霍茲克洋和太平洋構造域疊加部位,具有復雜的構造演化史。興蒙造山帶在東北地區自西向東依次劃分為額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、佳木斯地塊和興凱地塊[11-13]。額爾古納地塊位于蒙古—鄂霍茨克縫合帶的東南側,其南東和北西側分別以喜桂圖—塔源斷裂和蒙古—鄂霍茨克縫合線為界[14-15],其北側的蒙古—鄂霍茨克縫合帶是東亞北部一條具有多時期、多旋回演化的重要的造山帶,在東亞大陸的形成和演化的歷史中占有重要作用[16-20]。近幾年,相關學者陸續報道了額爾古納地塊中的中生代島弧型火山巖及斑巖型礦床,使得大家開始關注蒙古—鄂霍茲克洋向南俯沖對東北地區的影響[16-17,21-25]。然而,目前關于額爾古納地塊地區蒙古—鄂霍茲克洋的閉合時間還存在很大爭議,主要觀點有兩種,一種觀點認為其閉合時間為侏羅紀[25-28],即早白堊世額爾古納地區不受蒙古—鄂霍茲克洋的影響;另一種觀點認為蒙古—鄂霍茲克洋在晚侏羅至早白堊世或者早白堊世閉合[23,29-31],即早白堊世東北地區仍然受蒙古—鄂霍茲克洋向南俯沖的影響。針對上述問題,對額爾古納地塊的晚三疊世和早白堊世的酸性侵入巖進行年代學和地球化學研究,通過對比其特征來探討二者是否受同一構造體制的控制。

1 區域地質背景

研究區在古生代屬西伯利亞板塊東南大陸邊緣,位于額爾古納非火山型被動陸緣(圖1a)。在早中生代該地區主要受古亞洲洋的影響,在中—晚中生代受蒙古—鄂霍茨克洋向南俯沖和(/或)古太平洋板片向歐亞大陸俯沖的影響。主要出露下元古界興華渡口群、中侏羅統萬寶組、上侏羅統滿克頭鄂博組、大磨拐河組,區內晚古生代和中生代巖漿活動強烈,侵入巖分布較廣泛,時代歸屬于早石炭世、晚三疊世和早白堊世(圖1b)。

圖1 研究區大地構造位置及地質簡圖Fig. 1 Geotectonic location and geological sketch of the study area

2 巖石學特征

晚三疊世和早白堊世酸性侵入巖為二長花崗巖和花崗閃長巖,其中,晚三疊世侵入巖為中粒二長花崗巖,早白堊世侵入巖為細?;◢忛W長巖、細粒二長花崗巖和中粒斑狀二長花崗巖(表1和圖1b)。

表1 阿都塔地區侵入巖的特征Table 1 Characteristics of the intrusive rocks in Aduta area

2.1 晚三疊世中粒二長花崗巖

巖石呈灰色,中?;◢徑Y構,塊狀構造(圖2a),由斜長石、鉀長石、石英、黑云母組成。斜長石(40%)半自形板狀,雜亂分布,大小以2~2.4 mm的中粒為主,0.1~2 mm的細粒次之,具輕絹云母化、輕高嶺土化、黝簾石化,部分核心白云母化、綠泥石化,局部隱約可見環帶構造,被鉀長石蠕蟲狀、補片狀交代;鉀長石(35%)半自形板狀,雜亂分布,大小以2~5 mm的中粒為主,0.3~2 mm的細粒次之,具輕高嶺土化,粒內多嵌布板條狀斜長石、石英等顆粒,交代斜長石;石英(20%)它形粒狀,雜亂分布,大小0.5~3.5 mm不等,具波狀、帶狀消光。黑云母(2%~5%)鱗片狀,零星分布,大小為0.05~0.5 mm,局部綠泥石化,部分呈假象。

2.2 早白堊世侵入巖

早白堊世巖漿演化為3種侵入體,分別為中?;◢忛W長巖、細粒二長花崗巖和斑狀二長花崗巖。

中?;◢忛W長巖為灰白色,細?;◢徑Y構(圖2b),塊狀構造,由斜長石、鉀長石、石英、黑云母組成。斜長石(55%)近半自形板狀—它形粒狀,定向分布,大小以2~2.7 mm的中粒為主,0.1~2 mm的細粒次之,具輕絹云母化、高嶺土化,局部隱約可見環帶構造,多被鉀長石蠶蝕狀、蠕蟲狀交代;鉀長石(15%)它形粒狀,少近半自形板狀,定向分布,大小為0.15~2 mm,具高嶺土化、黝簾石化,交代斜長石;石英(20%)它形粒狀,定向分布,大小為0.03~0.3 mm,部分細?;?,繞大顆粒分布,具波狀、帶狀消光;黑云母(5%~10%)鱗片狀,定向分布,大小為0.02~0.25 mm,局部綠泥石化。

細粒二長花崗巖呈淺肉紅色,細?;◢徑Y構(圖2c),塊狀構造,由斜長石、鉀長石、石英、黑云母組成。斜長石(30%)它形粒狀—近半自形板狀,多呈變晶集合體,定向分布,大小為0.15~1.85 mm,具絹云母化、高嶺土化,被鉀長石蠕蟲狀、蠶蝕狀交代;鉀長石(25%~30%)它形粒狀—近半自形板狀,多呈變晶集合體,定向分布,大小為0.3~1.5 mm,具輕高嶺土化,粒內嵌布斜長石顆粒,交代斜長石;石英(30%~35%)它形粒狀,部分呈變晶集合體,定向分布,大小一般為0.1~2.4 mm,粒內強波狀、帶狀消光;黑云母(1%~5%)鱗片狀,定向分布,大小為0.03~0.25 mm,綠泥石化、褐鐵礦化。

斑狀二長花崗巖呈淺肉紅色,斑狀結構(圖2d),塊狀構造,由斑晶和基質組成,斑晶主要為鉀長石,含量約15%,大小約5~10 mm,半自形板狀,基質由斜長石、鉀長石、石英、黑云母組成。斜長石(25%~30%)它形粒狀—近半自形板狀,多為變晶集合體,定向分布,大小以2~2.5 mm的中粒為主,0.3~2 mm的細粒次之,具絹云母化、高嶺土化,局部被鉀長石補片狀、蠕蟲狀交代;鉀長石(40%)它形粒狀—近半自形板狀,部分為變晶集合體,定向分布,大小以2~5 mm的中粒為主,0.25~2 mm細粒次之,個別>5 mm,具高嶺土化,部分粒內嵌布斜長石顆粒,交代斜長石;石英(25%)它形粒狀,呈變晶集合體定向分布,大小為0.1~3 mm,粒內強波狀、帶狀消光;黑云母(1%~5%)鱗片狀,定向分布,大小為0.03~0.15 mm,綠泥石化、褐鐵礦化。

圖2 阿都塔地區晚三疊世和早白堊世花崗巖鏡下特征Fig. 2 Microscopic characteristics of the Late Triassic and Early Cretaceous granite in Aduta area

3 樣品分析測試方法

3.1 鋯石U-Pb定年

單礦物分選在河北省區域地質礦產調查研究所實驗室進行,鋯石分選在DEVCON環氧樹脂中進行,通過拋磨使鋯石內部充分暴露并進行鋯石陰極發光拍攝。鋯石透射光、反射光、陰極發光照相在天津地質調查中心完成。

鋯石U-Pb定年和微量元素分析工作在天津地質礦產研究所同位素實驗室完成。利用激光燒蝕多接收器等離子質譜儀(LA-MC-ICP-MS)進行鋯石U-Pb定年,斑束直徑 30 μm[32],采用GJ-1作為外部鋯石年齡標準進行U-Pb同位素分餾校正[33]。樣品U-Pb年齡諧和圖與年齡權重平均計算采用ISOPLOT 2.49軟件進行[34]。應用208Pb 校正法對普通鉛進行校正,利用NIST612玻璃標樣作為外標計算鋯石樣品的Pb、U、Th含量。

3.2 巖石地球化學分析

巖石地球化學元素分析在河北省區域地質礦產調查研究所實驗室完成,主量元素在荷蘭帕納科公司研制的Axios X 射線熒光光譜儀上測定,燒失量、H2O-,H2O+采用電子分析天平(P1245)測試完成,分析精度高于5%。稀土和微量元素采用美國賽默飛世爾科技公司(Thermo Fisher Scien-tific)研制的X Series Ⅱ型等離子體光質譜儀(ICP-MS)測定,并以GSD9 標準樣做分析樣品元素濃度的校正標準,Zr、Ti等元素在X射線熒光光譜儀(XRF)上完成測試,分析精度高于5%~10%,測試方法見文獻[35]。

4 鋯石U-Pb年代學

P2YQ1鋯石U-Pb分析結果見表2,Th/U為0.56~2.38。鋯石CL圖上顯示(圖3)鋯石多為長柱狀,長軸多在100 μm左右,長寬比多大于2∶1,鋯石多見棱角,最外側多發育蝕變邊。鋯石發育振蕩環帶,部分核部見溶蝕現象。該巖體繼承鋯石較多,年齡頻率圖如圖5,主體形成年齡為222.8±4.9 Ma。

圖3 晚三疊世花崗巖(P2YQ1)鋯石陰極發光(CL)圖Fig. 3 Zircon cathodoluminescence (CL) of Late Triassic granite (P2YQ1)

圖5 晚三疊世花崗巖(P2YQ1)U-Pb年齡諧和圖Fig. 5 U-Pb age concordance diagram of Late Triassic granite(P2YQ1)

表2 晚三疊世花崗巖(P2YQ1)鋯石U-Pb LA-ICP-MS定年分析結果表Table 2 The Late Triassic granite( P2YQ1) zircon U-Pb LA-ICP-MS dating analysis table

P6YQ1鋯石U-Pb分析結果見表3,Th/U為0.20~1.86。鋯石CL圖上顯示(圖4)鋯石多為長柱狀,少量為等軸狀,長寬比多大于2∶1,核部多被溶蝕和破壞,發育密集的振蕩環帶。該樣品年齡變化較大,含多階段的年齡,為了更加準確確定年齡采用更多年齡點進行頻率分析,年齡頻率圖如圖6所示,主體年齡為127 Ma。

圖4 早白堊世花崗巖(P6YQ1)鋯石陰極發光(CL)圖Fig. 4 Zircon cathodoluminescence (CL) of Early Cretaceous granite (P6YQ1)

圖6 早白堊世花崗巖(P6YQ1)鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 6 U-Pb Age concordance diagram of Early Cretaceous granite (P6YQ1)

表3 早白堊世花崗巖(P6YQ1)鋯石U-Pb LA-ICP-MS定年分析結果表Table 3 The Early Cretaceous granite( P6YQ1) zircon U-Pb LA-ICP-MS dating analysis table

5 巖石地球化學特征

5.1 晚三疊世中粒二長花崗巖

5.1.1 主量元素

中粒二長花崗巖化學成分及特征參數見表4,SiO2含量為74.60%~76.05%,Al2O3含量為13.29%~13.72%,K2O含量為4.38%~5.25%,Na2O含量為3.52%~3.67%,CaO含量為0.89%~0.91%,K2O/Na2O為1.20~1.48,A/CNK為1.04~1.13為弱過鋁質—強過鋁質巖石,堿度率指數AR為2.93~3.13,MgO為0.18%~0.23%含量極低,TiO2為0.11%~0.15%含量極低,FeO*為0.82%~0.95%含量低,Mg#為25~35,分異指數DI=92.87~94.14;固結指數SI=1.96~2.38,巖石為弱過鋁質—強過鋁質鉀玄巖系列(圖7)。

圖7 晚三疊世花崗巖K2O-SiO2圖解Fig. 7 K2O-SiO2 diagrams of Late Triassic granite

5.1.2 稀土和微量

稀土元素、微量元素含量及特征參數見表4,稀土元素總量ΣREE為67.35×10-6~109.72×10-6,稀土總量較低;LREE/HREE為3.94~9.42,(La/Yb)N為2.82~9.09,輕稀土與重稀土分餾弱—中等;(La/Sm)N為2.90~4.21,輕稀土分餾弱—中等,(Gd/Yb)N=0.69~1.34,重稀土不分餾;δEu=0.50~0.82,具中等—弱負銪異常;δCe為0.93~1.00無異常;稀土元素球粒隕石標準化配分曲線呈右傾,輕稀土富集,重稀土平坦,銪中等—弱虧損(圖8)。

圖8 晚三疊世花崗巖稀土元素球粒隕石圖Fig. 8 Rare earth element chondrite map of Late Triassic granite

表4 研究區侵入巖主量元素(%)、稀土和微量元素(×10-6)分析結果及相關參數Table 4 Analysis results and related parameters of major elements (%),rare earth elements and trace elements(×10-6) in intrusive rocks in the study area

微量元素原始地幔標準化圖(圖9)顯示大離子親石元素Rb、K富集,Ba弱虧損,Sr虧損;高場強元素Th、La、Ce、Zr、Sm、Y和Yb富集,Nb相對虧損,P和Ti強烈虧損;Rb、Nb、Ta、U含量高,Sr、Ba含量較低,P、Ti、地幔相容元素Sc含量低,Rb/Sr為1.40~6.77,K/Rb為138.25~216.74,Nb/U為5.59~20.87,平均為14.30,U/Th為0.11~0.23。

圖9 晚三疊世花崗巖微量元素蛛網圖Fig. 9 Spider-web map of trace elements in Late Triassic granite

5.2 早白堊世侵入巖

5.2.1 主量元素

(1)中?;◢忛W長巖

巖石化學成分及特征參數見表4,SiO2含量為66.24%~67.48%,Al2O3含量為14.89%~15.01%,K2O含量為3.89%~4.69%,Na2O含量為3.15%~3.42%,CaO含量為2.12%~3.19%。K2O/Na2O為1.14~1.49,A/CNK為0.96~1.05為偏鋁質巖石,堿度率指數AR為2.17~2.21,MgO為1.89%~2.02%含量較低,TiO2為0.61%~0.62%含量較低,FeO*為3.75%~3.87%含量較低,Mg#為47~49,分異指數DI=73.53~78.12;固結指數SI=13.76~15.32,反映巖漿結晶分異程度較高,巖石為準鋁質鈣堿性系列(圖10)。

(2)細粒二長花崗巖

巖石化學成分及特征參數見表4,SiO2含量為76.99%,Al2O3含量為11.97%,K2O為6.01%,Na2O含量為2.43%,CaO含量為0.3%。K2O/Na2O為2.48,A/CNK為1.08,屬于過鋁質巖石,堿度率指數AR為2.31,MgO為0.15%含量極低,TiO2為0.17%含量低,FeO*為1.17%含量低,Mg#為20,分異指數DI=95.55,固結指數SI=1.49,反映巖漿結晶分異程度極高,巖石為過鋁質鈣堿性系列(圖10)。

(3)斑狀二長花崗巖

巖石化學成分及特征參數見表4,SiO2含量為77.45%,Al2O3含量為12.15%,K2O含量為5.1%,Na2O含量為3.14%,CaO含量為0.44%。K2O/Na2O為1.62,A/CNK為1.05,屬于弱過鋁質巖石,堿度率指數AR為2.99,MgO為0.07%含量極低,TiO2為0.08%含量極低,FeO*為0.84%含量低,Mg#為15,分異指數DI=95.85,固結指數SI=0.78,反映巖漿結晶分異程度極高,巖石為弱過鋁質鈣堿性系列(圖10)。

圖10 早白堊世花崗巖K2O-SiO2圖解Fig. 10 K2O-SiO2 diagrams of Early Cretaceous granite

5.2.2 稀土和微量元素

(1)中?;◢忛W長巖

稀土元素、微量元素含量及特征參數見表4,稀土元素總量ΣREE為120.15~144.62×10-6,稀土總量中等;LREE/HREE為8.13~9.97,(La/Yb)N為7.74~10.06,輕稀土與重稀土分餾較強;(La/Sm)N為3.19~4.14,輕稀土分餾中等,(Gd/Yb)N=1.53~1.56,重稀土弱分餾;δEu=0.72~0.80,具弱負銪異常,δCe為0.99~1.00無異常;稀土元素球粒隕石標準化配分曲線呈右傾,輕稀土富集,重稀土平坦,銪弱虧損(圖11),與I型花崗巖的稀土元素特征相似。

巖石微量元素原始地幔標準化圖(圖12)顯示大離子親石元素Rb、K富集,Sr、Ba相對虧損;高場強元素Th、U、La、Ce、Sm、Zr富集,Nb相對虧損,P、Ti弱虧損。Rb、Sr、Ba、U、Th含量高,高場強元素Nb、Ta含量低,地幔相容元素Sc含量中等。Rb/Sr為0.34~0.46,K/Rb為213.05~222.57,U/Th為0.13~0.18,與I型花崗巖的微量元素特征相似。

(2)細粒二長花崗巖

稀土元素、微量元素含量及特征參數分別見表4,稀土元素總量∑REE為105.67×10-6,稀土總量較低;LREE/HREE為4.73,(La/Yb)N為2.11,輕稀土與重稀土分餾微弱;(La/Sm)N為3.80,輕稀土分餾中等,(Gd/Yb)N=0.51,中稀土虧損,重稀土富集;δEu=0.36,具強負銪異常,δCe為2.21,具強正鈰異常;稀土元素球粒隕石標準化配分曲線呈向右緩傾,輕稀土微弱富集,重稀土向左傾斜,銪強虧損,具雁式分布特征(圖11)。

圖11 早白堊世花崗巖稀土元素球粒隕石標準化圖Fig. 11 The Early Cretaceous granite rare earth element chondrite standardized map

微量元素原始地幔標準化圖(圖12)顯示大離子親石元素Rb、K富集,Ba、Sr強虧損;高場強元素Th、Ce、Zr、Sm、Y和Yb富集,Nb、La相對虧損,P和Ti強烈虧損,具M型四分組特征。Rb、Th、U含量高,Sr、Ba含量低,P、Ti、地幔相容元素Sc含量低,Rb/Sr為6.22,K/Rb為153.71,Nb/U為7.66,U/Th為0.08,與A型花崗巖的微量元素特征相似。

圖12 早白堊世花崗巖微量元素原始地幔標準化圖Fig. 12 Standardized maps of the primary mantle of trace elements of the Early Cretaceous granite

(3)斑狀二長花崗巖

稀土元素、微量元素含量及特征參數分別見表4,稀土元素總量ΣREE為113.74×10-6,稀土總量較低;LREE/HREE為2.07,(La/Yb)N為0.62,輕稀土虧損,重稀土富集;(La/Sm)N為1.74,輕稀土弱分餾,(Gd/Yb)N=0.33,中稀土虧損,重稀土富集;δEu=0.12,具強負銪異常,δCe為2.64,具強正鈰異常;稀土元素球粒隕石標準化配分曲線呈近水平,重稀土富集,重稀土向左傾斜,銪強虧損,具雁式分布特征(圖11)。

微量元素原始地幔標準化圖(圖12)顯示大離子親石元素Rb、K富集,Ba、Sr強虧損;高場強元素Th、Ce、Zr、Sm、Y和Yb富集,Nb、La相對虧損,P和Ti強烈虧損,具M型四分組特征。Rb、Th、U含量高,Sr、Ba含量低,P、Ti幔相容元素Sc含量低,Rb/Sr為18.48,K/Rb為152.12,Nb/U為8.76,U/Th為0.08,與A型花崗巖的微量元素特征相似。

6 討論

6.1 地球化學意義

晚三疊世中粒二長花崗巖具有高硅、高鉀的特征,Al2O3的含量為13.29%~13.72%,K2O/Na2O為1.20~1.48,具有明顯高鉀的特征,A/CNK為1.04~1.13,貧CaO、貧MgO、低P2O5,低Al2O3,FeOT/MgO為3.61~4.89,低鐵鎂比,堿鋁指數AKI為0.81~0.85,小于A型花崗巖的平均值0.95[36],巖石中無角閃石、堇青石、原生白云母和堿性暗色礦物。Whalen等[36]將10 000 Ga/Al>2.6和Zr>250 ppm作為區分A型花崗巖與其他類型花崗巖的邊界。本次研究的晚三疊世侵入巖的10 000 Ga/Al為2.83~3.48,均大于2.6,但是Zr含量較低,為64.5~112.6 ppm,明顯低于250 ppm。在很多情況下,一些學者發現[37-38],高分異花崗巖也會產生較高的10 000Ga/Al值,A型花崗巖經歷強烈分離結晶作用后會使得10 000Ga/Al變小。因此,僅依靠10 000Ga/Al和Zr不能完全確定是否為A型花崗巖。通常A型花崗巖具有更高的Zr+Nb+Ce+Y值(一般大于350 ppm)[36],樣品中的Zr+Nb+Ce+Y為143.61~194.35 ppm,明顯小于Whalen等[36]劃分的邊界值。另外,A型花崗巖明顯的一個特征是高溫,這個是高分異花崗巖無法實現的。本次研究的晚三疊世侵入巖的鋯飽合溫度為721~761℃,一般認為A型花崗巖的形成溫度要大于800℃。而且,本次研究的晚三疊世侵入體SiO2為74.6%~76.05%,P2O5為0.043%~0.045%,均明顯低于0.1%,為I型花崗巖的特征。因此,認為此次研究的晚三疊世中粒二長花崗巖為高分異的I型花崗巖。巖體的Th/Ce為0.32~0.42,Th/La為0.61~0.88,接近地殼的平均值,明顯高于地幔平均值[39-40],微量元素Rb/Sr比值大,大于地殼平均值(0.44),為1.4~6.77。Nb、U含量高,Nb/U為5.59~20.87,平均為14.30,與上地殼平均值(4.3~8.0)接近,野外并未見明顯的暗色包體,無殼?;烊咎卣?。因此,認為該巖體為上地殼巖石部分熔融后經歷高分異演化的產物。

早白堊世侵入巖包括中?;◢忛W長巖、細粒二長花崗巖和斑狀二長花崗巖,SiO2為66.24%~77.45%,Al2O3的含量為11.97%~15.01%,K2O/Na2O為1.14~2.48,具有明顯高鉀的特征,A/CNK為0.96~1.08,FeOT/MgO為1.9~12.4,低鐵鎂比,堿鋁指數AKI為0.66~0.88,小于A型花崗巖的平均值0.95[36],巖石中未見角閃石、石榴石、堇青石、原生白云母和堿性暗色礦物。早白堊世侵入巖的10 000 Ga/Al為2.30~3.60,部分大于2.6,Zr含量為119 ~165.2 ppm,均小于250 ppm。本次研究的白堊紀侵入巖的Zr+Nb+Ce+Y為245.09~270.63 ppm,小于350 ppm。此外,通過計算巖石的鋯飽合溫度得到早白堊世侵入巖的鋯飽合溫度為765℃~784℃,一般A型花崗巖的形成溫度大于800℃。早白堊世侵入巖無富鋁礦物,A/CNK均為弱過鋁質,在SiO2大于75%的樣品中P2O5為0.027%和0.060%,均小于0.1%,符合I型花崗巖的特征,因此,研究認為早白堊世侵入巖應為高分異I型花崗巖。樣品的Th/Ce為0.31~0.43,Th/La為0.65~0.94,接近地殼的平均值,明顯高于地幔平均值[39-40],并且野外無明顯的暗色包體,說明源巖為殼源物質,較少或者沒有經歷幔源物質的混染。

6.2 構造意義

晚三疊世侵入體在Rb-Y+Nb圖解(圖13)中處于火山弧花崗巖和同碰撞花崗巖邊界。由于LILE一般易富集在造巖礦物中,而HFSE主要受幅礦物控制,因此這兩類元素的相對關系能夠靈敏的反映物化條件不同的構造環境。俯沖帶多發生富水條件的部分熔融,富水熔融會使得難熔(溶)的高場強元素殘留而更活潑的大離子親石元素進入熔體中,因此,俯沖帶具有明顯的HFSE相對LILE虧損的特征。本次研究的樣品均顯示Nb、Ta、Ti、P等高場強元素相對虧損,Rb、Th、U、REE等大離子親石元素相對富集,顯示了明顯的大陸邊緣巖漿巖的特征。孫德有等[41-42]在黑龍江的伊春—延壽構造巖漿巖帶確定了在234~202 Ma存在大量與碰撞有關的巖漿巖,其巖石特征與大興安嶺北段相似,側面說明大興安嶺北段該時期可能也處于碰撞環境。苗來成等[43]發現原來確定的新開嶺群的變質年齡為216±2 Ma,趙海賓等[44]則將該變質巖歸屬于變質核雜巖,在早中生代至晚中生代經歷了變質、韌性變形和隆升,在220 Ma左右經歷了強烈的區域變質作用。而該區域缺乏三疊紀沉積地層也說明該時期大興安嶺北段處于隆升階段。因此,我們認為本次研究的晚三疊世中粒二長花崗巖形成大陸邊緣,可能屬于俯沖晚期或者同碰撞階段。而此時影響額爾古納地塊北部的主要是蒙古—鄂霍茨克洋,因此,晚三疊世侵入巖與蒙古—鄂霍茨克大洋板塊的俯沖作用有關。

圖13 晚三疊世花崗巖Rb-Yb+Nb圖解(修改自文獻[48])Fig. 13 Rb-Yb+Nb diagrams of Late Triassic granites

早白堊世侵入巖具有鉀玄巖的特征,其Th/Ce、Th/La具有明顯的地殼特征,而其變質沉積巖的源巖也與此相吻合。大興安嶺北部在晚侏羅至早白堊形成了一系列斷陷盆地[45],發育大規模的火山活動,形成了一系列火山盆地,多為伸展斷陷的性質,早白堊世火成巖在東北地區廣泛分布,靠近陸緣一側的吉黑東部地區表現為中鉀—高鉀鈣堿性系列的火成巖[46-47],在陸內一側的松遼盆地和大興安嶺地區表現為雙峰式火山巖組合,均表現為拉伸的構造背景。研究區早白堊世侵入巖的組合特征說明了當時伸展的構造背景,此時蒙古—鄂霍茨克洋應該已經閉合,太平洋板塊俯沖于歐亞大陸下,并且,晚三疊世二長花崗巖與早白堊世的二長花崗巖在源區巖石、稀土元素和微量元素等上具有較明顯的不一致,說明二者的產生機制不一致,暗示此時的侵入巖可能主要受古太平洋俯沖的影響,為拉張作用的產物,而不受蒙古—鄂霍茨克洋俯沖的影響。

7 結論

(1)阿都塔地區晚三疊世與早白堊世侵入巖的U-Pb年齡分別為222.8±4.9 Ma和127 Ma。

(2)晚三疊世和早白堊世的侵入巖均屬于高分異I型花崗巖,前者為弱過鋁質—強過鋁質鉀玄巖系列,是俯沖晚期或者同碰撞階段的產物。后者為準鋁質至弱過鋁質鈣堿性系列,是拉張環境的產物。

(3)晚三疊世侵入巖與蒙古—鄂霍茨克大洋板塊俯沖所形成的伸展環境相一致。早白堊世侵入巖可能主要受古太平洋俯沖的影響,為拉張作用的產物。

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