大興安嶺敖包查干地區(qū)安山巖年代學(xué)、地球化學(xué)研究

程銀行，楊俊泉，劉永順，滕學(xué)建，李艷鋒，彭麗娜，李影，劉洋

（天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170）

大興安嶺敖包查干地區(qū)安山巖年代學(xué)、地球化學(xué)研究

程銀行，楊俊泉，劉永順，滕學(xué)建，李艷鋒，彭麗娜，李影，劉洋

（天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170）

在大興安嶺敖包查干地區(qū)首次識(shí)別出中三疊世安山質(zhì)巖石，主要巖性為玄武質(zhì)安山巖、粗面安山巖，應(yīng)用鋯石U-Pb LA-ICPM-AS法定年，結(jié)果表明安山巖形成于234.8±3.2Ma～231.4±1.2Ma，屬中三疊世。地球化學(xué)特征顯示，研究區(qū)安山巖具高SiO2（54.19%～62.30%）、Al2O3（15.78%～17.30%）、K2O（1.77%～3.92%）、Na2O（2.95%～5.66%）、Na2O﹢K2O（5.4～8.99）的特征和低MgO（1.23%～3.66%，Mg#=27.89～50.48）含量，并與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。巖石富Na2O（Na2O/K2O=1.01～2.86），鋁指數(shù)A/CNK=0.81～1.21，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石。富集大離子親石元素（LILE）K、Rb、Th和輕稀土元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、P、Ti，輕重稀土元素分餾明顯[(La/Yb)N＝3.31～10.33]，無(wú)Eu異常（δEu=0.80～1.03），顯示弧火山巖的特征，但所研究樣品的Zr、Hof呈弱正異常、Rb弱負(fù)異常卻不同于正常島弧安山巖，Zr/Y-Zr圖解以及高鉀特征顯示出板內(nèi)伸展構(gòu)造環(huán)境的特征。綜合研究表明敖包查干地區(qū)中三疊世鈣堿性安山巖可能為古亞洲洋殘余俯沖洋殼部分熔融的產(chǎn)物，與底侵作用有關(guān)，形成于大陸內(nèi)部伸展構(gòu)造環(huán)境。

中三疊世；安山巖；鋯石U-Pb年齡；敖包查干；大興安嶺

大興安嶺地區(qū)大面積發(fā)育的晚中生代巖漿巖，是我國(guó)東部巨型巖漿巖帶的重要組成部分[1-2]，尤其是以NE-NNE向展布的晚侏羅世－早白堊世巖漿活動(dòng)最為發(fā)育[3]，該巖漿巖帶疊加于EW-NE向晚古生代構(gòu)造巖漿巖帶之上，構(gòu)成復(fù)雜多樣的地質(zhì)構(gòu)造格局，引起眾多學(xué)者的關(guān)注[1-12]。然而，由于二者構(gòu)造轉(zhuǎn)換時(shí)期（三疊紀(jì)）火山活動(dòng)較弱，造成對(duì)該時(shí)期火山活動(dòng)的報(bào)導(dǎo)相對(duì)較少。近年來(lái)，一些學(xué)者[4-6]證明了在二連－賀根山構(gòu)造帶南側(cè)存在三疊紀(jì)火山活動(dòng)，而對(duì)其北側(cè)該時(shí)期火山巖少有報(bào)導(dǎo)，筆者在大興安嶺敖包查干地區(qū)（二連－賀根山構(gòu)造帶北側(cè)）首次識(shí)別出中三疊世安山巖，其所記載的這一時(shí)期構(gòu)造巖漿活動(dòng)的痕跡，為研究?jī)蓸?gòu)造漿巖帶轉(zhuǎn)換時(shí)限提供了巖石依據(jù)。此外，1/20萬(wàn)區(qū)調(diào)報(bào)告①內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局.1/20萬(wàn)額仁高比幅（L5017）、沙爾溝特幅（L5011）區(qū)調(diào)報(bào)告，1978；內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)局.1/20萬(wàn)賀斯格烏拉幅（L5018）區(qū)調(diào)報(bào)告，1979.認(rèn)為該套安山質(zhì)巖石為晚侏羅世－早白堊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，可能是由于這套巖石也為中性，加之研究區(qū)為森林植被區(qū)，上下接觸關(guān)系難于分辨，造成與瑪尼吐組中性火山巖相混淆的原因?？梢姡腥B世安山質(zhì)巖石不易識(shí)別，是造成對(duì)這套火山巖系年代學(xué)和地球化學(xué)研究偏少，致使構(gòu)造屬性不清的原因。鑒于此，本文試圖通過對(duì)敖包查干一帶出露的安山巖進(jìn)行鋯石U-Pb年代學(xué)及其主微量元素的研究，以揭示其形成時(shí)代，源區(qū)特征及其成因構(gòu)造環(huán)境，為晚古生代－晚中生代階段的構(gòu)造環(huán)境提供時(shí)間和地球化學(xué)約束，同時(shí)提醒對(duì)大興安嶺地區(qū)瑪尼吐期中性火山巖進(jìn)行研究時(shí)不要忽略中三疊世安山巖的存在。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及巖相學(xué)特征

研究區(qū)位于大興安嶺面型環(huán)狀構(gòu)造巖漿巖帶南段西坡[2-3，7-8]（圖1a）。該區(qū)晚古生代經(jīng)歷了古亞洲洋以及華北板塊與西伯利亞板塊的最終拼貼等過程[9-10]，三疊紀(jì)火山活動(dòng)較弱，測(cè)區(qū)內(nèi)僅發(fā)育有少量的安山巖，晚侏羅世－早白堊世該區(qū)表現(xiàn)為巖石圈的伸展作用，并伴隨有強(qiáng)烈的火山噴發(fā)及盆嶺構(gòu)造樣式組合[7，11-12]，形成了北東－北北東向大興安嶺中生代構(gòu)造巖漿巖帶。

區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較全（圖1b），前中生代地層主要為泥盆紀(jì)安格爾音烏拉組，巖性主要為變質(zhì)砂巖、板巖。中生代地層主要有本文所研究的三疊紀(jì)哈達(dá)陶勒蓋組安山巖，侏羅－白堊紀(jì)滿克頭鄂博組和白音高老組。滿克頭鄂博期火山巖以流紋質(zhì)火山碎屑巖為主夾薄層流紋巖，白音高老期巖性為陸相流紋質(zhì)火山碎屑巖、流紋巖，二者多互層產(chǎn)出，是區(qū)內(nèi)主要的火山巖地層。侵入巖主要是晚古生代和三疊紀(jì)花崗巖。哈達(dá)陶勒蓋組，主要的巖石類型為粗安巖和玄武安山巖，在研究區(qū)有兩處出露，面積約1 km2，與早期基底地層沒有直接接觸，被侏羅－白堊紀(jì)火山巖不整合覆蓋和三疊紀(jì)巖體侵入，巖相學(xué)特征如下：

粗安巖：綠黑色，塊狀構(gòu)造，主要礦物組成為斜長(zhǎng)石、角閃石及堿性長(zhǎng)石，含有少量綠泥石和磁鐵礦。巖石具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、角閃石和輝石構(gòu)成（含量約5%），雜亂或斑狀分布，粒度一般0.2～0.7mm；斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，具絹云母化、少簾石化，局部呈假象殘留；鉀長(zhǎng)石呈他形粒狀，具高嶺土化等；角閃石、輝石呈柱狀。基質(zhì)（含量約95%），主要由斜長(zhǎng)石構(gòu)成，粒度一般小于0.1mm，呈半自形板條狀、針狀，雜亂或半定向分布，基質(zhì)見粘土化、被少量硅質(zhì)不均勻交代。

玄武安山巖：灰黑色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石組成（含量15%），粒度一般0.2～1.8mm，斜長(zhǎng)石，半自形板狀，星散分布，略定向排列，具綠簾石化、綠泥石化；角閃石，自形－半自形柱狀，雜亂分布，常見暗化邊；輝石，半自形柱狀，零星分布；基質(zhì)（含量85%）由斜長(zhǎng)石及少量輝石組成，粒度小于0.2mm。斜長(zhǎng)石，微晶板條狀，平行或半平行排列構(gòu)成交織結(jié)構(gòu)；輝石，微粒狀，填隙狀分布斜長(zhǎng)石粒間。

圖1 大興安嶺敖包查干地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)1/5萬(wàn)敖包查干等5幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖改編）Fig.1 Geo logica lsketchm ap o of the Qagan Obo area,Da Hinggan Mountains (m odiofied a ofter 1/50 000 geo logica lmap o of the Qagan Obo)

2 樣品分析方法

本文研究樣品采自敖包查干一帶（圖1b），所有樣品均為火山熔巖，樣品新鮮，蝕變較弱。選擇2件樣品用于年代學(xué)測(cè)試，8件樣品用于主量、微量元素分析。

對(duì)2件樣品（編號(hào)P326-1、P85-1）做鋯石U-Pb同位素測(cè)定。鋯石分選工作由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成。樣品按照常規(guī)粉碎淘洗后，經(jīng)磁選和重液分離，然后在雙目鏡下人工挑選純度在99%以上的鋯石。鋯石的制靶和透射光、反射光、陰極發(fā)光照相在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。樣品測(cè)年工作在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成，采用LA-MC-ICP-MS進(jìn)行鋯石U-Pb同位素定年測(cè)試，ICP-MS為Agi lent 7500 a，分析中采用的激光束斑直徑為35μm，以氦氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣，分析流程見參考文獻(xiàn)[13]。測(cè)試數(shù)據(jù)的計(jì)算處理采用ISOPLOT3.0程序[14]。

對(duì)8件樣品進(jìn)行主微量元素分析。首先對(duì)新鮮樣品去除風(fēng)化殼，然后用破碎機(jī)粉碎，再用球磨儀研磨至粉末狀（＞200目），用于主量元素和微量元素分析。測(cè)試分析在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成，主量元素用X射線熒光光譜法（XRF）測(cè)試，分析精度2%，微量元素使用ICP-MS測(cè)試，分析精度優(yōu)于5%。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb同位素年代學(xué)

本文2件測(cè)年樣品中的鋯石多呈短柱狀，透明度好，表面光滑，顆粒大多在50～200μm，具有明顯巖漿成因的韻律環(huán)帶。前人研究表明，不同成因鋯石具有不同的Th、U含量與Th/U值[15]。一般情況下，巖漿鋯石的Th、U含量較高，Th/U值較大（一般大于0.4），而變質(zhì)鋯石的Th、U含量低，Th/U值小（通常小于0.07[16]）。本文2件樣品參與加權(quán)平均年齡計(jì)算鋯石的Th/U比值分別為0.50～1.59（24粒鋯石）和0.54～1.29（8粒鋯石），遠(yuǎn)大于0.4，具有巖漿鋯石Th/U比值特征，應(yīng)為巖漿鋯石。研究區(qū)安山巖的鋯石CL圖像和U-Pb諧和圖分別見圖2和圖3，U-Th-Pb數(shù)據(jù)見表1。

樣品P326-1（取樣點(diǎn)位置：46°37′00″，119° 10′26″）有27粒鋯石測(cè)點(diǎn)，其中3個(gè)測(cè)點(diǎn)值偏離了眾數(shù)年齡，在150～131Ma之間，可能與晚期酸性線狀細(xì)脈有關(guān)，其余24個(gè)測(cè)點(diǎn)均位于U-Pb諧和線上或其附近，206Pb/238U表面年齡介于238～223Ma之間，在置信度為95%時(shí)的加權(quán)平均年齡為231.4±1.2 Ma（MSDW=0.84），可代表樣品P326-1的成巖年齡。

圖2 敖包查干地區(qū)安山巖部分鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.2 CL im ages o of se lected zircons ofor andesites in Qagan Obo area

圖3 敖包查干地區(qū)安山巖鋯石U-Pb年齡諧和圖（細(xì)線未參與加權(quán)平均年齡計(jì)算）Fig.3 Zircon U-Pb concordia diagram s o of the andesites in Qagan Obo area

表1 敖包查干地區(qū)安山巖（P326-1；P85-1）鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb同位素分析結(jié)果Table 1 ZirconLA-MC-ICP-MS U-Pb dating resu lts o of the andesites in Qagan Obo area

樣品P85-1（取樣點(diǎn)位置：46°20′11″，119° 00′40″）的24粒鋯石從形態(tài)上可分為兩組，一組為短柱狀與P326-1樣品的鋯石形態(tài)一致，一組為板狀與閃長(zhǎng)巖鋯石（樣品8430-1內(nèi)部資料待發(fā)表）形態(tài)相似，因此短柱狀鋯石應(yīng)為安山巖鋯石。24粒鋯石測(cè)點(diǎn)均位于U-Pb諧和線上或其附近，其中9粒短柱狀鋯石的206Pb/238U表面年齡在238～216Ma之間，一粒鋯石偏離眾數(shù)年齡，其余8粒鋯石在置信度為95%時(shí)的加權(quán)平均年齡為234.8±3.2Ma（MSDW=2.5），12粒板狀鋯石的206Pb/238U表面年齡在340～331Ma之間，在置信度為95%時(shí)的加權(quán)平均年齡為336.1±1.9Ma（MSDW=1.14），與被安山巖不整合覆蓋并直接接觸的細(xì)粒閃長(zhǎng)巖的年齡337.1±1.9 Ma（樣品編號(hào)8430-1，劉永順未發(fā)表數(shù)據(jù)）相一致，這12粒鋯石可能為該時(shí)期的捕擄鋯石。其余3粒鋯石的206Pb/238U表面年齡分別為939±9Ma、749±7Ma、441±4Ma，前兩者可能代表新元古代基底的存在，后者可能為捕獲泥盆紀(jì)地層中的碎屑鋯石。據(jù)以上信息判斷，234.8±3.2Ma能夠代表該巖石的成巖年齡。

綜上分析，234.8±3.2～231.4±1.2Ma顯示大興安嶺敖包查干地區(qū)存在火山噴發(fā)活動(dòng)。

3.2 巖石地球化學(xué)特征

敖包查干地區(qū)所研究樣品的主量、微量元素?cái)?shù)據(jù)及主要巖石化學(xué)參數(shù)列于表2。

由表2可知，敖包查干地區(qū)安山巖SiO2含量介于54.19%～62.30%之間，Al2O3含量為15.78%～17.30%；MgO含量為1.23%～3.66%，Mg#變化在27.89～50.48之間，與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)；TiO2含量為0.56%～1.28%。巖石Na2O和K2O含量分別為2.95%～5.66%和1.77%～3.92%，ω(Na2O)/ω(K2O)=1.01～2.86，鋁指數(shù)A/CNK=0.81～1.21，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)巖石。在火山巖TAS分類命名圖解（圖4）中，樣品均屬于亞堿性巖石系列，巖石類型為玄武質(zhì)安山巖、玄武質(zhì)粗面安山巖、粗面安山巖，利用FAM圖解（圖5）進(jìn)一步劃分表明大多數(shù)樣品屬于鈣堿性系列。

微量元素分析數(shù)據(jù)（表2）顯示：∑REE介于131.75×10-6～255.22×10-6，平均為191.59×10-6，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分曲線（圖6）上，所有樣品表現(xiàn)出右傾配分曲線模式，輕稀土元素（LREE）富集、輕重稀土元素分餾較明顯[(La/Yb)N= 3.31～10.33]，重稀土元素分餾較差[(Gd/Yb)N= 1.00～1.96]，負(fù)銪異常不明顯（δEu=0.80～1.03）。

微量元素具高Sr（多＞499）和低Yb（多＜3.6× 10-6）、Y（多＜29.9×10-6），高Sr/Y和低Rb/Sr比值。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖7）顯示，所研究樣品富集大離子親石元素（LILE）Rb，Ba，Th，K和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb，Ta，P，Ti，顯示島弧火山巖的特征或由大陸地殼物質(zhì)的參與造成。

4 討論

4.1 敖包查干地區(qū)存在中三疊世火山噴發(fā)活動(dòng)

一直以來(lái)，大興安嶺中生代火山巖的年代學(xué)研究是眾多地質(zhì)學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著鋯石U-Pb定年方法的應(yīng)用，一些學(xué)者對(duì)大興安嶺晚侏羅世－早白堊世不同地區(qū)的火山巖進(jìn)行了同位素年代學(xué)研究[17-25]，而對(duì)于三疊紀(jì)的火山巖的研究相對(duì)較少，1/20萬(wàn)區(qū)調(diào)報(bào)告②吉林省區(qū)調(diào)隊(duì).1/20萬(wàn)索倫幅（L5114）區(qū)調(diào)報(bào)告，1980；內(nèi)蒙古區(qū)調(diào)二隊(duì).1/20萬(wàn)索倫軍馬場(chǎng)幅（L5108）、一二五公里幅（L5102）區(qū)調(diào)報(bào)告，1989.對(duì)三疊紀(jì)中性火山巖（哈達(dá)陶勒蓋組）進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，時(shí)代定為早三疊世。近年來(lái)，前人識(shí)別出的三疊紀(jì)構(gòu)造巖漿活動(dòng)主要集中在二連－賀根山構(gòu)造結(jié)合帶以南地區(qū)：薛剛等[5]報(bào)導(dǎo)在大興安嶺中南段有晚三疊世中基性火山噴發(fā)活動(dòng)；張曉輝等[4]最早發(fā)現(xiàn)了錫林浩特－西烏旗早三疊世（K-Ar：245 Ma）英安巖－流紋巖；張連昌等[6]在大興安嶺南段林東一帶發(fā)現(xiàn)三疊紀(jì)（250～214Ma）基性火山巖；王冬兵[26]對(duì)林西高鎂安山巖進(jìn)行鋯石U-Pb LA-MCICP-MS定年，獲得年齡為244±2Ma，而且在同一構(gòu)造帶上發(fā)育且時(shí)代稍晚的侵入巖[6，27-29]。筆者本次在二連－賀根山構(gòu)造結(jié)合帶北側(cè)首次識(shí)別出三疊紀(jì)安山巖，應(yīng)用鋯石U-Pb LA-MC-ICP-MS方法定年，獲得更為精確的兩組年齡數(shù)據(jù)：234.8±3.2 Ma和231.4±1.2Ma，表明在大興安嶺敖包查干一帶存在中三疊世中性巖漿火山噴發(fā)活動(dòng)，其產(chǎn)物記載了這一時(shí)期構(gòu)造痕跡，為研究EW-NE向晚古生代構(gòu)造巖漿巖帶與NE-NNE晚中生代構(gòu)造巖漿巖帶轉(zhuǎn)換階段構(gòu)造環(huán)境提供了巖石記錄。

4.2 巖漿源區(qū)及巖石成因

Ather ton和Pet oford[30]提出下地殼鐵鎂質(zhì)巖石直接部分熔巖形成的巖漿，由于未與地幔相互作用，Mg#值小于45；Rapp[31]認(rèn)為單純的基性巖石部分熔巖Mg#值也不會(huì)超過45；Kelemen[32]則提出Mg#＞60和Ni＞100×10-6的高鎂安山質(zhì)巖漿很可能與地幔橄欖石是平衡的，代表了地幔熔體。本文所研究樣品的Mg#值在27.89～50.48之間，多小于45（兩件樣品大于45，小于60），Ni介于1.4×10-6～31.8×10-6之間，遠(yuǎn)小于100×10-6，結(jié)合安山巖的Pb/Ce-Pb圖解（圖8）判斷樣品的物質(zhì)源區(qū)主要為大洋玄武巖，表明敖包查干中三疊世安山巖源區(qū)可能為大洋板片巖石，而未與地幔相互作用。微量元素顯示大離子親石元素（LILE）K、Rb、U、Th等相對(duì)富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、Ti相對(duì)虧損，在Sr/Y-Y圖解（圖9）中所有樣品落入正常島弧安山巖－英安巖－流紋巖區(qū)域，均顯示島弧火山巖的特征，也說(shuō)明火山巖的源區(qū)可能與洋殼俯沖板片有關(guān)，中生代時(shí)期古亞洲洋殘余洋殼的存在[26]證明了這一源區(qū)的可能性。巖石的稀土元素含量差別不大（表2），在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖（圖6）上表現(xiàn)為輕稀土富集型，輕稀土元素強(qiáng)烈富集，重稀土元素虧損，基本無(wú)Eu異常，表明其具有相同源區(qū)，源區(qū)殘留物中可能含有石榴石，造成重稀

土元素虧損；樣品3360-1的Y含量偏高，可能是源區(qū)殘留物中石榴石含量較少；Eu出現(xiàn)弱負(fù)異?；蛘惓１砻髟磪^(qū)殘留相中有少量的斜長(zhǎng)石。安山巖的La/Sm-La圖解（圖10）基本上呈斜線分布，也表明它們可能是源巖部分熔融的原始巖漿。

表2 敖包查干地區(qū)安山巖主量元素、微量元素分析結(jié)果Table 2 Major(w t%)elements and trace(×10-6) elements com positions oofandesites in Qagan Obo area

圖4 敖包查干地區(qū)安山巖樣品TAS分類圖（巖石分類據(jù)Midd lemost,1994；Ir系列界線據(jù)Irvne and Baragar,1971）Fig.4 TAS diagram o of andesites ofrom the Manduhu area

圖5 敖包查干地區(qū)安山巖FAM圖解Fig.5 FAM diagram ofor andesites ofrom the Qagan Obo area

圖6 敖包查干地區(qū)流紋巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自Sun＆McDonough，1989）Fig.6 Chond rite-norm a lized REE distribution patterns ofor the andesites in the Qagan Obo area

圖7 敖包查干地區(qū)流紋巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖例同圖6；標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自McDonough＆Sun，1995）Fig.7 Prim itive m antle-norm a lized patterns o of Trace e lem ents ofor the andesites in the Qagan Obo area

圖8 敖包查干地區(qū)安山巖Pb/Ce-Pb圖解Fig.8 Pb vs Pb/Ce diagram o of basa ltic rocks in the Qagan Obo area

圖9 敖包查干地區(qū)安山巖Sr/Y-Y圖解（底圖據(jù)文獻(xiàn)[33]）Fig.9 Y vs Sr/Y diagram o of basa ltic rocks in the Qagan Obo area

綜合分析認(rèn)為，安山質(zhì)巖漿可能來(lái)源于古亞洲洋殘余俯沖洋殼的部分熔融，未與地幔物質(zhì)相互作用，源區(qū)殘留相以石榴石為主，并有少量的斜長(zhǎng)石。

4.3 中三疊世構(gòu)造環(huán)境

一般認(rèn)為，鈣堿性巖漿起源于板塊俯沖過程，堿性雙峰式火山巖套與巖石圈的伸展作用有關(guān)，也有一些研究認(rèn)為與板塊俯沖沒有直接聯(lián)系，在伸展環(huán)境下也能夠形成[34]。

近年來(lái)，有人認(rèn)為大興安嶺三疊紀(jì)火山巖多形成于造山后伸展環(huán)境：張曉輝等[4]對(duì)錫林浩特－西烏旗早三疊世（K-Ar：245Ma）英安巖-流紋巖進(jìn)行研究，認(rèn)為其形成于造山后的拉張環(huán)境，相當(dāng)于A型花崗巖，為中下地殼部分熔融作用的產(chǎn)物；張連昌等[6]報(bào)導(dǎo)大興安嶺南段三疊紀(jì)基性火山巖時(shí)代為250～214 Ma，主要為中亞造山帶造山后伸展環(huán)境下基巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物；王冬兵[26]對(duì)林西高鎂安山巖進(jìn)行研究，認(rèn)為其形成于非俯沖構(gòu)造環(huán)境，由殘余洋殼部分熔融產(chǎn)生，以及與該時(shí)期火山巖處于同一構(gòu)造帶上且時(shí)代稍晚的A型花崗巖的發(fā)育[28]也表明三疊紀(jì)可能處于造山后伸展環(huán)境。

圖10 敖包查干地區(qū)安山巖La-La/Sm圖解Fig.10 La vs La/Sm diagram o of basa ltic rocks in the Qagan Obo area

Liegeois et al.[35]指出高鉀鈣堿性巖漿的出現(xiàn)，并向安粗質(zhì)巖漿過渡是造山過程演化到最后階段的標(biāo)志，本文在TAS圖解中樣品落入玄武質(zhì)安山巖、玄武質(zhì)粗面安山巖、粗面安山巖區(qū)，且鉀含量高（K2O=1.77%～3.92%），表明其可能是造山后伸展環(huán)境的產(chǎn)物。Zr、Hof呈弱正異常、Rb弱負(fù)異常也不同于正常島弧安山巖，島弧安山巖一般具有Rb正異常和明顯的Zr、Hof負(fù)異常[36]，也表明本文安山巖非俯沖島弧環(huán)境。從研究區(qū)安山巖Zr/Y-Zr圖解（圖11）可以看出，樣品多位于板內(nèi)玄武巖區(qū)域，顯示所研究安山巖可能為板內(nèi)伸展環(huán)境下的產(chǎn)物。另外，侵位于安山巖中的220.4±2.5 Ma堿性花崗巖（內(nèi)部資料待發(fā)表，樣品編號(hào)3634-1）的發(fā)育亦即表明該時(shí)期處于板內(nèi)造山階段的伸展環(huán)境。這一伸展構(gòu)造環(huán)境似乎與部分微量元素特征相矛盾，樣品的稀土元素表現(xiàn)為右傾配分曲線，虧損重稀土、無(wú)Eu異常等，微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上（圖7）顯示大離子親石元素（LILE）K、Rb、U、Th等相對(duì)富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、Ti相對(duì)虧損以及Sr/Y-Y圖解（圖9）均顯示出俯沖洋殼熔體重要微量元素特征。然而，中三疊世研究區(qū)內(nèi)古亞洲洋以已經(jīng)閉合，不具備大洋俯沖構(gòu)造環(huán)境[38-40]，盡管三疊紀(jì)西伯利亞板塊東南邊緣為科迪勒拉型活動(dòng)大陸邊緣，從晚侏羅世開始西伯利亞板塊和布列亞-佳木斯地塊發(fā)生碰撞形成“蒙－鄂帶”[41]，但據(jù)邵濟(jì)安[42]研究認(rèn)為與俯沖有關(guān)的弧火山巖-深成巖不可能超過1 000 km，因此也難以解釋發(fā)生在這里的洋殼俯沖作用。西太平洋板塊的俯沖作用大約是在早白堊世末期[42]更無(wú)法解釋該時(shí)期俯沖事件。

圖11 敖包查干地區(qū)安山巖構(gòu)造判別圖解（底圖據(jù)文獻(xiàn)[37]）Fig.11 Tectonic setting diagram s ofor the andesitesin the Qagan Obo area

綜上可知，結(jié)合安山巖源區(qū)特征及巖石成因，認(rèn)為火山巖源區(qū)與古亞洲洋殘余俯沖板片有關(guān)，但誘發(fā)熔巖巖漿的作用并未在俯沖作用時(shí)發(fā)生，而是中三疊世（234.8±3.2～231.4±1.2 Ma）大陸內(nèi)部伸展背景下底侵作用[43]的結(jié)果，與李伍平[34]提出的滯后型鈣堿性火山巖相似。

5 結(jié)論

綜上年代學(xué)、巖石學(xué)和地球化學(xué)研究結(jié)果，得出如下結(jié)論：

大興安嶺敖包查干地區(qū)首次識(shí)別出三疊世火山噴發(fā)活動(dòng)，主要巖性為玄武質(zhì)安山巖、粗面安山巖，鋯石LA-MC-ICP-MS定年結(jié)果為234.8±3.2 Ma～231.4±1.2Ma，屬中三疊世。地球化學(xué)表明該套火山巖系具高鉀、富鈉、低鎂特征，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)，鈣堿性系列巖石，輕重稀土元素分餾明顯，無(wú)負(fù)銪異常，富集大離子親石元素（LILE），虧損Nb、Ta、P、Ti等元素，Zr、Hof呈弱正異常、Rb弱負(fù)異常也不同于正常島弧安山巖，Zr/Y-Zr顯示板內(nèi)玄武巖特征，可能為古亞洲洋殘余俯沖洋殼部分熔融的產(chǎn)物，與底侵作用有關(guān)，形成于大陸內(nèi)部伸展構(gòu)造環(huán)境。

致謝：1/5萬(wàn)敖包查干項(xiàng)目組提供了研究資料；趙鳳清研究員、辛后田副研究員對(duì)本文提出許多寶貴修改意見，使本文得以完善；在成文過程中孫立新研究員、任邦方、耿建珍同志給予很大的幫助，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。

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Abstract:M iddle Triassic andesite rocks,which composed oof basaltic andesite and trachyandesite,are ofristly identiofied in Qagan Obo,Da Hinggan Mountains.The LA-MC-ICP-MSzircon U-Pb dating show that the crystallization ages oof the andesites between 234.8±3.2Ma and 231.4±1.2Ma,which belong to M iddle Triassic.Geochem ical researches indicate that the andesites is high in silica(SiO2＝54.19%～62.3%),A l2O3(15.78%～17.30%), K2O(1.77%～3.92%),alkali(K2O＋Na2O＝9.59%～9.90%)and low in MgO(1.23%～3.66%,Mg#=27.89～50.48). Andesites is rich in Na2O(Na2O/K2O=1.01～2.86),which is a typicalhigh-K calc-alkaline seriesw ith the character oof metalum inous(A/CNK＝0.81～1.21).The rocks have low contents oof rare earth elements w ith∑REE＝131.75×10-6～255.22×10-6,enriched in LREE((La/Yb)N＝3.31～10.33),LILEs(Rb,Th,K),and depleted in HFSE,especially Nb,Ta,Sr,P and Ti.Sim ilar REE distribution pattern indicate that the Qagan Obo andesites have the samemagma source.TheδEu values vary ofrom 0.80 to 1.03.The abovem icorelements indicates that the rocksare similaras island-arc volcanic rocks.Butw ith the characteristicsoof Zr,Hof positive anomaly and Rb negative anomaly,are diofoferent ofrom island-arc andesites.The Zr/Y-Zr tectonic setting diagram also shows intraplate tectonics.In a word,these characteristics suggest that these high-K calc-alkaline andesites,which related to the underplating oof basic magma,weremost probably derived ofrom partialmelting oof the remnant oof Paleo-Asian oceanic crustand oformed in intraplate tectonics.

Keywords:M iddle Triassic;andesites;U-Pb dating;Qagan Obo;Da Hinggan Mountains

Ageand Geochem istry oof Andesites in theQagan Obo Area, Da Hinggan M ountains

CHENGYin-hang,YANG Jun-quan,LIUYong-shun,TENGXue-jian, LIYan-ofeng,PENG Li-na,LIYing,LIUYang
（Tianjin Institute oof Geology and M ineralResources,Tianjin,300170，China)

P588.141；P597.3

A

1672－4135（2012）02－0118-10

2012-04-17

國(guó)家地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目：1/5萬(wàn)敖包查干等五幅區(qū)調(diào)（1212010881218）

程銀行，(1982-)，男，助理研究員，地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查與研究工作，Email:weicheng1858@163.com。