孫吳-嘉蔭地區(qū)早中生代花崗巖的年代學(xué)、地球化學(xué)與成因

茍 軍，孫德有，李 蓉，魏紅艷，王天豪，柳小明，胡兆初

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061

2.中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083

3.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710069

4.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074

0 引言

小興安嶺位于華北板塊和西伯利亞板塊之間的興蒙造山帶東段，大地構(gòu)造位置上處于古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的交匯部位，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化過程。該區(qū)大面積分布的顯生宙花崗巖較為完整地記錄了由古亞洲構(gòu)造域向?yàn)I太平洋構(gòu)造域演化的動(dòng)力學(xué)過程。對(duì)這些花崗巖進(jìn)行深入細(xì)致的研究，不僅對(duì)進(jìn)一步揭示古亞洲洋構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的時(shí)間轉(zhuǎn)換及地球動(dòng)力學(xué)過程具有十分重要的意義，而且能在一定程度上充實(shí)和完善東北地區(qū)顯生宙花崗巖的成因研究。近年來，不少學(xué)者對(duì)小興安嶺東南伊春地區(qū)和西部新開嶺等地出露的花崗巖開展了詳細(xì)的巖石學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)研究，積累了許多高精度同位素年齡和地球化學(xué)資料［1－8］。相對(duì)而言，小興安嶺北部花崗巖的研究資料較少，這在一定程度上制約了該區(qū)花崗巖成因的深入認(rèn)識(shí)和小興安嶺乃至東北地區(qū)花崗巖年代學(xué)格架與巖漿序列的建立。因此，筆者對(duì)孫吳-嘉蔭地區(qū)早中生代花崗巖進(jìn)行了詳細(xì)的鋯石U－Pb年代學(xué)及地球化學(xué)研究，進(jìn)而探討其成因及形成的構(gòu)造背景，以求進(jìn)一步加強(qiáng)和完善小興安嶺花崗巖的系統(tǒng)研究，同時(shí)為吉黑東部巖漿作用序列的建立及后續(xù)的地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)勘查工作提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

1 地質(zhì)背景及巖石學(xué)特征

研究區(qū)西鄰嫩江縣，南至龍鎮(zhèn)-烏伊嶺一線，北隔黑龍江與俄羅斯相望，大地構(gòu)造上位于松嫩地塊之上（圖1）［9－11］。近年來，隨著小興安嶺地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究的不斷深入，初步查明了該區(qū)花崗巖的時(shí)空分布特征：1）早古生代花崗巖分布在東部，早期片麻狀S型花崗巖（（508±15）Ma）、中期碰撞后I型高鉀鈣堿性塊狀花崗巖（（499±1）Ma）和晚期A2型堿長(zhǎng)－堿性花崗巖（（471±3）Ma）很好地演繹了松嫩地塊和佳木斯地塊碰撞造山－造山后伸展的地質(zhì)演化過程［2］。2）晚古生代花崗巖分布在西北部，晚石炭世高鉀鈣堿性I型花崗巖（320～315Ma）［3］和早-中二疊世 A2型花崗巖（292～260Ma）［4－5］完整地記錄了興安地塊與松嫩地塊俯沖碰撞－碰撞后伸展的地質(zhì)作用過程。3）晚三疊世A型花崗巖和早侏羅世花崗巖分布在伊春東南，形成時(shí)代分別為（222±5）Ma［6］和195～175Ma［7］，西北新開嶺一帶有晚侏羅世花崗巖（167～164Ma）出露［8］。小興安嶺北部孫吳-嘉蔭地區(qū)出露的花崗巖原定為晚海西期，尚無(wú)確切的同位素年齡報(bào)道，本文定年結(jié)果表明它們實(shí)際上形成于晚三疊世和早侏羅世，詳見下文。

晚三疊世花崗巖分布在嘉蔭縣烏云鎮(zhèn)東南，巖性為堿長(zhǎng)花崗巖，侵位到上二疊統(tǒng)五道嶺組中，被上侏羅統(tǒng)美豐組、下白堊統(tǒng)福民河組火山巖地層不整合覆蓋。巖石呈灰紅色，塊狀構(gòu)造，中粗粒半自形結(jié)構(gòu)，主要由鉀長(zhǎng)石（55%～60%）、石英（25%～30%）、斜長(zhǎng)石（5%～10%）和黑云母（1%～3%）組成。鉀長(zhǎng)石主要是條紋長(zhǎng)石，少數(shù)為微斜長(zhǎng)石，半自形板狀，2～6mm為主，多高嶺土化；斜長(zhǎng)石半自形板狀，0.5～1.5mm，發(fā)育聚片雙晶，絹云母化、高嶺土化；石英呈半自形－他形粒狀，一般1～5mm，包裹有條紋長(zhǎng)石；黑云母淡黃褐色片狀，0.3～0.5mm不等。

圖1 孫吳-嘉蔭地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Sketch geological map of Sunwu－Jiayin area

早侏羅世花崗巖主要分布在黑河市西南和孫吳縣辰清鎮(zhèn)東南地區(qū)。黑河市西南地區(qū)主要巖性有英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖，侵位到晚石炭世核桃山組和上二疊統(tǒng)五道嶺組中，被上侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組、上庫(kù)力組火山巖不整合覆蓋。英云閃長(zhǎng)巖呈灰白色，塊狀構(gòu)造－片麻狀構(gòu)造，細(xì)粒半自形結(jié)構(gòu)，主要由斜長(zhǎng)石（45%～60%）、石英（15%～30%）、鉀長(zhǎng)石（5%～10%）和黑云母（10%～30%）組成。斜長(zhǎng)石多為半自形板狀，0.5～2mm，聚片雙晶和環(huán)帶較發(fā)育；鉀長(zhǎng)石他形或不規(guī)則狀，0.5～1mm；石英為0.5～2mm；黑云母片狀，深褐色-淡黃色，0.5～1.5 mm，略定向排列?；◢忛W長(zhǎng)巖呈灰白色，塊狀構(gòu)造，中細(xì)粒半自形結(jié)構(gòu)。主要礦物為石英（25%～30%）、斜長(zhǎng)石（40%～45%）、鉀長(zhǎng)石（20%～25%）、黑云母（5%～8%）和角閃石（3%～5%）。斜長(zhǎng)石多為半自形板狀，1～5mm，聚片雙晶和環(huán)帶較發(fā)育；鉀長(zhǎng)石多為不規(guī)則粒狀，部分呈半自形板狀，0.8～4 mm；石英為0.5～3mm；黑云母片狀，黃褐色-淺黃色，1～2mm；角閃石柱狀，藍(lán)綠色-淡黃色，0.5～1mm。孫吳縣辰清鎮(zhèn)東南地區(qū)巖性為二長(zhǎng)花崗巖和少量正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖，侵位到上二疊統(tǒng)五道嶺組中，被上侏羅統(tǒng)龍江組火山巖不整合覆蓋。二長(zhǎng)花崗巖呈淡紅色，略具片麻狀構(gòu)造，中細(xì)粒半自形結(jié)構(gòu)。主要礦物為石英（25%）、鉀長(zhǎng)石（40%）、斜長(zhǎng)石（25%）和黑云母（10%）。斜長(zhǎng)石半自形板狀，1～4mm，聚片雙晶發(fā)育，見卡納聯(lián)合雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)；鉀長(zhǎng)石多為不規(guī)則粒狀，部分呈半自形板狀，主要為條紋長(zhǎng)石，1.5～5mm；石英為1～3 mm；黑云母片狀，褐色-淺黃色，0.5～2mm，略定向排列。正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖呈灰紅色，塊狀構(gòu)造，中細(xì)粒半自形結(jié)構(gòu)，主要由鉀長(zhǎng)石（45%～50%）、石英（30%～35%）、斜長(zhǎng)石（5%～15%）、黑云母（1%～3%）組成。鉀長(zhǎng)石主要為微斜長(zhǎng)石和條紋長(zhǎng)石，少數(shù)為微斜條紋長(zhǎng)石，1～5mm；石英呈半自形－他形粒狀，1～4.5mm；斜長(zhǎng)石半自形板狀，0.5～2.5mm，聚片雙晶發(fā)育；黑云母黃褐色，0.2～1mm。

2 鋯石U－Pb年代學(xué)

本文鋯石U－Pb同位素定年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，Lu－Hf同位素測(cè)定在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。對(duì)小興安嶺孫吳-嘉蔭地區(qū)4件花崗巖樣品進(jìn)行了LA－ICP－MS鋯石U－Pb同位素分析，分析結(jié)果如表1和圖2所示。所測(cè)花崗巖樣品（1045－3、1055－1、1076－1和1078－1）的鋯石晶形較好，呈長(zhǎng)柱狀或短柱狀，發(fā)育明顯巖漿成因的振蕩生長(zhǎng)環(huán)帶結(jié)構(gòu)。鋯石的Th／U值均大于0.1，分別為0.22～0.76、0.48～1.18、0.59～1.35和0.44～1.46，為典型巖漿成因的鋯石［12］。

表1 孫吳-嘉蔭地區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖鋯石U－Pb同位素分析結(jié)果Table1 Zircon U－Pb dating results for the Late Triassic－Early Jurassic granites in Sunwu－Jiayin area

表1 （續(xù)）

表1 （續(xù)）

1045－3樣品：采自嘉蔭縣烏云鎮(zhèn)東南，采樣位置49°04′9.78″N，129°51′18.78″E，巖性為堿長(zhǎng)花崗巖。全部25粒分析中10、12和13號(hào)鋯石測(cè)點(diǎn)因偏離諧和線較遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)信號(hào)差而不予采用，其余22個(gè)分析點(diǎn)均位于U－Pb諧和線上或其附近，206Pb／238U表面年齡為204～216Ma，加權(quán)平均年齡為（210±2）Ma，MSWD＝1.4。

1055－1樣品：采自黑河市以西，采樣位置50°11′01.2″N，127°08′31.86″E，巖性為英云閃長(zhǎng)巖。鋯石21個(gè)測(cè)點(diǎn)均位于U－Pb諧和線上或其附近，206Pb／238U表面年齡為175～189Ma，加權(quán)平均年齡為（181±2）Ma，MSWD＝3.2。

1076－1樣品：采自孫吳縣辰清鎮(zhèn)以南沾河林業(yè)局天龍山經(jīng)營(yíng)所--幸福林場(chǎng)公路邊，采樣位置48°44′03.12″N，127°13′54.6″E，巖性為二長(zhǎng)花崗巖。鋯石20個(gè)測(cè)點(diǎn)均位于U－Pb諧和線上，206Pb／238U表面年齡為182～194Ma，加權(quán)平均年齡為（187±2）Ma，MSWD＝2.2。

1078－1樣品：采自孫吳縣辰清鎮(zhèn)以南沾河林業(yè)局天龍山經(jīng)營(yíng)所--幸福林場(chǎng)公路邊，采樣位置48°43′06.96″N，127°17′44.58″E，巖性為堿長(zhǎng)花崗巖。鋯石19個(gè)測(cè)點(diǎn)分析中9號(hào)為捕獲鋯石，14號(hào)偏離諧和線較遠(yuǎn)，給出的信號(hào)較窄，未參與諧和圖繪制，其余17個(gè)鋯石數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于U－Pb諧和線上，206Pb／238U表面年齡為178～188Ma，加權(quán)平均年齡為（184±2）Ma，MSWD＝1.2。

3 地球化學(xué)特征

筆者對(duì)小興安嶺北部孫吳-嘉蔭地區(qū)晚三疊世-早侏羅世10件花崗巖樣品進(jìn)行了主量元素和微量元素分析（表2），由西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

圖2 孫吳-嘉蔭地區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖鋯石U－Pb年齡諧和圖Fig.2 Zircon U－Pb concordian diagrams for the Late Triassic－Early Jurassic granites in Sunwu－Jiayin area

晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖具高硅富堿［w（SiO2）＝75.18%和76.16%，w（Na2O）＋w（K2O）＝8.56%和9.00%］、貧鋁鎂鈣 ［w（Al2O3）＝12.70% 和12.85%，w（MgO）＝0.08%和0.11%，w（CaO）＝0.32%和0.60%］的特征。巖石的 A／CNK 為1.00和1.01，屬弱過鋁質(zhì)花崗巖，NK／A、TFeO／MgO和Rb／Sr值較高，分別為0.90、0.96、12.03和18.69、7.64、8.86。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線呈現(xiàn)出略右傾的海鷗型（圖3a）［13］，輕稀土元素的分餾系數(shù)（La／Sm）N為3.07和3.10，重稀土元素的分餾系數(shù)（Gd／Yb）N為1.05和1.09，具有顯著的銪負(fù)異常（δEu＝0.08）。微量元素組成上，大離子親石元素（LILE）K、Rb和LREE相對(duì)富集，Ba、Sr出現(xiàn)強(qiáng)烈的負(fù)異常，高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、P、Ti強(qiáng)烈虧損（圖3b）［14］。上述特征與高分異的I型花崗巖和A型花崗巖類似，需要對(duì)其特征進(jìn)行進(jìn)一步對(duì)比分析，否則很難判斷屬于哪一種成因類型。研究表明，本文晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖具有一系列不同于高分異I型花崗巖的特征：1）堿長(zhǎng)花崗巖相對(duì)高全鐵和稀土元素含量［w（TFe2O3）＝1.47%和1.66%，w（∑REE）＝（233.24和237.23）×10－6］、低Rb含量［w（Rb）＝（217和240）×10－6］而與高分異I型花崗巖相區(qū)別，后者具有較低的全鐵含量［w（TFe2O3）＜1%］和稀土總量［w（∑REE）＜150×10－6］，較高的 Rb含量［w（Rb）＞270×10－6］［15］；2）高分異I型花崗巖通常具有較低的Nb／Ta值［16］，一般小于10，甚至小于1，本文堿長(zhǎng)花崗巖的Nb／Ta值相對(duì)更高，為10和12；3）大多數(shù)高分異I型花崗巖具有較高的10 000Ga／Al值，容易被認(rèn)為是A型花崗巖，但高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr、Nb、Ce、Y含量均不高，w（Zr＋Nb＋Ce＋Y）明顯低于A型花崗巖的下限值（350×10－6）［17－21］。本文堿長(zhǎng)花崗巖的高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr、Nb、Ce、Y含量均較高，w（Zr＋Nb＋Ce＋Y）平均值為406×10－6，在w（Zr＋Nb＋Ce＋Y）－（Na2O＋K2O）／CaO和w（Zr＋Nb＋Ce＋Y）－10 000Ga／Al巖石類型判別圖解上［22－23］，位于A型花崗巖區(qū)及其附近，與高分異的I型花崗巖明顯不同（圖4）；4）晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖的鋯石飽和溫度平均為810℃，明顯高于高分異I型花崗巖的平均值（764℃）［24］，而與A型花崗巖（通常大于800℃）一致［25］。

圖3 孫吳-嘉蔭地區(qū)花崗巖稀土元素配分模式圖（a）和微量元素蛛網(wǎng)圖（b）Fig.3 Chondrite－normalized REE distribution pattern（a）and primitive mantle－normalized spidergram （b）for granites in Sunwu－Jiayin area

圖4 孫吳-嘉蔭地區(qū)晚三疊世花崗巖巖石類型判別圖（底圖據(jù)文獻(xiàn)［22－23］）Fig.4 Discrimination diagrams for rock types of the granites in Sunwu－Jiayin area（after references［22－23］）

早侏羅世英云閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖的w（SiO2）＝59.23%～71.89%，w（Al2O3）＝14.76%～19.05%，w（MgO）＝0.53%～2.12%，與埃達(dá)克巖［w（SiO2）≥56%，w（Al2O3）≥15%，w（MgO）≤3%］的主量元素組成一致［26］。堿度率AR值為1.90～3.13，在AR－w（SiO2）圖解上（圖略）絕大多數(shù)樣品位于鈣堿性巖區(qū)。Na2O／K2O＝1.19～2.86，屬鈉質(zhì)型，A／CNK為0.98～1.05，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)I型花崗巖。稀土元素總量較高［w（∑REE）＝（80.96～289.37）×10－6］，配分模式呈輕稀土富集右傾型，輕重稀土分餾明顯［（La／Yb）N＝16.29～27.60］，存在微弱 Eu異常（δEu＝0.80～1.19）（圖3a）。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上，都明顯富集大離子親石元素（LILE）Rb、Ba、K、Sr和強(qiáng)烈虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、P、Ti（圖3b）。巖石明顯高Sr［w（Sr）＝（316～658）×10－6），低 Y［w （Y）＝ （8.33～20.4）×10－6］，低Yb［w（Yb）＝（0.70～1.73）×10－6］，高 Sr／Y（25.89～78.83），與埃達(dá)克巖高Sr［w（Sr）＞300×10－6］和低Y［w（Y）＜18×10－6］、低Yb［w（Yb）＜1.9×10－6］的微量元素特征一致［27］，在花崗巖Sr－Yb分類圖中位于埃達(dá)克巖區(qū)（圖5）。早侏羅世正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖較同期花崗巖更富SiO2和K2O，w（SiO2）＝75.73%和75.99%，Na2O／K2O＝0.93和1.00，屬鉀質(zhì)型，堿度率 AR 值為4.05和4.27，屬堿性巖。巖石的 TFeO／MgO值為4.64和5.40，明顯低于 A 型花崗巖的平均值（13.40）［22］，鋁指數(shù)（A／CNK＝1.03）均小于1.1，屬弱過鋁質(zhì)I型花崗巖。稀土元素總量中等［w（∑REE）＝（93.07和103.36）×10－6］，Eu異常較強(qiáng)（δEu＝0.42和0.64），輕重稀土分餾明顯［（La／Yb）N＝5.60和38.51］，重稀土含量變化范圍較寬（圖3a）。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上，巖石以富集K、Rb、LREE和虧損Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti為特征（圖3b）。巖石Sr含量較低，Y和Yb變化范圍大，分別為，Sr／Y值較低，不具有埃達(dá)克巖特征。正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖與英云閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖的主量元素、稀土元素及微量元素地球化學(xué)特征差異明顯，反映兩者存在不同的巖漿源區(qū)。

圖5 孫吳-嘉蔭地區(qū)花崗巖Sr－Yb分類圖（底圖據(jù)文獻(xiàn)［26］）Fig.5 Sr－Yb diagram for granites in Sunwu－Jiayin area（after reference［26］）

4 巖石成因及形成的構(gòu)造背景

4.1 巖漿源區(qū)

A型花崗巖根據(jù)巖石學(xué)及地球化學(xué)特征可分為堿性A型花崗巖和鋁質(zhì)A型花崗巖兩種類型。巖石學(xué)特征上：多數(shù)堿性A型花崗巖為超熔花崗巖，不含斜長(zhǎng)石，常含有鐵橄欖石、鈣鐵輝石、霓石、鈉閃石、鈉鐵閃石等鎂鐵質(zhì)礦物；而鋁質(zhì)A型花崗巖一般為次超熔花崗巖，堿性長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石共生，除偶見鈉閃石外一般不出現(xiàn)上述鎂鐵質(zhì)礦物。地球化學(xué)特征上，除鋁質(zhì)A型花崗巖鋁過飽和外，堿性和鋁質(zhì)A型花崗巖其他地球化學(xué)特征大致類似［28］。本文的巖石學(xué)和元素地球化學(xué)研究顯示，小興安嶺西北晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖中堿性長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石同時(shí)出現(xiàn)，不見堿性暗色礦物，具有高硅富堿貧鋁鎂鈣，弱過鋁質(zhì)，高TFeO／MgO、Rb／Sr和10 000Ga／Al值的特征，表明堿長(zhǎng)花崗巖屬于典型的鋁質(zhì)A型花崗巖。目前的研究表明，鋁質(zhì)A型花崗巖起源于長(zhǎng)英質(zhì)地殼［24］或鎂鐵質(zhì)下地殼物質(zhì)［29］的部分熔融，但貧水條件下長(zhǎng)英質(zhì)地殼需要在很高的溫度下才能發(fā)生部分熔融形成A型花崗巖，由鋯石飽和溫度計(jì)［30］獲得晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖漿形成的溫度為775和846℃（平均810℃），明顯低于A型花崗巖的平均值（839℃）［24］，因此，本文鋁質(zhì) A 型花崗巖很難由長(zhǎng)英質(zhì)地殼物質(zhì)的部分熔融而形成，而很可能是由相對(duì)較易熔融的下地殼玄武質(zhì)巖石部分熔融形成的。其鋯石176Hf／177Hf值為0.282 811～0.282 849，εHf（t）值為 5.90～7.22，兩階段 Hf模式 年 齡（TDM2＝785～869Ma）均屬于新元古代（表3），表明本區(qū)晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖的巖漿源區(qū)主要為新元古代從虧損地幔中增生的基性火成巖地殼物質(zhì)。

前已述及，早侏羅世英云閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖具有高鋁貧鎂，高Sr低Y低Yb的特征，屬于埃達(dá)克巖。埃達(dá)克巖根據(jù)HREE的形式可以細(xì)分為3類：1）HREE強(qiáng)烈虧損，無(wú)銪異常或有正銪異常，暗示源巖部分熔融的殘留相為榴輝巖；2）HREE具平坦型的分布，說明源區(qū)可能有角閃石殘留（石榴石＋輝石＋角閃石），殘留相為角閃榴輝巖或含角閃石的輝石巖；3）HREE虧損或平坦型，有弱的負(fù)銪異常，說明殘留相可能有少量斜長(zhǎng)石存在，殘留相為含斜長(zhǎng)石的榴輝巖或麻粒巖［26］。早侏羅世埃達(dá)克巖基本無(wú)負(fù)銪異常（δEu平均值為0.93），不太可能是由斜長(zhǎng)石穩(wěn)定區(qū)麻粒巖相下地殼物質(zhì)部分熔融形成的，其平坦的HREE配分形式主要是由源區(qū)殘留有角閃石所致。英云閃長(zhǎng)巖（1055－1）和二長(zhǎng)花崗巖（1076－1）的鋯石176Hf／177Hf值分別為0.282 871～0.282 965和0.282 840～0.282 919，εHf（t）值均為正值，分別為7.30～10.55和6.35～9.18，兩階段Hf模式年齡均屬于新元古代，分別為550～758Ma和642～823Ma，表明巖漿源區(qū)為新元古代從虧損地幔中增生的玄武質(zhì)地殼物質(zhì)（表3）。正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖與同時(shí)期埃達(dá)克巖具有明顯不同的地球化學(xué)特征，應(yīng)為獨(dú)立巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖的176Hf／177Hf值和εHf（t）值分別為0.282 674～0.282 754和0.35～3.26，明顯低于英云閃長(zhǎng)巖和采自同一巖體的二長(zhǎng)花崗巖；兩階段Hf模式年齡屬于中元古代［TDM2＝1 018～1 203Ma］，與英云閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖均屬于新元古代也明顯不同，表明各自起源于不同的巖漿源區(qū)。正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖形成于正常地殼厚度下，是由中元古代從虧損地幔中增生的基性地殼物質(zhì)部分熔融形成的。

表3 孫吳-嘉蔭地區(qū)花崗巖鋯石Lu－Hf同位素分析結(jié)果Table3 Zircon Lu－Hf analyses of granites in Sunwu－Jiayin area

4.2 構(gòu)造背景

最近的研究成果表明，興蒙造山帶東段三疊紀(jì)花崗巖是在華北板塊和西伯利亞板塊沿西拉沐倫河-長(zhǎng)春-延吉一線于晚二疊世-早三疊世碰撞拼合后的伸展構(gòu)造環(huán)境下形成的。如大興安嶺烏蘭浩特地區(qū)中-晚三疊世查干巖體（229～236Ma）堿長(zhǎng)花崗巖［31］，小興安嶺東部清水巖體堿性花崗巖（（222±5）Ma）［6］，張廣才嶺三道河巖體正長(zhǎng)花崗巖（（216±4）Ma）［32］都具有 A2型花崗巖的地球化學(xué)特征，是古亞洲洋閉合造山后巖石圈伸展作用的產(chǎn)物。吉林磐石紅旗嶺和樺甸漂河川地區(qū)晚三疊世鎂鐵質(zhì)－超鎂鐵質(zhì)巖墻群（216～217Ma）的存在也表明興蒙造山帶東段在晚三疊世時(shí)處于巖石圈伸展環(huán)境下［33］。前已述及，本區(qū)晚三疊世花崗巖屬于鋁質(zhì)A型花崗巖，且為A2型（圖6a），同樣代表了其形成于造山后張性構(gòu)造體制下。所以，小興安嶺西北晚三疊世花崗巖是在華北板塊與西伯利亞板塊碰撞拼合后的構(gòu)造背景下形成的，屬于造山后伸展構(gòu)造環(huán)境，標(biāo)志著古亞洲洋構(gòu)造域演化結(jié)束于三疊紀(jì)晚期。

早侏羅世花崗巖以英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖組合為主，少量二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖-堿長(zhǎng)花崗巖，為準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)，中鉀-高鉀鈣堿性系列I型花崗巖，具有類似于活動(dòng)大陸邊緣花崗巖的巖石組合及地球化學(xué)特征。同時(shí)花崗巖具有埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征，揭示早侏羅世發(fā)生過明顯的陸殼加厚過程，在w（Yb＋Ta）－w（Rb）圖解上落入火山弧區(qū)（圖6b），也說明其主要與擠壓構(gòu)造背景相關(guān)。但這種擠壓構(gòu)造環(huán)境是與古太平洋板塊向歐亞大陸俯沖有關(guān)，還是受蒙古-鄂霍茨克洋閉合控制，還存在爭(zhēng)議。最新的地質(zhì)和地球物理資料研究表明，晚二疊世中蒙古-額爾古納地塊與西伯利亞板塊之間的蒙古-鄂霍茨克洋仍寬達(dá)4 700km，三疊紀(jì)大洋寬度輕微減小［34］，中-晚侏羅世西伯利亞板塊向南運(yùn)動(dòng)使蒙古-鄂霍茨克洋自西向東呈剪刀式快速閉合［35］，西部閉合時(shí)間較早，為晚侏羅世，東部最終閉合于早白堊世。近年來對(duì)東北地區(qū)中生代火山巖的研究表明，吉黑東部早-中侏羅世火山巖以鈣堿性火山巖為主，與活動(dòng)大陸邊緣火山巖的巖石組合相似，從東向西火山巖顯示良好的成分極性變化特征，揭示古太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖作用始于早-中侏羅世［36］。結(jié)合前人的研究成果，認(rèn)為孫吳-嘉蔭地區(qū)早侏羅世花崗巖的形成與古太平洋板塊俯沖產(chǎn)生的擠壓構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。

圖6 孫吳-嘉蔭地區(qū)花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.6 Tectonic discrimination diagrams for granites in Sunwu－Jiayin area

5 結(jié)論

根據(jù)小興安嶺孫吳-嘉蔭地區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖的年代學(xué)與地球化學(xué)研究，同時(shí)結(jié)合該區(qū)已有的研究成果，得出如下主要結(jié)論：

1）晚三疊世堿長(zhǎng)花崗巖形成于210Ma左右，屬于鋁質(zhì)A型花崗巖，巖漿源區(qū)為新元古代從虧損地幔中增生的基性火成巖地殼。

2）早侏羅世英云閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖（187～181Ma）屬于埃達(dá)克巖，是由加厚下地殼物質(zhì)部分熔融形成的，巖漿源區(qū)為新元古代從虧損地幔中增生的玄武質(zhì)地殼物質(zhì)；正長(zhǎng)花崗巖－堿長(zhǎng)花崗巖（184Ma）形成于正常地殼厚度下，巖漿源區(qū)為中元古代從虧損地幔中增生的基性地殼物質(zhì)。

3）晚三疊世花崗巖是華北板塊和西伯利亞板塊碰撞造山后伸展構(gòu)造環(huán)境下的產(chǎn)物，早侏羅世花崗巖的形成與古太平洋板塊俯沖產(chǎn)生的擠壓構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。

（References）：

［1］劉建峰，遲效國(guó)，周燕，等.小興安嶺東北部金林巖體全巖角閃石Rb－Sr年齡［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2005，35（6）：690－693.Liu Jianfeng，Chi Xiaoguo，Zhou Yan，et al.Rb－Sr Isotopic Dating of the Jinlin Pluton by Whole Rock－Hornblende Method in the Northeast Xiao Hinggan Mountains［J］.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2005，35（6）：690－693.

［2］劉建峰，遲效國(guó)，董春艷，等.小興安嶺東部早古生代花崗巖的發(fā)現(xiàn)及其構(gòu)造意義［J］.地質(zhì)通報(bào)，2008，27（4）：534－544.Liu Jianfeng，Chi Xiaoguo，Dong Chunyan，et al.Discovery of Early Paleozoic Granites in the Eastern Xiao Hinggan Mountains，Northeastern China and Their Tectonic Significance［J］.Geological Bulletin of China，2008，27（4）：534－544.

［3］張彥龍，葛文春，高妍，等.龍鎮(zhèn)地區(qū)花崗巖鋯石U－Pb年齡和 Hf同位素及地質(zhì)意義［J］.巖石學(xué)報(bào)，2010，26（4）：1059－1073.Zhang Yanlong，Ge Wenchun，Gao Yan，et al.Zircon UPb ages and Hf Isotopes of Granites in Longzhen Area and Their Geological Implications［J］.Acta Petrologica Sinica，2010，26（4）：1059－1073.

［4］Sun Deyou，Wu Fuyuan，Li Huimin，et al.Emplacement Age of the Postorogenic A－Type Granites in Northwestern Lesser Xing’an Ranges，and Its Relationship to the Eastward Extension of Suolunshan－Hegenshan－Zhalaite Collisional Suture Zone［J］.Chinese Science Bulletin，2000，46：427－432.

［5］郭奎城，張文龍，楊曉平，等.黑河市五道溝地區(qū)早二疊世A型花崗巖成因［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2011，41（4）：1077－1083.Guo Kuicheng，Zhang Wenlong，Yang Xiaoping，et al.Origin of Early Permian A－Type Granite in the Wudaogou Area，Heihe City［J］.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2011，41（4）：1077－1083.

［6］孫德有，吳福元，高山.小興安嶺東部清水巖體的鋯石激光探針 U－Pb年齡測(cè)定［J］.地球?qū)W報(bào)，2000，25（2）：213－218.Sun Deyou，Wu Fuyuan，Gao Shan.LA－ICP－MS Zircon U－Pb Age of the Qingshui Pluton in the East Xiao Hinggan Mountains［J］.Acta Geosicientia Sinica，2000，25（2）：213－218.

［7］楊長(zhǎng)江，王亞春.小興安嶺東南部伊春中生代花崗巖的鋯石 U－Pb測(cè)年及其地質(zhì)意義［J］.吉林地質(zhì)，2010，29（4）：1－5.Yang Changjiang，Wang Yachun.LA－ICP－MS Zircon U－Pb Age and the Geological Significance for Yichun Mesozoic Granites in Southeast Lesser Khingan Range［J］.Jilin Geology，2010，29（4）：1－5.

［8］苗來成，范蔚茗，張福勤，等.小興安嶺西北部新開嶺-科洛雜巖鋯石SHRIMP年代學(xué)研究及其意義［J］.科學(xué)通報(bào)，2003，48（22）：2315－2323.Miao Laicheng，F(xiàn)an Weiming，Zhang Fuqin，et al.SHRIMP Zircon Geochronology and Its Implications on the Xinkailing－Keluo Complex，Northwestern of Lesser Xing’an Range［J］.Chinese Science Bulletin，2003，48（22）：2315－2323.

［9］張興洲，楊寶俊，吳福元，等.中國(guó)興蒙-吉黑地區(qū)巖石圈結(jié)構(gòu)基本特征［J］.中國(guó)地質(zhì)，2006，33（4）：816－823.Zhang Xingzhou，Yang Baojun，Wu Fuyuan，et al.The Lithosphere Structure in the Hingmong－Jihei（Hinggan－Mongolia－Jilin－Heilongjiang）Region，Northeastern China［J］.Geology in China，2006，33（4）：816－823.

［10］王成文，金巍，張興洲，等.東北及鄰區(qū)晚古生代大地構(gòu)造屬性新認(rèn)識(shí)［J］.地層學(xué)雜志，2008，32（2）：119－136.Wang Chenwen，Jin Wei，Zhang Xingzhou，et al.New Understanding of the Late Paleozoic Tectonics in Northeastern China and Adjacent Areas［J］.Journal of Stratigraphy，2008，32（2）：119－136.

［11］劉永江，張興洲，金巍，等.東北地區(qū)晚古生代區(qū)域構(gòu)造演化［J］.中國(guó)地質(zhì)，2010，37（4）：943－951.Liu Yongjiang，Zhang Xingzhou，Jin Wei，et al.Late Paleozoic Tectonic Evolution in Northeast China［J］.Geology in China，2010，37（4）：943－951.

［12］Belousova E A，Griffin W L，O’Reilly S Y，et al.Igneous Zircon：Trace Element Composition as an Indicator of Source Rock Type［J］.Contributions to Mineralogy and Petrology，2002，143：602－622.

［13］Boynton W V.Cosmochemistry of the Rare Earth Elements：Meteorite Studies［C］／／Henderson P.Rare Earth Element Geochemistry.New York：Elsevier Science Publishing Company Inc，1984：63－114.

［14］Sun S S，McDonough W F.Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts：Implications for Mantle Composition and Process［C］／／Sauders A D，Norry M J.Magmatism in the Ocean Basins.［S.l.］：Geological Society Special Publication，1989：313－345.

［15］王強(qiáng)，趙振華，熊小林.桐柏-大別造山帶燕山晚期A型花崗巖的厘定［J］.巖石礦物學(xué)雜志，2000，19（4）：297－306.Wang Qiang，Zhao Zhenhua，Xiong Xiaolin.The Ascertainment of Late－Yanshanian A－Type Granite in Tongbai－Dabie Orogenic Belt［J］.Acta Petrrologica et Mineralogica，2000，19（4）：297－306.

［16］趙振華，熊小林，王強(qiáng)，等.鈮與鉭的某些地球化學(xué)問題［J］.地球化學(xué)，2008，37（4）：304－320.Zhao Zhenhua，Xiong Xiaolin，Wang Qiang，et al.Some Aspects on Geochemistry of Nb and Ta［J］.Geochimica，2008，37（4）：304－320.

［17］邱檢生，肖娥，胡建，等.福建北東沿海高分異I型花崗巖的成因：鋯石U－Pb年代學(xué)、地球化學(xué)和Nd－Hf同位素制約［J］.巖石學(xué)報(bào)，2008，24（11）：2468－2484.Qiu Jiansheng，Xiao E，Hu Jian，et al.Petrogenesis of Highly Fractionated I－Type Granites in the Coastal Area of Northeastern Fujian Province：Constraints from Zircon U－Pb Geochronology，Geochemistry and Nd－Hf Isotopes［J］.Acta Petrologica Sinica，2008，24（11）：2468－2484.

［18］邱檢生，胡建，王孝磊，等.廣東河源白石岡巖體：一個(gè)高分異的I型花崗巖［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，79（4）：503－514.Qiu Jiansheng，Hu Jian，Wang Xiaolei，et al.The Baishigang Pluton in Heyuan，Guangdong Province：A Highly Fractionated I－Type Granite［J］.Acta Geologica Sinica，2005，79（4）：503－514.

［19］Wu Fuyuan，Sun Deyou，Jahn Borming，et al.A Jurassic Garnet－Bearing Granitic Pluton from NE China Showing Tetrad REE Patterns［J］.Journal of Asian Earth Sciences，2004，23（5）：731－744.

［20］Jiang Neng，Zhang Shuangquan，Zhou Wenge，et al.Origin of a Mesozoic Granite with A－Type Characteristics from the North China Craton：Highly Fractionated from I－Type Magmas？［J］.Contributions to Mineralogy and Petrology，2009，158（1）：113－130.

［21］羅蘭，蔣少涌，楊水源，等.江西彭山錫多金屬礦集區(qū)隱伏花崗巖體的巖石地球化學(xué)、鋯石U－Pb年代學(xué)和Hf同位素組成［J］.巖石學(xué)報(bào)，2010，26（9）：2818－2834.Luo Lan，Jiang Shaoyong，Yang Shuiyuan，et al.Petrochemistry，Zircon U－Pb Dating and Hf Isotopic Composition of the Granitic Pluton in the Pengshan Sn－Polymetallic Orefield，Jiangxi Province［J］.Acta Petrologica Sinica，2010，26（9）：2818－2834.

［22］Whalen J B，Currie K L，ChappellB W.A－type Granites：Geochemical Characteristics，Dirimination and Petrogenesis［J］.Contributions to Mineralogy and Petrology，1987，95：407－419.

［23］Eby G N.The A－Type Granitoids：A Review of Their Occurrence and Chemical Characteristics and Speculations on Their Petrogenesis［J］.Lithos，1990，26（1／2）：115－134.

［24］King P L，White A J R，Chappell B W，et al.Characterization and Origin of Aluminous A－Type Granites from the Lachlan Fold Belt，Southeastern Australia［J］.Journal of Petrology，1997，38（3）：371－391.

［25］賈小輝，王強(qiáng)，唐功建.A型花崗巖的研究進(jìn)展及意義［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2009，33（3）：465－480.Jia Xiaohui，Wang Qiang，Tang Gongjian.A－Type Granites：Research Progress and Implications［J］.Geotectonica et Metallogenia，2009，33（3）：465－480.

［26］張旗，王焰，熊小林，等.埃達(dá)克巖和花崗巖：挑戰(zhàn)與機(jī)遇［M］.北京：中國(guó)大地出版社，2008.Zhang Qi，Wang Yan，Xiong Xiaolin，et al.Adakite and Granite：Challenge and Opportunity［M］.Beijing：China Land Press，2008.

［27］Defant M J，Drummond M S.Derivartion of Some Modern Arc Magmas by Melting of Young Subduction Lithosphere［J］.Nature，1990，347：662－665.

［28］劉昌實(shí)，陳小明，陳培榮，等.A型巖套的分類、判別標(biāo)志和成因［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2003，9（4）：573－591.Liu Changshi，Chen Xiaoming，Chen Peirong，et al.Subdivision，Discrimination Criteria and Genesis for A－Type Rock Suites［J］.Geological Journal of China Universities，2003，9（4）：573－591.

［29］Poitrasson F，Pin C，Duthou J L，et al.Aluminous Subsolvus Anorogenic Granite Genesis in the Light of Nd Isotopic Heterogeneity［J］.Chemical Geology，1994，112：199－219.

［30］Watson E B，Harrison T M.Zircon Saturation Revisited：Temperature and Xomposition Effects in a Variety of Crustal Magma Types［J］.Earth and Planetary Science Letters，1983，64：295－304.

［31］葛文春，吳福元，周長(zhǎng)勇，等.大興安嶺中部烏蘭浩特地區(qū)中生代花崗巖的鋯石U－Pb年齡及地質(zhì)意義［J］.巖石學(xué)報(bào)，2005，21（3）：749－762.Ge Wenchun，Wu Fuyuan，Zhou Changyong，et al.Zircon U－Pb Ages and Its Significance of the Mesozoic Granites in the Wulanhaote Region，Central Da Hinggan Mountain［J］.Acta Petrologica Sinica，2005，21（3）：749－762.

［32］孫德有，吳福元，高山，等.吉林中部晚三疊世和早侏羅世兩期鋁質(zhì)A型花崗巖的厘定及對(duì)吉黑東部構(gòu)造格局的制約［J］.地學(xué)前緣，2005，12（2）：263－275.Sun Deyou，Wu Fuyuan，Gao Shan，et al.Confirmation of two Episodes of A－Type Granite Emplacement During Late Triassic and Early Jurassic in the Central Jilin Province，and Their Constraints on the Structural Pattern of Eastern Jilin－Heilongjiang Area，China［J］.Earth Science Frontiers，2005，12（2）：263－275.

［33］Wu F Y，Wilde S A，Sun D Y，et al.Geochronology and Petrogenesis of Post－Orogenic Cu，Ni－Bearing Mafic－Ultramafic Intrusions in Jilin，NE China［J］.Journal of Asian Earth Sciences，2004，23：781－797.

［34］Kravchinsky V A，Cogne J R，Harbert W P，et al.Evolution of the Mongol－Okhotsk Ocean as Constrained by New Palaeomagnetic Data from the Mongol－Okhotsk Suture Zone，Siberia［J］.GeophysicalJournal International，2002，148：34－57.

［35］Didenko A N，Kaplun V B，Malyshev Y F，et al.Lithospheric Structure and Mesozoic Geodynamics of the Eastern Central Asian Orogen［J］.Russian Geology and Geophysics，2010，51：492－506.

［36］許文良，葛文春，裴福萍，等.東北地區(qū)中生代火山作用的年代學(xué)格架及其構(gòu)造意義［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2008，27（增刊）：286－287.Xu Wenliang，Ge Wenchun，Pei Fuping，et al.Geochronological Framework and Tectonic Implication of Mesozoic Volcanism in Northeast China［J］.Bulletin of Mineralogy，Petrology and Geochemistry，2008，27（Sup.）：286－287.