內(nèi)蒙古額爾古納八大關(guān)牧場“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系原巖研究

崔芳華，鄭常青，丁 雪，徐學(xué)純，李 娟，施 璐，高 源，高 峰，張行行

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061

2.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266071

0 引言

佳疙瘩組是大興安嶺北部額爾古納地區(qū)最重要的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，是一套經(jīng)歷了低綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)作用的各種片巖、淺粒巖、石英巖及少量變質(zhì)砂巖等的巖石組合，前人將其時代厘定為新元古界青白口系。該變質(zhì)巖系多分布于加里東期、海西期巖體邊緣或呈孤島狀分布于巖體中[1]，是額爾古納地塊基底的重要組成部分。作為大興安嶺北段最重要含金層位，佳疙瘩組倍受關(guān)注。隨著基礎(chǔ)研究工作的深入，對其形成時的構(gòu)造環(huán)境出現(xiàn)了不同的認(rèn)識：徐貴忠等[2]認(rèn)為該組地層為一套發(fā)育在古大洋盆地上的蛇綠混雜巖；呂志成等[1]認(rèn)為該組巖石的物源為古大陸的風(fēng)化物質(zhì)，其形成的古構(gòu)造環(huán)境為被動大陸邊緣拉張斷陷盆地；張明、郭靈俊等[3-4]認(rèn)為該組巖石構(gòu)成海相陸源細(xì)碎屑巖-碳酸鹽巖-中基性火山巖沉積建造，屬活動陸緣型沉積。上述不同認(rèn)識制約了對大興安嶺地區(qū)基底性質(zhì)及地質(zhì)演化過程的深入研究。與此同時，隨著測年方法精度的提高，大興安嶺北部地區(qū)一些早中生代侵入巖或變質(zhì)雜巖被鑒別出來，如原為古元古代的興華渡口群可能為中生代形成的變質(zhì)核雜巖[5]、原劃為新元古代的新開嶺群與晚古生代-早中生代造山作用過程有關(guān)[6]等，同樣作為古老結(jié)晶基底的佳疙瘩組的形成時代、形成機(jī)制和構(gòu)造屬性等值得進(jìn)一步研究。

位于中亞成礦域東段的內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的多金屬與油氣資源[7-8]，近年來與其接壤的俄羅斯、蒙古國相繼發(fā)現(xiàn)大型 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo等多金屬礦床，我國境內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了大-中型多金屬礦床，古老基底變質(zhì)巖系為該區(qū)成礦提供了主要物質(zhì)來源[2]，加強(qiáng)對區(qū)內(nèi)佳疙瘩組等古老基底的基礎(chǔ)研究，對正確認(rèn)識該區(qū)區(qū)域成礦規(guī)律以及資源潛力的評估意義重大。

本次對出露于內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)八大關(guān)牧場附近的“佳疙瘩組”的巖石組合、變質(zhì)變形特征、原巖特征及形成時的大地構(gòu)造背景進(jìn)行系統(tǒng)研究和討論，以期進(jìn)一步探討額爾古納地塊構(gòu)造演化歷史、蒙古-鄂霍茨克造山帶的形成與演化對大興安嶺地區(qū)及鄰區(qū)的影響、古亞洲洋-濱太平洋兩大構(gòu)造域的疊加與轉(zhuǎn)換等重大地質(zhì)事件，為進(jìn)一步找礦工作提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)地處中俄邊境，大地構(gòu)造位置位于大興安嶺北段額爾古納地塊，處在德爾布干構(gòu)造帶上，北側(cè)為蒙古-鄂霍茨克造山帶（圖1），屬于中亞-蒙古巨型造山帶的東段和濱太平洋構(gòu)造域的疊加部位。額爾古納地塊構(gòu)造演化歷史較復(fù)雜，古元古代從西伯利亞板塊裂解出來后遭受沉積-變質(zhì)作用形成古老結(jié)晶基底，新元古代末期羅迪尼亞超級大陸裂解使其發(fā)生洋殼俯沖、消減和碰撞作用，古生代期間與其他古陸塊實(shí)現(xiàn)碰撞拼合，中生代又經(jīng)歷了碰撞造山、造山后伸展垮塌以及大陸邊緣弧后伸展作用等[10-13]。該區(qū)出露的地質(zhì)體主要有：古元古界佳疙瘩組、下石炭統(tǒng)莫爾根河組、中生代火山噴發(fā)-沉積地層以及海西期、燕山期侵入體。元古宙表殼巖系和花崗片麻雜巖組成該地區(qū)前寒武紀(jì)基底[14-16]，古生代地層零星出露，受古亞洲洋的閉合、蒙古-鄂霍茨克造山帶的形成與演化、德爾布干構(gòu)造帶多期活動以及古亞洲洋-濱太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換的影響，顯生宙以來該地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動，大規(guī)模的火山噴發(fā)和巖漿侵位使前中生代地質(zhì)體支離破碎并以大小不等的殘片“漂浮”于這些火山-侵入巖中[6]。研究區(qū)內(nèi)前人認(rèn)為的“佳疙瘩組”主要出露于嵯崗鎮(zhèn)伊和烏拉-黑山頭鎮(zhèn)八大關(guān)牧場附近，NE向展布，呈殘葉鱗片狀產(chǎn)出（圖1）。

2 佳疙瘩組變質(zhì)巖系

佳疙瘩組是由寧奇生[4]于1959年在額爾古納地區(qū)佳疙瘩林場附近建立的巖石地層單位，指的是一套深變質(zhì)、強(qiáng)烈揉皺的結(jié)晶片巖夾少量片麻巖。前人主要依據(jù)其變質(zhì)程度和當(dāng)時對區(qū)域構(gòu)造關(guān)系的認(rèn)識將其時代定為晚元古代，其上與額爾古納河組整合接觸，下與興華渡口群呈斷層接觸，未見底[6]。后來經(jīng)過一系列地層對比和解體工作，該地層單位得以重新厘定，現(xiàn)定義的佳疙瘩組系指分布于大興安嶺地區(qū)的一套顏色較雜的各種片巖、淺粒巖、石英巖及少量變質(zhì)砂巖等巖石組合，巖性復(fù)雜：上段主要為云母片巖、石英片巖、淺粒巖夾大理巖；下段主要為角閃片巖、變粒巖及淺粒巖，其時代被劃為新元古代青白口紀(jì)[17]。

由于受到晚古生代、中-新生代構(gòu)造巖漿活動的影響以及第四系的覆蓋，研究區(qū)內(nèi)的“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系支離破碎、殘缺不全，主要呈零星的殘片沿嵯崗鎮(zhèn)伊和烏拉-黑山頭鎮(zhèn)八大關(guān)北東向展布。本次選取了黑山頭鎮(zhèn)八大關(guān)牧場這一典型出露區(qū)（圖1）進(jìn)行野外地質(zhì)觀察、剖面測制和樣品采集。

圖1 內(nèi)蒙古額爾古納八大關(guān)牧場“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系分布及構(gòu)造簡圖（角圖據(jù)文獻(xiàn)[9]修編）Fig.1 Distribution of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’and structure outline map，Badaguan，E’ergona，Inner Mongolia（the corner map modified after reference[9]）

圖2 內(nèi)蒙古額爾古納八大關(guān)牧場“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系地質(zhì)剖面圖及采樣位置Fig.2 Geological profile map of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’with sample location，Badaguan，E’ergona，Inner Mongolia

圖3 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系野外露頭照片F(xiàn)ig.3 Outcrop photographs of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

黑山頭鎮(zhèn)八大關(guān)牧場地質(zhì)剖面（圖2）起點(diǎn)為：北緯49°56′30.7″，東經(jīng)118°49′54.9″，所出露的巖石除巖脈外均發(fā)生不同程度的片麻理化和糜棱巖化。其中：糜棱巖化黑云二長片麻巖，灰色，殘斑結(jié)構(gòu)，殘斑為肉紅色鉀長石（圖3a），粒度為0.5～1.0cm，基質(zhì)細(xì)粒粒狀片狀變晶結(jié)構(gòu)，主要為明顯定向排列的黑云母和長石，片麻狀構(gòu)造；花崗質(zhì)糜棱巖，由侵入到花崗閃長質(zhì)糜棱巖中（圖3b）的淺色花崗巖脈發(fā)生強(qiáng)烈變形形成，其韌性變形發(fā)生于此次巖漿侵位活動之后，巖石呈灰白色，糜棱結(jié)構(gòu)，殘斑主要為長石和明顯定向的拔絲狀石英，粒度為0.5～2.0cm，基質(zhì)連續(xù)分布，眼球狀構(gòu)造發(fā)育（圖3c）；糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖，灰黑色，變形強(qiáng)烈，角閃石呈透鏡狀定向排列（圖3d），片麻狀構(gòu)造，測得其片理產(chǎn)狀為70°∠20°，線理產(chǎn)狀為300°∠20°，片理面上出現(xiàn)許多黑云母。

3 巖相學(xué)特征

本次研究的代表性巖石主要有黑云二長變晶糜棱巖、花崗閃長質(zhì)變晶糜棱巖、糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖。

黑云二長變晶糜棱巖：變余殘斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。殘斑主要為石英、鉀長石和斜長石，粒度0.5～2.0mm，體積分?jǐn)?shù)略大于5%?；|(zhì)鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，主要由粒度＜0.5mm的石英、長石和黑云母組成，其中石英呈明顯拔絲拉長狀且發(fā)生動態(tài)重結(jié)晶（圖4a），顆粒邊界呈鋸齒狀或縫合線狀，弱定向排列，體積分?jǐn)?shù)約55%；長石發(fā)生輕微蝕變，表面較臟亂，體積分?jǐn)?shù)約30%；黑云母呈細(xì)小鱗片狀或針柱狀，具有淺黃-棕褐明顯多色性，大多發(fā)生綠泥石化，沿糜棱葉理定向分布，體積分?jǐn)?shù)約10%。副礦物為磁鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石等。巖石發(fā)生糜棱巖化，礦物顆粒細(xì)?；F(xiàn)象明顯，局部基質(zhì)圍繞殘斑形成眼球狀構(gòu)造。

圖4 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系巖石顯微照片F(xiàn)ig.4 Photomicrographs of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

花崗閃長質(zhì)變晶糜棱巖：糜棱結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造或眼球狀構(gòu)造。殘斑主要為長石，少量石英和角閃石，粒度0.5～1.5mm，體積分?jǐn)?shù)約45%。其中角閃石呈透鏡體狀，大多晶形不完整，淺黃-深綠多色性明顯，含量較少?；|(zhì)主要由具亞顆粒結(jié)構(gòu)的石英、長石和黑云母、角閃石組成，體積分?jǐn)?shù)約55%。副礦物有磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。殘斑角閃石形成核部，在其周圍細(xì)小鱗片狀的黑云母組成幔部，二者構(gòu)成核幔結(jié)構(gòu)（圖4b）；局部長石殘斑與周圍細(xì)粒化形成的細(xì)小長石、石英顆粒構(gòu)成核幔結(jié)構(gòu)；經(jīng)拔絲拉長呈竹節(jié)狀的石英和細(xì)小鱗片狀黑云母圍繞殘斑定向排列形成透鏡狀結(jié)構(gòu)或眼球狀構(gòu)造（圖4c），邊部發(fā)生膨凸動態(tài)重結(jié)晶，顯示左行剪切。

糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖：變余殘斑結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。糜棱巖化較弱，殘斑主要為石英、斜長石、角閃石和少量堿性長石，弱定向排列，粒度1.0～4.0mm，體積分?jǐn)?shù)約55%，其中角閃石比其他樣品含量明顯較多，粒度亦較大?；|(zhì)片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，粒度＜0.5mm，主要為細(xì)?；氖?、長石和少量黑云母、角閃石，體積分?jǐn)?shù)約45%。巖石具有較發(fā)育的拉伸線理，基質(zhì)中出現(xiàn)許多新生的細(xì)小自形鱗片狀黑云母，說明巖石的變質(zhì)溫度在400℃以上[18]，晶形完整未發(fā)生蝕變，沿著片理方向定向分布（圖4d），顯示同構(gòu)造變晶結(jié)構(gòu)特征，局部具有弱眼球狀構(gòu)造。

以上巖石礦物組合特點(diǎn)和顯微變形組構(gòu)特征綜合顯示：研究區(qū)內(nèi)代表性巖石是一套變質(zhì)變形的構(gòu)造變質(zhì)巖，發(fā)生強(qiáng)烈糜棱巖化和片麻理化，其原巖可能為二長花崗巖-花崗閃長巖-閃長巖的正變質(zhì)巖巖石組合，推測其可能經(jīng)歷了低-中綠片巖相到角閃巖相的變質(zhì)作用[19]。

4 巖石地球化學(xué)及原巖研究

4.1 分析方法

在中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成了對樣品的地球化學(xué)測試分析。常量元素采用X-射線熒光熔片方法進(jìn)行測試分析；微量元素與稀土元素的測試采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-MS）在等離子體質(zhì)譜儀（Agilent 7500a型）上完成，用兩酸（HNO3＋HF）高壓反應(yīng)釜溶樣方法進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，測試分析全過程用到的標(biāo)準(zhǔn)礦物為 AGV-2、BHVO-2、BCR-2[20]。測試結(jié)果見表1。

本次研究挑選了2個樣品利用電子探針進(jìn)行單礦物化學(xué)分析，電子探針薄片由吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院磨片實(shí)驗(yàn)室磨制，鍍碳后在吉林大學(xué)科學(xué)測試中心利用日本導(dǎo)津EMX-SM7電子探針對樣品進(jìn)行測試分析，加速電壓15kV，束流強(qiáng)度2×10-8A，束斑直徑2μm，用B-A法進(jìn)行修正，測試結(jié)果見表2。

4.2 常量元素

巖石地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)顯示：巖石w（SiO2）為53.16%～74.32%，絕大多數(shù)＞59.00%，全堿w（Na2O＋K2O）為5.87%～9.91%，Na2O／K2O為0.49～1.22，具低鈦（w（TiO2）＝0.08%～1.49%）、富鋁（w（Al2O3）＝13.40%～16.93%）特征。標(biāo)準(zhǔn)礦物分子Ab-An-Or圖解（圖5a）中落入花崗巖和花崗閃長巖區(qū)；鋁飽和指數(shù)（ACNK）為1.21～1.61，均大于1.10，ACNK-ANK圖解（圖5b）中落入準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)區(qū)域，顯示飽鋁-過鋁特征；里特曼指數(shù)（δ）為1.96～4.86，平均3.00，屬鈣堿性巖系，且AFM 圖解（圖5c）中落入鈣堿性巖區(qū)；w（SiO2）-w（K2O）圖解中大多落入高鉀鈣堿性系列和鉀玄巖系列，屬高鉀鈣堿性巖系，而高鉀的鈣堿性花崗巖和花崗閃長巖（KCG）大量出現(xiàn)在與大陸碰撞有關(guān)的造山帶中，主要產(chǎn)于同碰撞-后碰撞階段由擠壓狀態(tài)到張性狀態(tài)的過渡轉(zhuǎn)換期[21-23]；哈克圖解（圖5d）中SiO2與TiO2、MgO、CaO 、P2O5、TFeO呈良好的線性關(guān)系，表明巖石具有較為相似的巖漿來源及演化趨勢。

4.3 稀土元素

稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)比值模式圖（圖6a）顯示：樣品具有輕稀土富集的右傾型配分模式。稀土元素總量偏高（w（∑REE）＝（353.5～947.5）×10-6）；LREE／HREE 為2.3～7.0，（La／Yb）N為7.1～30.0，輕重稀土分餾明顯，重稀土相對虧損；δEu為0.2～0.9，具有一定程度的負(fù)銪異常，說明巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石分離結(jié)晶作用。

4.4 微量元素

微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)比值模式圖（圖6b）顯示：樣品富集 Rb、K、Th、Pb、Nd、Sm等地幔不相容元素，虧損Nb、Ti等高場強(qiáng)元素（HFSE）和P，相對虧損Sr、Zr、Yb、Eu等元素。高場強(qiáng)元素的虧損暗示其來源巖漿遭受了地殼物質(zhì)的混染；P、Ti元素的虧損與磷灰石、鈦鐵礦、榍石等礦物的分離結(jié)晶有關(guān)。

4.5 原巖恢復(fù)及溫壓計(jì)算

野外產(chǎn)出情況、巖石組合、變質(zhì)變形組構(gòu)及巖石地球化學(xué)特征均顯示，研究區(qū)內(nèi)出露的“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系巖石具有正變質(zhì)巖的特征，為此利用化學(xué)元素對樣品進(jìn)行原巖恢復(fù)以判別其原巖類型。以常量元素?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)分別計(jì)算出各樣品的al′、fm′、c′、alk′、Si和mg 等尼格里值參數(shù)（計(jì)算結(jié)果見表3），并進(jìn)行投圖。在范德坎普和比克豪斯[26]提出的Si-mg原巖恢復(fù)圖解（圖7）中，樣品全部落在了火成巖區(qū)域，說明其原巖具有類似于火成巖的化學(xué)成分特征，為正變質(zhì)巖；同時標(biāo)準(zhǔn)礦物分子Ab-An-Or圖解中落入花崗巖和花崗閃長巖區(qū)，其原巖可能為花崗巖或花崗閃長巖。

圖5 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系巖石主量元素圖解Fig.5 Diagrams for the major element of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

表1 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系樣品常量、稀土和微量元素分析結(jié)果Table1 Major，REE and trace elements analytical results for the samples of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

表2 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系黑云角閃斜長片麻巖樣品角閃石、斜長石礦物電子探針分析數(shù)據(jù)Table2 Electron microprobe analytical results for the amphibole and plagioclase in biotite amphibole plagiogneiss of the metamorphic rock series of‘Jiageda’Formation

圖6 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系稀土元素標(biāo)準(zhǔn)比值模式圖（a）和微量元素標(biāo)準(zhǔn)比值模式圖（b）Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution pattern（a）and primitive mantle-normalized trace elements spider diagram（b）of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

圖7 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系原巖恢復(fù)圖解Fig.7 Protolith reconstruction diagram of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

本次研究對樣品D09-20和D09-21中的角閃石、斜長石兩種礦物利用電子探針進(jìn)行單礦物化學(xué)分析，其中：角閃石化學(xué)成分為 w（FeO）＝17.39%～17.73%，w（MgO）＝12.65%～12.73%，w（CaO）＝7.61%～9.71%；利用離子計(jì)算軟件計(jì)算得出的角閃石標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式中，CaB（原子數(shù)）為1.117～1.485，NaB（原子數(shù)）為0.141～0.249，為鎂綠鈣閃石，屬于鈣質(zhì)角閃石類；樣品中斜長石號碼An＝16～21，為更長石。黃綠色鈣質(zhì)角閃石類＋更長石（斜長石號碼An＞17）的礦物組合說明其變質(zhì)程度相當(dāng)于基性巖中的低角閃巖相[27-28]。

為了能夠進(jìn)一步確定巖石發(fā)生變質(zhì)變形時的溫壓條件，根據(jù)所得到的角閃石和斜長石的電子探針數(shù)據(jù)，選取黑云角閃斜長糜棱片麻巖中的角閃石-斜長石地質(zhì)溫度計(jì)、壓力計(jì)，運(yùn)用不同計(jì)算方法來確定其變質(zhì)p-T條件。

方法一[29]：

角閃石-斜長石壓力計(jì)計(jì)算公式如下：

p1＝5.03AlT-3.92；p2＝5.64AlT-4.67；

p3＝4.28AlT-3.54。

式中AlT表示角閃石中的全Al組分。由計(jì)算結(jié)果（表4）可知，糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖的變質(zhì)變形壓力范圍p1為0.40～0.64GPa，平均值為0.52GPa；p2為0.42～0.69GPa，平均值為0.56 GPa；p3為0.32～0.52GPa，平均值為0.42GPa。

角閃石-斜長石溫度計(jì)計(jì)算公式如下：

T＝（0.67p-48.98）／（-0.0429-0.008314 lnK）。

其中K＝（Si-4）／（8-Si）Ab，顯然公式中存在溫度對壓力的依賴關(guān)系，但壓力的影響不大。計(jì)算出每個樣品從0.5～0.8GPa的溫度值，平均后得出溫度的平均值（表4）。計(jì)算結(jié)果表明，糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖的變質(zhì)變形溫度范圍為582.0～595.0℃，平均溫度為588.5℃。

表3 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系巖石化學(xué)分析計(jì)算結(jié)果Table3 Petrochemical analytical results for the samples of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’

表4 糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖變質(zhì)階段的壓力和溫度計(jì)算結(jié)果Table4 Pressure and temperature calculation of biotite amphibole plagioclase mylonitic gneiss in metamorphic stage

方法二[30]：

角閃石-斜長石溫度計(jì)計(jì)算公式如下：

其中：R＝0.0083144kJ·K-1·mol-1；指的是某種礦物l（或組成成分）在φ相（或結(jié)晶位置）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；當(dāng)Ab＞0.5時，YAb-An＝3.0kJ，其他情況下YAb-An＝12.0（2Ab-1）-3.0kJ。

根據(jù)上述公式給定特定壓力值計(jì)算出其相應(yīng)的溫度值（表5），計(jì)算結(jié)果表明，糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖的變質(zhì)變形溫度范圍為533.0～705.0℃，由于誤差的存在，第二組數(shù)據(jù)計(jì)算出的溫度值偏高，故采用第一組數(shù)據(jù)，溫度值為533.0～599.0℃，平均值為566.0℃，該結(jié)果與運(yùn)用方法一得到的結(jié)果在誤差范圍內(nèi)相一致。

綜合以上2種方法的計(jì)算結(jié)果得出，糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖的變質(zhì)變形壓力為0.52～0.56GPa（因0.42GPa偏低，故舍棄），溫度為582.0～595.0℃，其變質(zhì)程度為中p／T相系中的低角閃巖相。

表5 糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖變質(zhì)階段的溫度計(jì)算結(jié)果Table5 Temperature calculation of biotite amphibole plagioclase mylonitic gneiss in metamorphic stage℃

5 討論

出露于內(nèi)蒙古額爾古納八大關(guān)牧場地區(qū)前人所謂的“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系具有類似于火成巖的野外產(chǎn)狀、巖石組合、礦物組成、變質(zhì)變形組構(gòu)和巖石地球化學(xué)特征，在原巖恢復(fù)圖解中落入了火成巖區(qū)域，且其原巖可能為花崗巖或花崗閃長巖，后期經(jīng)歷了構(gòu)造作用發(fā)生變質(zhì)變形，變質(zhì)程度為中p／T相系的低角閃巖相，說明研究區(qū)內(nèi)“佳疙瘩組”并非真正傳統(tǒng)意義上的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，只是一套經(jīng)歷了低角閃巖相變質(zhì)作用及變形的侵入體。

該侵入體低鈦、富鋁，鋁飽和指數(shù)（A／CNK）均大于1.1，具飽鋁-過鋁特征，屬高鉀鈣堿性巖系，而高鉀鈣堿性花崗巖和花崗閃長巖（KCG）主要產(chǎn)于造山帶同碰撞-后碰撞階段由擠壓狀態(tài)到張性狀態(tài)的過渡轉(zhuǎn)換期。稀土元素總量偏高，輕重稀土分餾明顯且輕稀土富集，具有一定程度的負(fù)銪異常，富集地幔不相容元素，虧損高場強(qiáng)元素，具有相似的巖漿來源和分異演化趨勢，其巖漿經(jīng)歷了不同程度的大陸地殼混染或發(fā)生了局部地殼物質(zhì)重熔。在微量元素構(gòu)造判別圖解（圖8）中，樣品大多落入同碰撞花崗巖-火山弧花崗巖過渡區(qū)域，極少量落入板內(nèi)花崗巖區(qū)域，說明侵入體形成于陸陸碰撞造山或后碰撞構(gòu)造背景下。

圖8 “佳疙瘩組”變質(zhì)巖系微量元素構(gòu)造判別圖解（底圖據(jù)文獻(xiàn)[31]）Fig.8 Discrimination diagrams of the rare earth elements of the metamorphic rock series of‘Jiageda Formation’（base map after reference[31]）

通過與周建波教授通訊交流得到樣品的鋯石SHRIMP數(shù)據(jù)（測年結(jié)果見表6），均為巖漿結(jié)晶年齡。結(jié)果顯示年齡均在中生代，可分為兩段：一段211.0～199.7Ma，為晚三疊-早侏羅世，另一段151.0～148.0Ma，為晚侏羅-早白堊世。

額爾古納地塊與鄰區(qū)微板塊的拼貼作用于中生代之前已經(jīng)完成，研究區(qū)中生代處于板內(nèi)環(huán)境，其構(gòu)造環(huán)境不具有活動陸緣或島弧特征，因此古太平洋構(gòu)造域?qū)ζ溆绊戄^小，而蒙古-鄂蒙茨克殘余洋構(gòu)造域的影響成為主體[10，28，32-33]。蒙古-鄂霍茨克造山帶的前身杭蓋-肯特洋盆形成于早古生代，早中生代（晚三疊-早侏羅世）西伯利亞地臺相對于蒙古地塊發(fā)生旋轉(zhuǎn)[34-35]，造成了蒙古-鄂霍茨克殘余洋自西向東作剪刀式收縮、閉合，導(dǎo)致其南側(cè)的中蒙古-額爾古納-中朝大陸與北部的西伯利亞大陸碰撞[36]，形成蒙古-鄂霍茨克造山帶，碰撞造山過程中地殼縮短導(dǎo)致總體向南的特大型推覆構(gòu)造，同時伴隨著強(qiáng)烈的巖漿活動；晚中生代（晚侏羅-早白堊世）造山帶進(jìn)入碰撞造山后伸展垮塌階段[5，10，33，37-42]，強(qiáng)烈的地殼伸展變動形成了大規(guī)模韌性剪切帶、拆離斷層和變質(zhì)核雜巖，同時大規(guī)模的巖漿作用造成了雙峰式火山巖噴發(fā)和中酸性巖漿侵位。

表6 八大關(guān)剖面部分巖石樣品鋯石LA-ICP-MS測年結(jié)果Table6 LA-ICP-MS zircon dating results for the sample of profile

以上區(qū)域構(gòu)造特征和巖石地球化學(xué)特征表明：研究區(qū)內(nèi)211.0～199.7Ma的花崗質(zhì)-花崗閃長質(zhì)侵入巖可能形成于蒙古-鄂霍茨克造山帶陸-陸碰撞造成的擠壓構(gòu)造背景下；而151.0～148.0Ma的花崗質(zhì)-花崗閃長質(zhì)侵入巖可能形成于碰撞造山后伸展跨塌階段的伸展構(gòu)造背景下?？傮w反映了由于受到晚三疊-晚侏羅世蒙古-鄂霍茨克造山帶同碰撞-后碰撞構(gòu)造演化過程的影響，研究區(qū)處于從擠壓向伸展過渡的構(gòu)造轉(zhuǎn)換機(jī)制中，轉(zhuǎn)換可能發(fā)生在中侏羅世末期或晚侏羅世[2，10，33，37]。樣品中最古老的巖漿侵位年齡211.0Ma限定了蒙古-鄂霍茨克洋中段的封閉時間下限，即蒙古-鄂霍茨克洋中段在晚三疊世末期已封閉[5，10，36，43]，甚至已經(jīng)開始發(fā)生陸陸碰撞，這與Sengor、Natalin[44]等提出的封閉時間基本一致。

樣品中最年輕的巖漿侵位年齡148.0Ma限定了巖石發(fā)生構(gòu)造變形的時間上限——早白堊世。早白堊世研究區(qū)處于古亞洲洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換為太平洋構(gòu)造域的陸內(nèi)走滑造山背景下，巖石圈伸展減薄造成強(qiáng)烈?guī)r漿活動[9，35，45-47]，形成了總體呈 NNE 向展布的裂陷盆地和伸展山嶺耦合機(jī)制，與此同時在重大伸展構(gòu)造變形作用下研究區(qū)所在的德爾布干斷裂帶強(qiáng)烈活動[9，48]，使研究區(qū)內(nèi)巖石遭受了低角閃巖相變質(zhì)變形作用，發(fā)生了不同程度的片麻理化和糜棱巖化。

上述多期巖漿侵位活動以及德爾布干斷裂帶的強(qiáng)烈活動對內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)區(qū)域成礦作用的影響和意義有待進(jìn)一步研究。

6 結(jié)論

通過對內(nèi)蒙古八大關(guān)牧場附近出露的“佳疙瘩組”的巖石組合、變質(zhì)變形特征、原巖特征及形成時的大地構(gòu)造背景進(jìn)行系統(tǒng)研究和討論，得到以下結(jié)論：

1）研究區(qū)內(nèi)出露的“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系發(fā)育的巖石組合為：黑云二長變晶糜棱巖、花崗閃長質(zhì)變晶糜棱巖、糜棱巖化黑云角閃斜長片麻巖，巖石遭受了變質(zhì)變形，發(fā)生不同程度的片麻理化和糜棱巖化。

2）研究區(qū)內(nèi)所謂的“佳疙瘩組”變質(zhì)巖系并非傳統(tǒng)意義上的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，只是一套經(jīng)歷了低角閃巖相構(gòu)造變質(zhì)變形作用的燕山期侵入體，其巖石主體為兩期巖漿侵位活動的產(chǎn)物：一期發(fā)生在晚三疊-早侏羅世，可能形成于蒙古-鄂霍茨克造山帶碰撞造山所造成的擠壓構(gòu)造背景下；另一期發(fā)生在晚侏羅世，可能形成于碰撞造山后伸展垮塌構(gòu)造背景下，總體反映了晚三疊-晚侏羅世從擠壓向伸展轉(zhuǎn)換的構(gòu)造機(jī)制。

3）早白堊世研究區(qū)處于古亞洲洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換為太平洋構(gòu)造域的陸內(nèi)走滑造山背景下，巖石圈的伸展減薄造成德爾布干斷裂帶強(qiáng)烈活動，所產(chǎn)生的伸展構(gòu)造變形作用使研究區(qū)內(nèi)巖石遭受了低角閃巖相變質(zhì)作用，發(fā)生了構(gòu)造變質(zhì)變形，才形成了現(xiàn)有的糜棱巖或糜棱巖化片麻巖的巖石組合。

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