晚古生代弧后盆地次級構(gòu)造分區(qū)

羅志波 趙 強 王佳奇 劉文杰

(1.天津地球物理勘探中心；2.陜西礦業(yè)開發(fā)工貿(mào)公司；3.天津華北地質(zhì)勘查局)

晚古生代弧后盆地次級構(gòu)造分區(qū)

羅志波1趙 強2王佳奇1劉文杰3

(1.天津地球物理勘探中心；2.陜西礦業(yè)開發(fā)工貿(mào)公司；3.天津華北地質(zhì)勘查局)

牙克石—額爾古納右旗位于大興安嶺北段，區(qū)內(nèi)晚古生代海相沉積地層(紅水泉組、莫爾根河組)發(fā)育,構(gòu)造環(huán)境屬弧后盆地沉積。通過對該地層已有的碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)進行分析認為，區(qū)內(nèi)晚古生代弧后盆地構(gòu)造分區(qū)可劃分為奈吉隆起東南側(cè)近大民山的特尼河—伊敏弧后區(qū)(BAB-1)和奈吉隆起北西側(cè)額爾古納右旗弧后區(qū)(BAB-2)。

碎屑鋯石 弧后盆地 沉積地層 構(gòu)造分區(qū)

大興安嶺北段位于中亞造山帶東段，前中生代的構(gòu)造演化受古亞洲洋控制，中生代以來疊加太平洋構(gòu)造域的強烈改造，具有極為復雜的構(gòu)造特點[1]。同時也正因為大興安嶺所處的該類復雜構(gòu)造位置，使得對于該地區(qū)造山帶構(gòu)造的研究仍存在諸多爭議[2-3]。近年來，學者們對紅水泉組和莫爾根河組沉積地層特別是對碎屑鋯石年齡進行了較為詳細的物源分析，研究表明該套地層屬弧后盆地沉積，沉積物源具有大陸邊緣島弧性質(zhì)[4]。在對上述研究成果深入分析的基礎(chǔ)上，通過匯總已獲得的該地層碎屑鋯石年代數(shù)據(jù)，進一步劃分該地層形成弧后沉積盆地的次級構(gòu)造區(qū)。

1 碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)來源

文中碎屑鋯石數(shù)據(jù)引自文獻[4-5]，HL16-39、MD06-12樣品分別采自額爾古納右旗黑山頭鎮(zhèn)伊諾蓋溝和特尼河東約8 km處[5]，PYM-5樣品采自伊敏地區(qū)[4]。MD06-12、PYM-5樣品在空間位置上與牙克石地區(qū)大民山島弧地體相接近[6]，并且處于奈吉隆起南東側(cè)，HL16-39樣品更靠近額爾古納地塊，處于奈吉隆起北西側(cè)。因此，基于上述樣品分布地理位置的差異，將MD06-12、PYM-5樣品中的碎屑鋯石進行合并，重新編號為C-TY，并與HL16-39樣品進行對比，目的是對該套地層所屬的弧后沉積盆地的次級構(gòu)造分區(qū)提供制約。

2 碎屑鋯石U-Pb年代學特征

晚古生代弧后盆地沉積地層碎屑鋯石年齡分析結(jié)果見圖1。由圖1可知，2處樣品均含有一定比例的前寒武紀碎屑鋯石，表明其源區(qū)存在一定的元古宙—新太古代古老結(jié)晶基底[7]，HL16-39樣品具有更老(1 800～2 600 Ma)的碎屑鋯石(圖1(a)、圖2(b))，暗示其物源額爾古納地塊具有親北側(cè)西伯利亞克拉通的基底屬性；另外該樣品還存在460～420 Ma集中區(qū)域，明顯區(qū)別于C-TY樣品(圖1(c)、圖2(d))，但該部分年齡值與額爾古納右旗北莫爾道嘎花崗巖中繼承鋯石年齡相一致[8]，這進一步表明，額爾古納右旗弧后盆地沉積地層物源屬性更靠近額爾古納地塊，與其所處的大地構(gòu)造位置相符。HL16-39樣品中的碎屑鋯石年齡大多為385～355 Ma(峰值年齡為365±4 Ma，MSWD=1.3，n=15)，C-TY樣品中的碎屑鋯石年齡大多為385～355 Ma(峰值年齡為372±3 Ma，MSWD=0.77，n=27)和350～330 Ma(峰值年齡為339±2 Ma，MSWD=0.60，n=27)。該地層中砂巖組分與巖石化學分析結(jié)果均顯示樣品中年齡為385～330 Ma的碎屑鋯石應(yīng)來源于南東側(cè)大民山島弧[8]，表明區(qū)內(nèi)晚古生代島弧火山活動從晚泥盆世開始一直持續(xù)至早石炭世早期，并且可能存在2期較大規(guī)模的噴發(fā)，并以發(fā)育大規(guī)模酸性火山碎屑巖為特征。上述2組碎屑鋯石年齡的峰值區(qū)間可能分別代表研究區(qū)2期高峰弧火山活動的時限。綜上所述，2處樣品在碎屑鋯石年齡分布上差異明顯，特別是在晚古生代年齡方面，該差異即暗示2類樣品在物源上存在差別，可能處于不同的次級構(gòu)造區(qū)內(nèi)。

3 弧后盆地構(gòu)造分區(qū)

依據(jù)碎屑鋯石U-Pb年齡制約，將牙克石—額爾古納右旗晚古生代弧后沉積盆地進一步劃分為奈吉隆起東南側(cè)近大民山島弧地體的特尼河—伊敏弧后區(qū)(BAB-1)和奈吉隆起北西側(cè)額爾古納右旗弧后區(qū)(BAB-2)，其中奈吉隆起實為具前寒武紀結(jié)晶基底的切割型島弧地體，于早石炭世時期從晚泥盆世大民山陸緣弧分離出來。

圖1 早石炭世弧后盆地碎屑鋯石U-Pb年齡相對頻率分布

在385～355 Ma期間，由烏奴耳—頭道橋洋盆向北俯沖形成大民山陸緣弧。約355 Ma由于烏奴耳—頭道橋洋盆持續(xù)向北俯沖，導致北側(cè)弧后區(qū)開始擴張，并使先前大民山陸緣弧沿特尼河蘇木—伊敏一帶裂開分出東西2部分。位于特尼河—伊敏拉張區(qū)的東側(cè)大民山一帶由先前陸緣弧轉(zhuǎn)變?yōu)閸u弧，在烏奴耳—頭道橋洋盆持續(xù)俯沖下形成350～330 Ma島弧火山巖。因此在近大民山特尼河—伊敏一帶的弧后區(qū)(BAB-1)應(yīng)同時具有385～355 Ma和350～330 Ma島弧物源；西側(cè)部分大致位于奈吉隆起一帶，因從355 Ma開始由大民山陸緣弧分出，該弧提供的物源物質(zhì)仍應(yīng)保留被裂開前385～355 Ma陸緣弧屬性，同時也因被裂解出來而遠離350～330 Ma時期的俯沖區(qū)，從而未形成該時期的弧組分。由該類弧后盆地次級構(gòu)造區(qū)(BAB-2)提供的物源則表現(xiàn)為缺失350～330 Ma碎屑鋯石的特征。

上述碎屑鋯石年齡同時也為烏奴耳—頭道橋洋盆向北俯沖形成晚泥盆—早石炭世早期大民山弧火山的時限提供制約。自烏奴耳—頭道橋一帶弧后盆地性質(zhì)的洋殼形成之后，該洋殼至少從晚泥盆世開始向北西俯沖，并一直延續(xù)至早石炭世(385～330 Ma)，自早石炭世約355 Ma開始，相應(yīng)完整的弧-盆構(gòu)造體系也已形成。

4 結(jié) 語

結(jié)合區(qū)內(nèi)已有的碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)，將區(qū)內(nèi)晚古生代弧后盆地構(gòu)造分區(qū)初步劃分為奈吉隆起東南側(cè)近大民山的特尼河—伊敏弧后區(qū)(BAB-1)和奈吉隆起北西側(cè)額爾古納右旗弧后區(qū)(BAB-2)，為進一研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造特征提供參考。

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[3] 張興洲，馬玉霞，遲效國，等.東北及內(nèi)蒙古東部地區(qū)顯生宙構(gòu)造演化的有關(guān)問題[J].吉林大學學報：地球科學版，2012，42(5)：1269-1285.

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2015-01-15)

羅志波(1987—)，男，助理工程師，碩士，300170 天津市河東區(qū)廣瑞西路67號。