內(nèi)蒙古烏蘭蓋盆地中生代火山巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

孫守亮,李永飛,郜曉勇

沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽(yáng) 110034

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內(nèi)蒙古烏蘭蓋盆地中生代火山巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

孫守亮,李永飛,郜曉勇

沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽(yáng) 110034

筆者對(duì)大興安嶺西部烏蘭蓋盆地南、北緣出露的中生代火山巖進(jìn)行了詳細(xì)的巖石學(xué)、激光全熔40Ar/39Ar測(cè)年及地球化學(xué)研究，探討了中生代火山巖成因與地質(zhì)意義。烏蘭蓋盆地南、北緣的中生代火山巖主要為中性巖(安山巖)與酸性巖(流紋巖)類，各類巖石總體激光全熔40Ar/39Ar定年結(jié)果為(151.8±1.5)～(120.2±1.8) Ma，說(shuō)明其形成時(shí)代總體為晚侏羅世晚期至早白堊世；巖石總體為一套鈣堿性系列到高鉀鈣堿性系列的中性至酸性巖石組合，各類巖石地球化學(xué)特征與殼源巖石的地球化學(xué)特征基本一致，表明它們應(yīng)來(lái)自于地殼物質(zhì)局部熔融形成的殼源巖漿系列。該套火山巖形成于蒙古--鄂霍茨克洋(古太平洋)閉合碰撞造山構(gòu)造背景，在早白堊世151.8 Ma左右區(qū)內(nèi)曾發(fā)生地殼加厚的造山過(guò)程，其巖漿深部動(dòng)力學(xué)背景與巖漿源區(qū)的性質(zhì)主要?dú)w因于增厚的造山帶下地殼發(fā)生的部分熔融作用。

烏蘭蓋盆地；中生代;火山巖；激光全熔40Ar/39Ar測(cè)年；地球化學(xué)

0 引言

烏蘭蓋盆地位于內(nèi)蒙古西烏珠穆沁旗與東烏珠穆沁旗之間，地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°6′ --119°30′和北緯44°45′ --45°56′，面積約15 000 km2,為呈北東向展布的小型斷陷盆地[1]。烏蘭蓋盆地隸屬于二連盆地群東北段，是在興蒙海西期軟對(duì)接、軟碰撞褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的中、新生代盆地。該盆地的基礎(chǔ)地質(zhì)勘查研究程度相對(duì)薄弱，油氣勘查程度較低，缺少中生代火山巖覆蓋之下盆地的規(guī)模、類型和盆地邊界資料，因而限制了該地區(qū)油氣資源潛力評(píng)價(jià)工作[2]。

烏蘭蓋盆地作為以火山巖充填為主的中生代盆地，其火山巖地層屬性與年代學(xué)格架對(duì)比分析，是厘定盆地構(gòu)造樣式、沉積特征、盆地構(gòu)造演化規(guī)律及其對(duì)盆地上古生界含烴層系的控制與改造分析研究的基礎(chǔ)工作。近年來(lái)，隨著火山巖定年方法的不斷改進(jìn)與應(yīng)用，大興安嶺中北段火山巖的精細(xì)同位素年代學(xué)研究已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展[3-13]，但是，關(guān)于烏蘭蓋盆地中的中生代火山巖精細(xì)年代學(xué)的研究與報(bào)道目前仍相對(duì)薄弱。

由于烏蘭蓋盆地第四系覆蓋嚴(yán)重，筆者選擇出露并發(fā)育于烏蘭蓋盆地南北緣的中生代火山巖為研究對(duì)象，利用精細(xì)的激光全熔40Ar/39Ar法對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的年代學(xué)與地球化學(xué)特征研究，以期為烏蘭蓋盆地發(fā)育的火山巖形成構(gòu)造背景提供基礎(chǔ)資料與依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

烏蘭蓋盆地是二連盆地群東北向?yàn)跄崽刿晗葜械囊粋€(gè)小型斷陷盆地，它是在大興安嶺海西褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的中、新生代斷陷沉積盆地，其大地構(gòu)造位置處于中朝板塊與西伯利亞板塊的縫合線上[14-16]。北側(cè)為前蘇聯(lián)和蒙古境內(nèi)的貝加爾、加里東和海西褶皺系，南側(cè)為東西向的中朝板塊，東側(cè)為中生代北東向構(gòu)造系，西側(cè)為南北向構(gòu)造系。

出露于烏蘭蓋盆地南、北緣的中生代火山巖地層自下而上主要為滿克頭鄂博組(J3mk)、瑪尼吐組(J3mn)、白音高老組(J3b)(圖1)及梅勒?qǐng)D組(K1m)、大磨拐河組(K1d)。滿克頭鄂博組為灰--灰綠色流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r夾角礫巖；瑪尼吐組為紫灰色、紅色氣孔狀玄武巖及安山巖；白音高老組為灰白色、灰紫色凝灰?guī)r、流紋巖夾凝灰質(zhì)角礫巖； 梅勒?qǐng)D組為一套灰黑色安山巖、玄武安山巖、安山質(zhì)集塊角礫巖，安山質(zhì)巖屑晶屑凝灰熔巖、深灰色英安巖及英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；大磨拐河組是烏蘭蓋盆地中的下白堊統(tǒng)含煤巖系，《內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志》稱之為巴彥花組，《全國(guó)地層多重劃分對(duì)比研究?jī)?nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》改稱大磨拐河組，其下部與梅勒?qǐng)D組呈平行不整合接觸[1]。

圖1 烏蘭蓋盆地地質(zhì)簡(jiǎn)圖及樣品取樣位置Fig.1 The simplified geological map of the Wulangai basin and sampling location

2 樣品采集與特征

烏蘭蓋盆地中生代火山巖樣品主要采自于盆地北緣及南緣出露的滿克頭鄂博組、白音高老組及瑪尼吐組，各樣品的采樣位置見(jiàn)圖1。樣品10-120采于滿克頭鄂博組流紋斑巖, 坐標(biāo)為117°03′28.29″E, 44°24′58.37″N；樣品10-122采于白音高老組流紋巖, 坐標(biāo)為117°03′30.17″E, 44°24′46.93″N；樣品22-2-1采于滿克頭鄂博組流紋巖, 坐標(biāo)為117°52′56.56″E, 45°47′18.28″N；樣品22-8-1采于瑪尼吐組安山巖, 坐標(biāo)為117°56′41.15″E, 45°42′28.12″N；樣品07-070采于瑪尼吐組安山巖, 坐標(biāo)為118°16′40.14″E, 45°46′07.45″N。

根據(jù)該區(qū)區(qū)測(cè)資料，采集的滿克頭鄂博組巖石樣品多為流紋巖、流紋斑巖；上侏羅統(tǒng)的白音高老組巖石樣品為流紋巖；瑪尼吐組巖石主要為安山巖、玄武安山巖。

巖石鏡下特征如下：

安山巖：灰紫色，斑狀結(jié)構(gòu)，氣孔狀構(gòu)造。斑晶主要為斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母，體積分?jǐn)?shù)為20%～30%，大小為0.5～1.5 mm；斜長(zhǎng)石多呈自形--半自形，角閃石多呈半自形；基質(zhì)主要由微晶斜長(zhǎng)石與玻璃質(zhì)等組成。

流紋巖(白音高老組)：淺灰、灰白色，少斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)隱晶結(jié)構(gòu)，流動(dòng)構(gòu)造。斑晶為斜長(zhǎng)石、石英及少量黑云母，體積分?jǐn)?shù)為8%～10%，大小為0.3～2.0 mm。

流紋巖(滿克頭鄂博組)：灰色、灰綠色，少斑狀結(jié)構(gòu)，流紋構(gòu)造。斑晶為斜長(zhǎng)石和少量黑云母，體積分?jǐn)?shù)為10%～12%，大小為0.5～3.0 mm。

3 測(cè)年樣品的制備及結(jié)果

樣品的激光全熔40Ar/39Ar年代學(xué)研究在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，利用全時(shí)標(biāo)全自動(dòng)高精度高靈敏度激光全熔40Ar/39Ar定年系統(tǒng)測(cè)試完成。采用聚焦激光對(duì)單顆?；蚨囝w粒的礦物巖石樣品進(jìn)行一次性熔融測(cè)定。激光能量1.0～3.5 W，激光束斑直徑為0.5 mm。激光在5 s內(nèi)逐漸升溫到1.0～3.5 W，升溫后熔樣釋氣時(shí)間持續(xù)40 s。系統(tǒng)分兩個(gè)階段使用兩個(gè)鋯鋁泵對(duì)釋出氣體進(jìn)行純化，第一階段純化時(shí)間180 s，第二階段60 s。系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量已知摩爾數(shù)的空氣對(duì)5個(gè)氬同位素(40Ar、39Ar、38Ar、37Ar、36Ar)質(zhì)量歧視進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)與校正，質(zhì)量歧視因子D=1.001 8±0.000 3?；鶞?zhǔn)線和5個(gè)氬同位素均使用電子倍增器進(jìn)行13個(gè)循環(huán)測(cè)量。信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量采用電流強(qiáng)度測(cè)量法，信號(hào)強(qiáng)度以納安(nA)為單位記錄。測(cè)量已知摩爾數(shù)的空氣的氬同位素信號(hào)強(qiáng)度，獲得系統(tǒng)在電子倍增器單位增益下的絕對(duì)靈敏度為2.394×10-18moles/nA。通過(guò)絕對(duì)靈敏度可以將氬同位素信號(hào)強(qiáng)度由nA換算為mol。電子倍增器增益(與法拉第杯測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的比值)為3 000～4 000倍。測(cè)試設(shè)備的平均本底信號(hào)強(qiáng)度(nA)為：40Ar=(2.77±0.15)×10-3，39Ar=(2.85±0.15)×10-5，38Ar=(1.57±0.60)×10-6，37Ar=(4.59±0.59)×10-6，36Ar=(9.28±0.96)×10-6。

系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程、原始數(shù)據(jù)處理、模式年齡和等時(shí)線年齡的計(jì)算均采用美國(guó)加州大學(xué)伯克利地質(zhì)年代學(xué)中心Alan L. Denio博士[17]編寫的“MASS SPEC”軟件自動(dòng)控制，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

采自烏蘭蓋盆地中生代火山巖5件樣品的激光全熔40Ar/39Ar定年結(jié)果見(jiàn)圖2，原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。5件樣品激光全熔40Ar/39Ar等時(shí)線年齡的概率統(tǒng)計(jì)結(jié)果誤差范圍一致(圖2，3)，等時(shí)線年齡與表觀年齡均可靠。由于5件測(cè)年樣品的40Ar值均大于尼爾值((295.5±5.0) Ma)，說(shuō)明這些樣品中40Ar略有過(guò)量或者丟失，從而導(dǎo)致表觀年齡稍有偏老，因而其等時(shí)線年齡更可靠。

因此從本次烏蘭蓋盆地中生代火山巖的激光全熔40Ar/39Ar定年結(jié)果分析：白音高老組樣品(10-122)年齡為(120.2±1.8)Ma；另外，編號(hào)為10-120的樣品在區(qū)測(cè)圖幅中為白音高老組，定年結(jié)果為(136.0±3.0)Ma，依據(jù)其年齡數(shù)據(jù)，該樣品所處填圖單元不排除為滿克頭鄂博組；盆地北緣瑪尼吐組樣品(22-8-1)年齡為(131.7±0.8)Ma；滿克頭鄂博組樣品(22-2-1)年齡為(132.6±1.5) Ma；根據(jù)K/J界線(145.0±0.8) Ma，上述樣品相當(dāng)于早白堊世[17]。

通過(guò)年齡數(shù)據(jù)分析，筆者所采用區(qū)測(cè)圖幅資料中烏蘭蓋盆地南緣瑪尼吐組樣品(07-070)年齡為(151.8±1.5) Ma，其年齡大于滿克頭鄂博組等樣品，說(shuō)明本區(qū)火山巖可能存在相應(yīng)的穿時(shí)性，所屬地層時(shí)代應(yīng)為晚侏羅世?？傮w來(lái)說(shuō)，烏蘭蓋盆地中生代火山巖時(shí)代總體位于晚侏羅世晚期--早白堊世。

4 地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

烏蘭蓋盆地中生代火山巖主量、微量、稀土元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。主量元素?cái)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)去水歸一化后[18]，火山巖在TAS巖石分類圖解(圖3a)上顯示為中性(安山巖)與酸性巖類(流紋巖)(表2)，均屬于亞堿性系列[18-22]；在w(SiO2)-w(K2O)圖解(圖3b)上，火山巖大部分為高鉀鈣堿性系列；在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)上，樣品為準(zhǔn)鋁質(zhì)--過(guò)鋁質(zhì)。各樣品Mg#較低，平均為29.8。

4.2 微量元素地球化學(xué)特征

在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖解(圖4a)上，火山巖表現(xiàn)出富集輕稀土(LREE)，輕重稀土分異明顯的特征。其中安山巖(La/Yb)N值平均為12.92，而流紋巖(La/Yb)N值平均為9.74，均位于上、下地殼(La/Yb)N值之間(5.3～15.5)[23]。安山巖w(∑REE)為：(114.16～244.18)×10-6，平均為188.30×10-6；流紋巖w(∑REE)平均為246.90×10-6，整體較安山巖要高，為(215.97～278.45)×10-6；巖石有明顯Eu異常，其中安山巖樣品Eu值為(1.70～2.66)×10-6，平均為2.17×10-6；而流紋巖則出現(xiàn)了明顯的低異常，為(0.24～1.45)×10-6，平均0.79×10-6。巖石的稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線與上、下地殼的配分曲線相似(圖4 a)[23]。在微量元素配分圖(圖4 b)上，火山巖明顯富集大離子親石元素Rb、Ba、Th、U、K和LREE，而虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti的特征，并且從中性巖到酸性巖，Rb、Ba、Th、U、K富集程度微弱增強(qiáng)，而Nb、Ta、P、Ti虧損程度逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)出典型的殼源巖漿的特征。巖石的Nb/Ta值(10.28～17.06)也和典型的殼源巖漿比較接近[23]。

40Ar*為n(39Ar)/n(40Ar)放射成因。圖2 激光全熔40Ar/39Ar等時(shí)線圖(左)和表觀年齡的概率統(tǒng)計(jì)圖(右)Fig.2 Laser 40Ar/39Ar isochron age(left) and age-probability diagrams(right)

照射通量序號(hào)樣品號(hào)40Ar*/%年齡/Ma±σn(39Ar)/10-15mol信號(hào)強(qiáng)度/nA40Ar39Ar38Ar37Ar36ArJ=0.0053881766-0110-12059.1140.320.8816.195.3960.212270.0054260.01250.0074771766-0210-12054.6140.960.9621.356.7300.24362-0.0026330.01520.0103391766-0310-12055.2141.190.9219.175.9840.218750.0060290.01250.0090691766-0410-12053.7143.710.9714.064.6000.160480.0046080.01660.0072141766-0510-12052.3141.060.9614.974.9260.170830.0047330.01120.0079471766-0610-12049.3142.391.0213.774.8550.157110.0057780.01080.0083301766-0710-12053.6140.530.9425.738.2380.293730.0077350.01850.0129361766-0810-12052.2140.380.9620.916.8610.238670.0062480.01350.0110911766-0910-12058.8140.130.8816.434.7820.187430.0052740.01580.0066761766-1010-12054.7143.800.9515.745.0600.179640.0049060.01320.0077651766-1110-12053.7145.030.9817.725.8510.202240.0055960.01210.0091681766-1210-12052.8143.510.9825.368.4210.289270.0078250.01470.0134551766-1310-12057.7141.810.9120.126.0380.229610.0055230.01500.0086411766-1410-12052.0143.901.0015.975.4070.182330.0052760.01520.0087941766-1510-12052.4142.380.9820.926.9450.238580.0068470.01610.0112011766-1610-12057.0143.190.9118.885.7950.215390.0057170.01430.0084371766-1710-12061.5140.520.8621.285.9370.242800.0056750.01340.0077401766-1810-12054.4141.470.9518.305.8060.208740.0056060.01310.0089551766-1910-12055.4142.490.9417.315.4360.197370.0051480.01310.0082111766-2010-12056.3141.640.9212.973.9860.147920.0039330.00830.0059041766-2110-12054.7143.600.9513.374.2840.152490.0042350.00920.006563J=0.0054041767-0110-12270.6123.940.954.941.0520.056400.0040360.02970.0010571767-0210-12276.0120.000.8412.932.4690.147390.0098800.08220.0020351767-0310-12272.2121.360.8713.212.6890.150700.0100800.08160.0025601767-0410-12253.6124.021.029.682.7120.110390.0075290.06510.0042801767-0510-12262.5122.000.9211.072.6130.126200.0087270.07200.0033361767-0610-12261.0119.700.9210.662.5290.121620.0086770.06910.0033581767-0710-12274.7121.190.869.261.8170.105620.0070440.05970.0015731767-0810-12271.7124.600.938.151.7160.093010.0064230.05330.0016611767-0910-12253.3123.161.084.851.3550.055290.0041490.02970.0021501767-1010-12260.0122.681.103.540.8750.040320.0028580.02180.0011921767-1110-12274.5127.240.966.441.3320.073490.0049230.07460.0011701767-1210-12262.2120.700.965.941.3950.067770.0051420.03420.0017971767-1310-12258.1123.011.064.431.1340.050480.0035670.03170.0016161767-1410-12258.2122.801.103.070.7830.034960.0025690.01760.0011141767-1510-12268.9124.070.946.721.4680.076750.0049090.04570.0015601767-1610-12269.9119.860.891.082.2340.122880.0083930.06390.0022961767-1710-12272.4120.760.899.131.8420.104100.0068370.05900.0017411767-1810-12276.0121.080.889.191.7710.104810.0069370.05900.0014551767-1910-12278.7121.690.899.931.8560.113190.0076450.05980.0013551767-2010-12264.0121.920.948.091.8650.092270.0063920.04800.0022861767-2110-12258.9124.611.114.961.2710.056620.0042270.03500.001777

表1(續(xù))

表1(續(xù))

圖3 火山巖TAS分類命名圖解(a)、w(SiO2)-w(K2O)圖解(b) 與A/CNK-A/NK圖解(c)Fig.3 w(SiO2)-w(K2O+Na2O) of classification diagram (a) and w(SiO2)-w(K2O) diagrams (b) for the study rocks and A/CNK-A/NK diagrams(c)

5 巖石成因與構(gòu)造背景

烏蘭蓋盆地盆緣發(fā)育的中生代火山巖，總體為一套鈣堿性系列到高鉀鈣堿性系列的中酸性巖石組合；安山巖Rb/Sr平均值為0.185，接近于上地殼該比值(0.22)[23]，而明顯高于原始地幔(0.03)、E-MORB(0.033)和OIB(0.047)的Rb/Sr值[24]；而滿克頭鄂博組和白音高老組的酸性火山巖Rb/Sr的平均值分別為2.51、6.53。不同巖類Sr含量的變化，主要?dú)w因于加厚下地殼不同壓力范圍內(nèi)不同殘留相物質(zhì)部分熔融的結(jié)果[25](圖5)。安山巖、流紋巖Ti/Y平均值分別為391、35；安山巖接近于下地殼的Ti/Y值(307)[23]；而流紋巖較低的Ti/Y值可能歸因于鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用。各類巖石地球化學(xué)特征與殼源巖石的地球化學(xué)特征基本一致，表明它們應(yīng)來(lái)自地殼物質(zhì)局部熔融形成的殼源巖漿系列。

對(duì)于殼源的中、酸性巖石而言，Sr、Yb豐度被認(rèn)為是識(shí)別與判別巖漿源區(qū)成因與性質(zhì)的有效判別指標(biāo)[23]。在w(Sr)-w(Yb)圖解(圖5)中，烏蘭蓋盆地中生代火山巖從中性到酸性，大致對(duì)應(yīng)于埃達(dá)克型、閩浙型、南嶺型的巖石地球化學(xué)特征，說(shuō)明本區(qū)早白堊世中酸性火山巖是由加厚下地殼不同殘留礦物相部分熔融產(chǎn)生。本區(qū)131.7 Ma左右發(fā)育的具有埃達(dá)克型火山巖可能是在榴輝巖相下地殼(以石榴石為主，壓力>1.0 GPa，對(duì)應(yīng)地殼厚度大約為50 km)的部分熔融的產(chǎn)物；閩浙型酸性巖可能是在角閃巖相下地殼(以角閃巖+斜長(zhǎng)石為主，壓力0.8～1.0 GPa，對(duì)應(yīng)地殼厚度大約為30 km)的部分熔融的產(chǎn)物；具有南嶺型的流紋巖則是正常厚度下地殼(厚度<30 km，壓力<0.8 GPa)的部分熔融的產(chǎn)物[26]。

表2 烏蘭蓋盆地中生代火山巖常量元素和微量元素、稀土元素分析結(jié)果Table 2 Analytical results of major and trace element for the volcanic rocks of the Manitu Formation in the Wulangai basin

注：主量、微量元素?cái)?shù)據(jù)由國(guó)土資源部沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)室測(cè)定； Mg#由Geoplot程序計(jì)算，Eu/Eu*=Eucn/(Smcn·Gdcn)0.5。主量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為%;

微量元素和稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-6。

球粒隕石與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值引自文獻(xiàn)[23]，上、下地殼數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[24]。圖4 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(a)與不相容元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(b)Fig.4 Rare earth element chondrite-normalized distribution patterns(a)and primitive mantle-normalized trace element spiderdiagram(b)for the study rocks

圖5 烏蘭蓋盆地中生代火山巖w(Sr)-w(Yb)圖解Fig.5 w(Sr)-w(Yb) diagram for the rocks from the Manitu formation in Wulangai basin

從時(shí)間與巖石類型空間分析，本區(qū)存在著一個(gè)由埃達(dá)克型(151.8 Ma±)--南嶺型(136.0 Ma±)--埃達(dá)克型(131.7 Ma±)--南嶺型(120.2 Ma)發(fā)育過(guò)程，對(duì)應(yīng)于造山帶演化的不同階段，即： 由一個(gè)正常地殼發(fā)育為加厚地殼(高原)再轉(zhuǎn)化為正常地殼的過(guò)程。己有的資料表明，蒙古--鄂霍茨克洋在中--晚侏羅世閉合[27]，但該大洋呈剪刀式自西向東逐漸閉合，西部最終閉合時(shí)間為晚侏羅世，東部最終閉合碰撞造山為早白堊世[28]。筆者研究的烏蘭蓋盆地南、北緣中生代火山巖形成于晚侏羅世晚期至早白堊世，恰為該洋的閉合碰撞造山期階段，其必然引起區(qū)域性的擠壓并產(chǎn)生地殼不均勻縮短加厚至麻粒巖相，促使造山帶巖石圈增厚，最后導(dǎo)致下地殼底部熔融形成中酸性火山巖[29]，進(jìn)而導(dǎo)致造山帶重力坍塌，形成具有伸展型的南嶺型中酸性巖漿。近年來(lái)，在研究蒙古--鄂霍茨克洋(古太平洋)構(gòu)造演化對(duì)于大興安嶺中生代巖漿與成礦作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，大興安嶺中侏羅世--白堊紀(jì)，存在著多期近乎東西向的南向逆沖推覆構(gòu)造事件，而各期逆沖構(gòu)造必然造成地殼的不均勻加厚以及隨之而來(lái)的伸展。研究區(qū)發(fā)育火山巖特征，正是多期逆沖推覆構(gòu)造事件的反映：埃達(dá)克型(151.8 Ma±)前期推覆加厚地殼；南嶺型(136.0 Ma±)推覆加厚地殼的垮塌伸展；埃達(dá)克型(131.7 Ma±)新的推覆加厚地殼；南嶺型(120.2 Ma)該期推覆加厚地殼的垮塌伸展。根據(jù)本次年代學(xué)數(shù)據(jù)分析，每次推覆構(gòu)造事件的間隔持續(xù)5～15 Ma。因此，大興安嶺烏蘭蓋盆地中生代火山巖是蒙古--鄂霍茨克洋(古太平洋)閉合碰撞造山作用過(guò)程深部巖漿作用的反應(yīng)。

6 結(jié)論

1)烏蘭蓋盆地南、北緣中生代火山巖主要為中性(安山巖)與酸性巖類(流紋巖)，火山巖激光全熔40Ar/39Ar定年結(jié)果為(151.8±1.5)～(120.2±1.8) Ma，說(shuō)明其時(shí)代總體位于晚侏羅世晚期至早白堊世。

2)各類巖石總體為一套鈣堿性系列到高鉀鈣堿性系列，巖石地球化學(xué)特征與殼源巖石的地球化學(xué)特征基本一致，表明它們應(yīng)來(lái)自于地殼局部熔融形成的殼源巖漿系列。

3)烏蘭蓋盆地中生代火山巖形成于蒙古--鄂霍茨克洋(古太平洋)閉合碰撞造山構(gòu)造背景，在早白堊世區(qū)內(nèi)曾發(fā)生地殼加厚的造山過(guò)程，其巖漿深部動(dòng)力學(xué)背景與巖漿源區(qū)的性質(zhì)主要?dú)w因于增厚的造山帶下地殼發(fā)生的部分熔融作用。

巖石元素測(cè)試得到了沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所何煉教授、岳明新高級(jí)工程師等人員的熱心幫助；激光氬-氬全熔年代學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到了北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周晶博士的熱心幫助；在此，對(duì)以上人員表示最誠(chéng)摯的謝意。

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Mesozoic Volcanic Rocks Geochronology and Geochemical Characteristics in Wulangai Basin of Inner Mongolia and Their Geological Significance

Sun Shouliang,Li Yongfei,Gao Xiaoyong

ShenyangInstituteofGeologyandMineralResources/ShenyangCenterofGeologicalSurvey,ChinaGeologicalSurvey,Shenyang110034,China

The detailed petrology, Laser40Ar/39Ar dating and the geochemical characteristics of the Mesozoic volcanic rocks from Wulangai basin of the Western Great Xing’an Mountain have been studied on the ground of their genesis and geological implication. We suggest that the Mesozoic volcanic rocks of Wulangai basin are mainly medium (andesite) and acid rocks (rhyolite) in the age of (151.8±1.5)-(120.2±1.8) Ma by the methods of Laser40Ar/39Ar dating, identical to the Late Jurassic to Early Cretaceous. The volcanic rock types are medium to acid rocks of the Calc-Alkaline to high-K Calc-Alkaline. The geochemical characteristics is the same as crustal rocks’. This indicates that it derived from the partial melting of the crustal material. The volcanics from Wulangai basin should be result from the collision of Mongol-Okhotsk(Paleo-Pacific) orogenic belt and the thickened lower crust in Early Cretaceous around 151.8 Ma. Combined with the background of the magma dynamics and the nature of the magma, the volcanics were from the partial melting of the thickened orogenic belt.

Wulangai basin; Mesozoic；volcanic rocks; Laser40Ar/39Ar dating; geochemical

10.13278/j.cnki.jjuese.201502109.

2014-06-18

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(1212011121085,1212011085473，1212010782001，1212011120970)

孫守亮(1982--)，男，滿族,工程師，主要從事沉積學(xué)與石油地質(zhì)學(xué)研究，E-mail:ssl_email@126.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201502109

P59

A

孫守亮,李永飛,郜曉勇.內(nèi)蒙古烏蘭蓋盆地中生代火山巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(2):441-452.

Sun Shouliang,Li Yongfei,Gao Xiaoyong.Mesozoic Volcanic Rocks Geochronology and Geochemical Characteristics in Wulangai Basin of Inner Mongolia and Their Geological Significance.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(2):441-452.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201502109.