滿歸地區(qū)早侏羅世巖漿作用及其地質(zhì)意義

李中會(huì)，李陽(yáng)，李睿杰，李凱

(1.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，哈爾濱 150036；2.黑龍江省齊齊哈爾地質(zhì)勘查總院，齊齊哈爾 161006)

0 引言

蒙古—鄂霍茨克縫合帶西起中蒙古地區(qū)(西段)，經(jīng)外貝加爾西南地區(qū)(中段)至外貝加爾—阿穆?tīng)柕貐^(qū)(東段)[1]，是中亞造山帶重要組成部分。蒙古—鄂霍茨克洋于早二疊世初期由于蒙古微大陸西部與西伯利亞大陸碰撞，自西向東作剪刀式收縮閉合[2-3]。有關(guān)縫合帶各段閉合時(shí)間及地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程一直是地質(zhì)學(xué)家探討和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。夾持于華北和西伯利亞板塊之間的中國(guó)東北地區(qū)，處于該縫合帶中段，經(jīng)歷了蒙古—鄂霍茨克洋閉合，發(fā)育了大規(guī)模巖漿活動(dòng)。

近年研究人員陸續(xù)報(bào)道了額爾古納地塊僅大興安嶺火山巖帶發(fā)育與蒙古—鄂霍茨克洋殼俯沖作用相關(guān)的火成巖，時(shí)間集中在中—晚三疊世[4]、晚三疊世—早侏羅世[5-8]、早侏羅世[9-10]、晚侏羅世—早白堊世[4,11-16]。大地構(gòu)造單元演化方面，除漠河盆地外，東北地區(qū)晚侏羅世—早白堊世盆嶺構(gòu)造形成[11]、晚中生代(150～110 Ma)松遼盆地早期火山斷陷盆地形成同樣受其影響[17]。這些不同的認(rèn)識(shí)暗示蒙古—鄂霍茨克洋殼俯沖作用對(duì)額爾古納地塊及周邊構(gòu)造-巖漿演化，尤其是大興安嶺的相關(guān)研究具有重要意義。本文依據(jù)1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，以大興安嶺北部滿歸地區(qū)大面積分布的早侏羅世巖漿巖為研究對(duì)象，開(kāi)展巖石學(xué)、地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)方面的研究，分析巖石成因、構(gòu)造環(huán)境，結(jié)合區(qū)域近同一時(shí)期巖漿時(shí)空分布，探討巖漿活動(dòng)的動(dòng)力學(xué)背景。這對(duì)揭示蒙古—鄂霍茨克縫合帶對(duì)這一地區(qū)的影響具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于額爾古納地塊北緣，空間上北鄰蒙古—鄂霍茨克縫合帶(圖1(a))[10]。本文滿歸地區(qū)坐標(biāo)為52°00′～53°00′N(xiāo)，121°30′～123°00′E(圖1(b))。區(qū)內(nèi)出露較老地層為古元古界興華渡口巖群，為結(jié)晶基底；新元古界—下寒武統(tǒng)吉祥溝組、古生界泥鰍河組和紅水泉組零星分布。北部見(jiàn)少許中侏羅統(tǒng)繡峰組粗碎屑沉積；南部及東南部分別為下侏羅統(tǒng)中酸性火山巖和中下侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)基性—中酸性火山巖。侵入巖出露面積5 836 km2，占研究區(qū)總面積的79%，以大量早侏羅世石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖和少許晚侏羅世、晚三疊世、元古宙—早古生代花崗巖區(qū)別于前人劃分的大面積新元古代—古生代侵入巖[10，18]。構(gòu)造以NE—NEE向韌—脆性斷裂為主(圖1(b))。

2 巖石學(xué)特征

細(xì)中粒石英閃長(zhǎng)巖(圖2(a)、(b))巖石呈灰黑色，細(xì)中粒結(jié)構(gòu)為主，微碎裂構(gòu)造和塊狀構(gòu)造;巖石由黑云母、角閃石、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石及石英等組成;巖石局部受力壓碎，沿裂隙碳酸鹽、綠泥石貫入交代。中粒花崗閃長(zhǎng)巖(圖2(c)、(d))在研究區(qū)北部被中侏羅統(tǒng)漠河組(J2m)陸源碎屑沉積巖覆蓋;由少許角閃石、片狀黑云母、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英組成;在測(cè)區(qū)南部巖石有糜棱巖化現(xiàn)象，黑云母褪色白云母化使巖石形成二云母花崗閃長(zhǎng)巖。細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖(圖2(e)、(f))主要分布于研究區(qū)西部，由斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及黑云母組成;云母主要為黑云母，少許褪色為白云母，副礦物有鋯石、磷灰石、磁鐵礦。中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(圖2(g))在研究區(qū)中部呈巨大巖基，巖石由斑晶鉀長(zhǎng)石、基質(zhì)斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母組成；副礦物為鋯石、磷灰石、磁鐵礦、榍石，局部見(jiàn)細(xì)粒閃長(zhǎng)質(zhì)暗色包裹體。中酸性火山巖分布在滿歸附近，巖性為流紋巖、安山巖和少許晶屑凝灰?guī)r。受動(dòng)力變質(zhì)作用影響有方解石、石英、綠泥石、綠簾石充填交代礦物或巖石，被細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖侵入[18]。

石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖含有Ⅰ型花崗巖的特征礦物角閃石[19]，顯示巖石具Ⅰ型花崗巖的特點(diǎn)。

(d)中粒花崗閃長(zhǎng)巖顯微照片 (e)細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖標(biāo)本(f)細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖顯微照片(g)中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖標(biāo)本Qz.石英;Or.鉀長(zhǎng)石;Pl.斜長(zhǎng)石;Bi.黑云母圖2 滿歸地區(qū)主體巖漿巖野外露頭(a)、標(biāo)本(c,e,g)和顯微照片(b,d,f)Fig.2 Field outcrop(a),specimens(c,e,g) and microscopic photographs(b,d,f)of the major magmatic rocks in Mangui area

3 樣品分析方法

3.1 鋯石測(cè)年

鋯石分選由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室完成，樣品靶制備在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石陰極發(fā)光照相和LA-ICP-MS同位素測(cè)定在天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室完成。樣品采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎—淘洗—分選，雙目鏡下選出晶形較好的鋯石，對(duì)鋯石進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相，確定所測(cè)鋯石位置，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鋯石U-Pb同位素測(cè)定[20]。采用ICP-MS Data Cal程序和Isoplot(ver3.0)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3.2 全巖化學(xué)分析

主量元素、稀土元素及微量元素分析由原國(guó)土資源部沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室完成，主量元素采用X射線熒光光譜儀(Axiosmax)，稀土元素及微量元素采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(X-seriseⅡ)分析，分析誤差<5%。

4 鋯石年代學(xué)特征

石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖和安山巖中各采集了1件同位素測(cè)年樣品，年齡計(jì)算采用206Pb/238U 年齡。從結(jié)果可以看出，巖石年齡均為早侏羅世。其中安山巖(圖1(b)同位素采樣位置5)年齡(199±1) Ma，石英閃長(zhǎng)巖(圖1(b)同位素采樣位置4)年齡(193±1) Ma，花崗閃長(zhǎng)巖(圖1(b)同位素采樣位置3)年齡(188±1) Ma、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖(圖1(b)同位素采樣位置2)年齡(188±1) Ma、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(圖1(b)同位素采樣位置1)年齡(184.0±1.1) Ma。

安山巖鋯石CL圖像、U-Pb諧和年齡及樣品測(cè)定結(jié)果已在其他文章中進(jìn)行了詳細(xì)介紹[21]。其余樣品鋯石CL圖像及U-Pb諧和年齡圖見(jiàn)圖3，部分樣品測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

(a)細(xì)中粒石英閃長(zhǎng)巖(P19Tc26)樣品 (b)中粒花崗閃長(zhǎng)巖(P14B57)樣品

(c)細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖(P26Tc10)樣品 (d)中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(P53B19)樣品圖3 滿歸地區(qū)主體巖漿巖鋯石CL圖像及U-Pb一致曲線Fig.3 CL images and U-Pb concordia diagrams of the zircon in the major magmatic rocks in Mangui area

表1 花崗閃長(zhǎng)巖樣品(P14B57)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果Tab.1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analysis of granodiorite P14B57 sample

表2 中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖樣品(P53B19)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果Tab.2 LA-ICP-MS zircon U -Pb isotopic analysis of medium-fine- grained macrophenocryst monzogranite P53B19 sample

石英閃長(zhǎng)巖樣品(P19Tc26)所測(cè)22個(gè)點(diǎn)206Pb/238U表面數(shù)據(jù)擬合一致性好，顯示巖漿高度均一，代表了巖石成巖年齡。中?；◢忛W長(zhǎng)巖樣品(P14B57)所測(cè)27個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)主要分為2部分：一部分編號(hào)為1、2、5～7、9、12、15、16、19～20、22～24和26的15個(gè)點(diǎn)，206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為(188±1) Ma，代表了巖石成巖年齡;另一部分編號(hào)為3、8、11、13～14和25的6個(gè)點(diǎn)206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為(430±3) Ma，還有6個(gè)點(diǎn)206Pb/238U表面年齡值散布在210 Ma、305 Ma、333 Ma、390 Ma、397 Ma，這12個(gè)點(diǎn)鋯石內(nèi)部振蕩環(huán)帶清晰，Th/U比值均在0.1以上，顯示的是巖漿成因鋯石，反映巖漿形成過(guò)程中有不同時(shí)代巖漿巖物源。細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖樣品(P26Tc10)所測(cè)19個(gè)點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡數(shù)據(jù)擬合一致性好，顯示巖漿高度均一，代表了巖石成巖年齡。中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖樣品(P53B19)所測(cè)25個(gè)點(diǎn)中，有22個(gè)點(diǎn)206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為(184±1.1) Ma，其他編號(hào)為25、7、11的3個(gè)點(diǎn)206Pb/238U表面年齡為197 Ma、391 Ma、429 Ma，這3個(gè)點(diǎn)鋯石內(nèi)部振蕩環(huán)帶清晰，Th/U比值均在0.1以上，顯示的是巖漿成因鋯石，說(shuō)明巖漿形成過(guò)程中有不同時(shí)代巖漿巖物源。

5 地球化學(xué)特征

滿歸地區(qū)主體巖漿巖地球化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表3。

樣品編號(hào)巖性稀土元素含量/10-6LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuYσDIMg#∑REE含量/10-6δEu(La/Yb)NP17-2B11-12D2148中酸性火山巖安山巖38.980.310.2039.27.761.777.301.156.291.213.370.583.510.5332.22.665.336.4234.300.717.13流紋巖42.9101.011.1042.18.501.618.011.337.551.464.200.754.690.7138.43.983.025.5274.300.595.89P13LT1B10P19TC26P15TC28細(xì)中粒石英閃長(zhǎng)巖25.370.810.2043.09.291.988.331.448.281.644.700.875.300.8244.62.441.744.3236.600.683.4230.680.69.4937.97.751.786.851.105.911.133.190.583.490.5630.12.561.337.8221.000.736.2935.872.18.6932.56.381.345.960.965.421.052.980.543.360.5327.63.236.960.6205.200.667.64P53B43P18TC12P18TC20中粒花崗閃長(zhǎng)巖23.845.65.4520.54.340.992.950.432.310.461.250.231.440.3412.92.278.730.8122.950.8011.8628.255.56.0220.92.980.962.730.281.190.210.640.110.740.125.71.985.128.8126.301.0127.3326.655.15.8720.62.870.882.620.271.190.210.640.120.740.125.42.086.523.7123.200.9725.78P26TC10P24TC16P12B32細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖16.731.93.7312.52.120.261.930.261.310.240.720.130.840.146.22.091.727.878.990.3914.2613.329.52.9010.21.880.461.690.221.020.180.480.080.500.075.01.985.123.567.490.7819.0818.841.24.9617.03.000.372.430.281.230.230.670.130.830.146.22.291.431.897.440.4116.25PMC39B2P17-2B6P9LT141B7PM9LT142B8中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖11.924.72.619.41.440.541.340.170.850.160.480.080.630.114.22.888.431.658.400.6313.5514.031.53.3311.71.900.611.770.221.120.200.610.110.680.115.42.588.642.473.251.0014.7729.164.95.7319.23.580.902.950.463.150.631.850.301.920.3619.32.184.939.1154.270.8210.8755.6105.010.7036.35.731.234.240.512.590.461.330.191.210.2214.82.284.836.8239.720.7332.96

5.1 主量元素化學(xué)特征

滿歸地區(qū)主體巖漿巖全巖SiO2含量為53.20%～74.71%，屬于中酸性巖類(lèi)；Na2O含量為3.24%～4.56%，K2O含量為1.35%～5.27%，全堿(Na2O+K2O)含量為4.68%～9.33%，其中石英閃長(zhǎng)巖硅、鈉、鉀及全堿含量明顯低于同期其他巖石；Na2O/K2O為0.85～2.47，其中中酸性火山巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖總體表現(xiàn)為鈉質(zhì)，二長(zhǎng)花崗巖表現(xiàn)為鉀質(zhì)。MgO含量為0.41%～7.88%，其中石英閃長(zhǎng)巖含量明顯高于其他巖石，石英閃長(zhǎng)巖3個(gè)樣品Mg#值為37.8～60.6，平均值47.57，含量較高，其他樣品Mg#值為23.5～39.1(除中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖有1個(gè)樣品Mg#值為42.4)。里特曼指數(shù)σ大多數(shù)小于3.3，為鈣堿性；在K2O-SiO2圖解(圖4(a))中巖石除流紋巖落入鉀玄巖系列區(qū)外，全部落入高鉀鈣堿性系列區(qū)；在A/CNK-A/NK圖(圖4(b))中大部分樣品點(diǎn)落入準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)，只有細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖的個(gè)別樣品點(diǎn)落入過(guò)鋁質(zhì)區(qū)；在滿歸主體巖漿巖成因類(lèi)型判別圖(圖5)中樣品點(diǎn)幾乎全部落入Ⅰ&S型區(qū)，結(jié)合前述巖石學(xué)分析，部分巖石含有角閃石，總體判別巖漿巖成因類(lèi)型還應(yīng)屬于Ⅰ型。主量元素反映早侏羅世巖漿巖屬于高鉀鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)Ⅰ型巖漿巖。

(a)K2O-SiO2圖解 (b)A/CNK-A/NK圖解1.安山巖、流紋巖；2.石英閃長(zhǎng)巖；3.花崗閃長(zhǎng)巖；4.細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖；5.中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖圖4 滿歸主體巖漿巖部分巖化指數(shù)圖解Fig.4 Diagrams of part petrochemical index for the major magmatic rocks in Mangui area

(a)Zr-10000×Ga/Al圖解 (b)K2O/MgO-10000×Ga/Al圖解

(c)(Na2O+K2O)/CaO-10000×Ga/Al圖解 (d)TFeO/MgO-10000×Ga/Al圖解1.安山巖、流紋巖；2.石英閃長(zhǎng)巖；3.花崗閃長(zhǎng)巖；4.細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖；5.中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖圖5 滿歸主體巖漿巖成因類(lèi)型(A型,I型,S型)判別圖Fig.5 Discrimination diagrams of petrogenetic type (A type,I type,S type) for the major magmatic rocks in Mangui area

Mg#值數(shù)據(jù)表明，石英閃長(zhǎng)巖最高，平均值>40[22]，具有殼?；旌蠋r漿的特點(diǎn)；中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖有1個(gè)樣品為42.4，暗示有幔源參與的可能，其他巖石Mg#值均低于40，反映其不具有幔源成分的參與。

主量元素分析Al2O3含量為12.61%～16.40%，特征值DI為36.90～91.70。Al2O3值、DI值與Petro等[23]壓性與張性環(huán)境(壓性Al2O3含量為13.95%～14.90%，DI為83.10～83.34；張性Al2O3含量為12.23%～13.34%，DI為88.87～91.97)巖漿巖對(duì)比，早期火山巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖具壓性特征，二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)更多具壓性—張性過(guò)渡特征。SiO2-lg[CaO/(K2O+Na2O)]圖解(圖6(a))顯示：早侏羅世的中酸性火山巖和石英閃長(zhǎng)巖是擠壓性環(huán)境形成的，部分二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)是在擠壓和拉張過(guò)渡環(huán)境形成的，具碰撞—后碰撞特點(diǎn)。在R1-R2花崗巖構(gòu)造環(huán)境關(guān)系圖(圖6(b))中，早侏羅世火山巖和石英閃長(zhǎng)巖主要形成于碰撞后抬升—造山晚期階段，花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖全部落入同碰撞期，顯示巖漿活動(dòng)與板塊俯沖-碰撞關(guān)系密切。

(a)SiO2-lg[CaO/(K2O+Na2O)]圖解(b)R1-R2圖解1.安山巖、流紋巖；2.石英閃長(zhǎng)巖；3.花崗閃長(zhǎng)巖；4.細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖；5.中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖；(1).地幔分離；(2).板塊碰撞前的；(3)碰撞后的抬升；(4)造山晚期的；(5)非造山的；(6)同碰撞的；(7)造山期后圖6 滿歸主體巖漿巖主量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.6 Discrimination diagrams of the tectonic setting of major elements for the major magmatic rocks in Mangui area

5.2 稀土元素及微量元素地球化學(xué)特征

從表3中可以看出，巖石稀土元素總量(ΣREE含量)中等，為58.4×10-6～274.30×10-6，但不同巖石類(lèi)型變異程度較大，中酸性火山巖、石英閃長(zhǎng)巖稀土元素總量最高，二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)含量偏低。所有巖石輕重稀土元素分餾較為明顯，(La/Yb)N為3.42～32.96，其中火山巖、石英閃長(zhǎng)巖(La/Yb)N值偏低，分餾程度明顯不如其他巖石。稀土元素配分曲線(圖7(a))顯示：中酸性火山巖、石英閃長(zhǎng)巖、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖曲線形態(tài)相似，均呈現(xiàn)輕稀土元素右傾，輕重稀土元素分餾明顯，Eu呈“V”字形負(fù)異常；花崗閃長(zhǎng)巖、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖稀土元素配分曲線相似，曲線右傾，輕重稀土元素分餾明顯，Eu 無(wú)異常。微量元素蛛網(wǎng)圖(圖7(b))顯示：巖石大離子親石元素Ba相對(duì)富集，Rb、Sr相對(duì)虧損；高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、U 相對(duì)富集，Nb、Ti、Y等相對(duì)虧損；曲線具有Nb、Sr、Ti的明顯負(fù)異常。微量元素Zr含量絕大部分為81.80×10-6～233.00×10-6(<250×10-6)，(Zr+Nb+Ce+Y)含量絕大部分為146.11×10-6～282.61×10-6(<350×10-6)，均低于典型非造山A型花崗巖的含量[24]，反映巖石不屬于A型系列。

上述分析可以看出，巖石稀土元素曲線形態(tài)分為2類(lèi)，Eu元素虧損不遵從于巖漿從基性—酸性分離結(jié)晶的演化規(guī)律，暗示巖漿不是來(lái)源于同源巖漿。巖石稀土曲線形態(tài)均右傾，重稀土元素虧損，說(shuō)明源區(qū)有石榴石相殘留，Eu呈“V”字形負(fù)異常，反映源區(qū)有斜長(zhǎng)石相殘留；稀土元素配分曲線形態(tài)相似的巖石可能具有相近的巖漿來(lái)源。微量元素蛛網(wǎng)圖顯示：巖石大離子親石元素Ba相對(duì)富集，Rb、Sr相對(duì)虧損；高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、U 相對(duì)富集，Nb、Ti、Y 等相對(duì)虧損；曲線具有Nb、Sr、Ti的明顯負(fù)異常，暗示巖漿來(lái)源與強(qiáng)烈分異的分離結(jié)晶作用不一致[25]，說(shuō)明巖石不是形成于長(zhǎng)期較穩(wěn)定的環(huán)境，與擠壓造山環(huán)境更密切[26]。

(a)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖 (b)微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖1.安山巖、流紋巖；2.石英閃長(zhǎng)巖；3.花崗閃長(zhǎng)巖；4.細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖；5.中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖圖7 滿歸主體巖漿巖稀土元素配分模式與微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.7 Distribution Pattern of REE and spider diagram of trace elements for the major magmatic rocks in Mangui area

在滿歸主體巖漿巖微量元素Rb-(Y+Nb)、Nb-Y構(gòu)造判別圖解(圖8)中樣品點(diǎn)均落入火山弧區(qū)，顯示巖石形成于火山弧。

(a)Rb-(Y+Nb)圖解 (b)Nb-Y圖解1.安山巖、流紋巖；2.石英閃長(zhǎng)巖；3.花崗閃長(zhǎng)巖；4.細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖；5.中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖圖8 滿歸主體巖漿巖微量元素構(gòu)造判別圖Fig.8 Discrimination diagrams of the tectonic setting of trace elements for the major magmatic rocks in Mangui area

6 討論

6.1 巖漿成因類(lèi)型與來(lái)源

通過(guò)上述資料可以看出，無(wú)論從礦物組合還是巖石地球化學(xué)特征均反映滿歸地區(qū)主體巖漿巖巖石成因類(lèi)型為I型。前人曾將含巖漿鋯石具核幔構(gòu)造，且能夠反映源巖時(shí)代的侵入巖認(rèn)為是地殼重熔型S型巖漿的產(chǎn)物[4]，滿歸地區(qū)主體巖漿巖測(cè)年結(jié)果及鋯石CL圖像特征表明，安山巖、花崗閃長(zhǎng)巖、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖具有這種特征，但所有巖體均不見(jiàn)地殼重熔過(guò)程中源巖的殘留體及重熔不徹底形成的具混合特征的巖石，主要礦物之間也未見(jiàn)相互交代現(xiàn)象，因此我們認(rèn)為滿歸地區(qū)主體巖漿巖并不是地殼重熔的產(chǎn)物。

火山巖和花崗巖源區(qū)的形成一般有以下3種：幔源巖漿的結(jié)晶分異作用、巖漿混合作用和地殼物質(zhì)的部分熔融作用[27]。巖石學(xué)、巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)及各種判別圖解表明，滿歸地區(qū)主體巖漿巖并不是由同源巖漿經(jīng)結(jié)晶分異作用形成。石英閃長(zhǎng)巖與幔源有關(guān)，Eu元素出現(xiàn)虧損，暗示其巖漿來(lái)源可能有些復(fù)雜，一方面顯示可能是來(lái)源于殼幔巖漿的混合巖漿，也不能排除由幔源巖漿經(jīng)結(jié)晶分異而成。區(qū)域資料表明研究區(qū)附近并未見(jiàn)早侏羅世基性、超基性巖漿巖，暗示石英閃長(zhǎng)巖巖漿來(lái)源于前者可能性更大；中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖也具有幔源成分參與的信息，野外可見(jiàn)中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖中有細(xì)粒閃長(zhǎng)質(zhì)暗色包體，表明中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖具殼?；旌蠋r漿作用的特征[26]。中酸性火山巖、花崗閃長(zhǎng)巖、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖與幔源巖漿關(guān)系不大，同時(shí)又不是經(jīng)結(jié)晶分異作用形成，表明這幾類(lèi)巖石最可能是地殼物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物，其中花崗閃長(zhǎng)巖Eu無(wú)虧損，暗示部分熔融過(guò)程中源巖可能出現(xiàn)了斜長(zhǎng)石相虧損，中酸性火山巖、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖的稀土元素配分曲線Eu出現(xiàn)虧損，暗示地殼部分熔融出現(xiàn)斜長(zhǎng)石相殘留。

從安山巖、花崗閃長(zhǎng)巖和中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖測(cè)年鋯石獲得的年齡看，少量鋯石來(lái)源于早志留世(430 Ma)—晚三疊世(210 Ma)的巖漿巖，暗示這3種巖石巖漿形成過(guò)程中有早志留世—晚三疊世巖漿巖的參與，先成鋯石在尚未完全熔融情況下又參與了新的巖漿活動(dòng)并被新成鋯石包裹結(jié)晶，顯示了巖漿形成過(guò)程中地殼物質(zhì)來(lái)源的復(fù)雜性。

6.2 構(gòu)造環(huán)境

構(gòu)造環(huán)境的正確厘定需要對(duì)區(qū)域地質(zhì)條件綜合研究，輔以各種巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)及判別圖解佐證。

區(qū)域上，研究區(qū)與其所在的額爾古納地塊被認(rèn)為是中亞造山帶的一部分，現(xiàn)在研究成果一般認(rèn)為中亞造山帶的形成經(jīng)歷了Rondinia大陸拼合—裂解、塊體拼合、大陸碰撞等長(zhǎng)期構(gòu)造的演化，其中，二疊紀(jì)末期古亞洲洋閉合和中生代時(shí)期蒙古—鄂霍茨克洋的閉合，是中亞造山帶最終形成的重要時(shí)期[4]。造山運(yùn)動(dòng)通常伴有一定規(guī)模的巖漿活動(dòng)，即不同時(shí)期巖漿作用對(duì)應(yīng)著不同的構(gòu)造體系，蒙古—鄂霍茨克縫合帶也不例外。研究區(qū)毗鄰蒙古—鄂霍茨克縫合帶中段。近年研究成果顯示沿蒙古—鄂霍茨克洋縫合帶南緣不僅有中晚三疊世侵入巖，還有大量早侏羅世侵入巖沿縫合帶南緣成帶狀分布[4，10，18]，顯示了構(gòu)造與巖漿活動(dòng)的緊密耦合關(guān)系。

滿歸地區(qū)主體巖漿巖各種巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)及判別圖反映，早侏羅世巖漿巖形成于造山晚期—同碰撞期，即板塊俯沖—碰撞階段。巖石高鉀鈣堿性、I型特點(diǎn)進(jìn)一步證明巖漿起源于板塊俯沖過(guò)程[28]，而火山巖+侵入巖組合體現(xiàn)了本區(qū)早侏羅世活動(dòng)大陸邊緣火山弧巖漿巖的特點(diǎn)。

因此，筆者認(rèn)為，研究區(qū)早侏羅世巖漿巖形成主要與蒙古—鄂霍茨克洋南向的俯沖—擠壓碰撞有關(guān)。

6.3 構(gòu)造演化及地質(zhì)意義

Kravchinsky等[1]認(rèn)為蒙古—鄂霍茨克縫合帶閉合時(shí)間西段中蒙古地區(qū)為C—P，中段外貝加爾西南地區(qū)為T(mén)—J1，東段外貝加爾—阿穆?tīng)柕貐^(qū)為J3—K。Zonenshain等[2]和Seng?r等[29]認(rèn)為蒙古—鄂霍茨克洋西段(蒙古)在T閉合，東段(阿穆?tīng)?于J3閉合。佘宏全等[4]研究鄰區(qū)恩和哈達(dá)一帶早中生代侵入巖后認(rèn)為中段開(kāi)始俯沖活動(dòng)時(shí)間為中三疊世末，即229 Ma，在T3閉合。吳福元等[10]在綜合研究額爾古納地塊、興安地塊等分布的侵入巖后認(rèn)為蒙古—鄂霍茨克縫合帶中段閉合于J1。

綜合已有的研究成果，本文認(rèn)為蒙古—鄂霍茨克縫合帶中段俯沖作用開(kāi)始于中三疊世末，到早侏羅世俯沖由低角度轉(zhuǎn)為高角度并最終陸陸碰撞，高峰期集中在早侏羅世，即184 Ma前后。晚三疊世俯沖與紀(jì)政等[30]研究大興安嶺中段晚三疊世安第斯型安山巖時(shí)得到的結(jié)論相吻合，高峰碰撞期與Kravchinsky等[1]、吳福元等[10]確定的T—J1接近一致。

經(jīng)歷早侏羅世碰撞，西伯利亞地塊與額爾古納微地塊在研究區(qū)附近拼貼成一個(gè)整體，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的幕式性質(zhì)，于中侏羅世沿縫合帶南緣發(fā)生了短暫的陸內(nèi)伸展，在額爾古納地塊北緣形成了近EW向漠河盆地，沉積了中侏羅統(tǒng)繡峰組、二十二站組、漠河組和上侏羅統(tǒng)開(kāi)庫(kù)康組向上變細(xì)再變粗的陸相碎屑沉積[18]。漠河組粉砂巖、泥巖向開(kāi)庫(kù)康組粗砂巖、礫巖沉積變化反映盆地至少于晚侏羅世開(kāi)始遭受擠壓抬升，并逐漸結(jié)束沉積活動(dòng)?，F(xiàn)在看擠壓作用力來(lái)自于研究區(qū)北部，一直持續(xù)到早白堊世，在漠河盆地形成了向南的逆沖推覆構(gòu)造[18]。晚侏羅世—早白堊世陸內(nèi)與擠壓有關(guān)的構(gòu)造變動(dòng)發(fā)生剛好與Kravchinsky等[1]認(rèn)為蒙古—鄂霍茨克縫合帶東段于J3—K閉合時(shí)間相吻合，暗示晚侏羅世—早白堊世發(fā)生的漠河逆沖推覆構(gòu)造可能是蒙古—鄂霍茨克縫合帶東段閉合在本區(qū)的響應(yīng)。

晚侏羅世—早白堊世研究區(qū)除受蒙古—鄂霍茨克構(gòu)造域控制外，東北地區(qū)構(gòu)造格局也發(fā)生重大變化。蒙古—鄂霍茨克縫合帶東段閉合形成由北向南擠壓作用、中國(guó)大陸南部印度—澳大利亞板塊向歐亞大陸的俯沖和中國(guó)東部太平洋板塊向歐亞大陸俯沖聯(lián)合作用[12]，中侏羅世—晚白堊世發(fā)生了大規(guī)模伸展造山運(yùn)動(dòng)，形成了規(guī)模宏大的大興安嶺火山噴發(fā)帶及噴發(fā)帶兩側(cè)以中侏羅世赤峰新民附近斷陷盆地、早白堊世海拉爾坳陷盆地、晚白堊世以松遼坳陷盆地為代表的盆地沉積，形成了東北地區(qū)特殊的盆嶺構(gòu)造。

7 結(jié)論

(1)鋯石U-Pb同位素測(cè)年表明，滿歸地區(qū)存在強(qiáng)烈的早侏羅世火山噴發(fā)-巖漿侵入作用，時(shí)間在(199±1)～(184±1) Ma，不同于以往認(rèn)為的新元古代—古生代。

(2)滿歸地區(qū)早侏羅世巖漿巖屬高鉀鈣堿性I型花崗巖類(lèi)。稀土元素曲線分為2類(lèi)：中酸性火山巖、石英閃長(zhǎng)巖、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖相似，Eu呈“V”字形負(fù)異常；花崗閃長(zhǎng)巖、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖相似，Eu 無(wú)異常。進(jìn)一步分析看出，Eu元素虧損不遵從于巖漿從基性—酸性分離結(jié)晶的演化規(guī)律，顯示巖漿不是來(lái)源于同源巖漿。其中石英閃長(zhǎng)巖、中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖來(lái)源于殼?；旌蠋r漿，中酸性火山巖、花崗閃長(zhǎng)巖、細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖來(lái)源于地殼物質(zhì)部分熔融作用形成的巖漿。

(3)滿歸地區(qū)早侏羅世大規(guī)模巖漿活動(dòng)與蒙古—鄂霍茨克洋中段閉合引起的額爾古納地塊與西伯利亞地塊之間的陸陸碰撞有關(guān)，最終閉合時(shí)間在早侏羅世，晚于以往研究認(rèn)為的晚三疊世?；鹕綆r與侵入巖組合反映早侏羅世額爾古納地塊存在與俯沖作用相關(guān)的火山弧，洋殼存在南向的俯沖作用。

(4)疊加在額爾古納地塊北緣的漠河逆沖推覆構(gòu)造形成于晚侏羅世—早白堊世蒙古—鄂霍茨克洋東段閉合過(guò)程中自北向南擠壓的遠(yuǎn)程效應(yīng)。