早古生代古亞洲洋向北俯沖記錄：來(lái)自吉中地區(qū)早志留世島弧型火山巖的年代學(xué)、地球化學(xué)證據(jù)

張學(xué)海，王永勝，臧興運(yùn)，李翱鵬，李延峰，劉學(xué)生，劉海龍，李斌

吉林省地質(zhì)調(diào)查院，長(zhǎng)春 130012

0 引言

吉黑造山帶新元古代至中三疊世以古亞洲洋演化為特征[1](1)周曉東,彭玉鯨，路孝平,等．吉林省區(qū)域地質(zhì)志(第二版)．長(zhǎng)春:吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，2015．，在洋陸板塊對(duì)峙演化中不同時(shí)期、不同類(lèi)型的成巖成礦建造空間上相互疊加改造，給古亞洲洋構(gòu)造演化史研究帶來(lái)困難，后期環(huán)太平洋構(gòu)造巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈疊加改造破壞，加劇了這種困難性[2]。研究表明，古亞洲洋在早古生代(早寒武世至晚志留世)處于聚斂階段，兩側(cè)發(fā)育有弧盆構(gòu)造體系[2--3]。在古亞洲洋南側(cè)，龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶弧盆系建造以呼蘭巖群、下二臺(tái)巖群為代表；在古亞洲洋北側(cè)，延邊地區(qū)佳木斯—興凱地塊南部陸緣活動(dòng)帶弧盆系建造以五道溝巖群為代表[3](2)松權(quán)衡,李德洪，于城,等．吉林省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告．長(zhǎng)春:吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2013．，但在吉中地區(qū)松嫩地塊南部陸緣活動(dòng)帶中，盡管不時(shí)有早古生代地質(zhì)體或鋯石測(cè)年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)[4--5]，但相關(guān)弧盆系建造尚未見(jiàn)有報(bào)道。筆者于吉中地區(qū)慶豐村一帶發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)早志留世變質(zhì)火山巖的存在，為該地區(qū)古亞洲洋該階段構(gòu)造演化歷史研究，提供一些有益的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于吉中地區(qū)天北鎮(zhèn)慶豐水庫(kù)一帶，松嫩地塊南東部陸緣活動(dòng)帶上(圖1)。

地層較少，上三疊統(tǒng)西土山組為一套灰色流紋巖、流紋質(zhì)含角礫晶屑巖屑凝灰?guī)r、灰紫色--灰黑色安山巖及安山質(zhì)晶屑巖屑凝灰熔巖、黃灰色粗砂巖夾黑色粉砂巖等。

侵入巖以侏羅紀(jì)花崗巖為主，巖石類(lèi)型有二長(zhǎng)花崗巖、斑狀二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖等，脈巖有花崗細(xì)晶巖、閃長(zhǎng)玢巖等。

斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北東、近東西向?yàn)橹?，切割、破壞了上述地質(zhì)體。

本文研究的目標(biāo)層為慶豐火山巖，原為上三疊統(tǒng)西土山組一部分(3)劉國(guó)良,王光奇，周金龍,等．1∶20萬(wàn)舒蘭縣區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告．長(zhǎng)春:吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，1986．(4)劉躍文,于洪斌，周凱,等．1∶25萬(wàn)榆樹(shù)縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告．長(zhǎng)春:吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，2013．。2015—2017年，吉林省地質(zhì)調(diào)查院在進(jìn)行缸窯鎮(zhèn)幅、大口欽幅、尤家屯幅1∶5萬(wàn)地質(zhì)礦產(chǎn)綜合調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)該套火山巖巖石組合以安山巖、流紋巖為主，變質(zhì)程度為低綠片巖相，與未變質(zhì)、巖石組合以凝灰?guī)r為主的西土山組差異很大，因此，將該套變質(zhì)的陸相中酸性火山巖系從原西土山組中剝離出來(lái)，建立非正式巖石地層單位—慶豐火山巖。

2 巖石學(xué)特征

慶豐火山巖僅出露在天北鎮(zhèn)東部慶豐村附近，面積約2.27 km2，四周被中侏羅世斑狀二長(zhǎng)花崗巖侵入(圖1)。筆者在慶豐火山巖實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面同時(shí)，共采集硅酸鹽樣品變質(zhì)安山巖4件(圖2中17GS1、2，18GS1、2)、變質(zhì)流紋巖7件(圖2中2GS1，3GS1、2、3，9GS1、2、3)，變質(zhì)安山巖同位素樣品1件(圖2中PM037--11--1)。

圖1 吉中地區(qū)慶豐村地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of Qingfeng village in central Jilin

圖2 吉林天北鎮(zhèn)慶豐火山巖實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面Fig.2 Measured geological section of Qingfeng volocanic rocks in Tianbei Town of Jilin Province

結(jié)合野外觀察以及室內(nèi)鏡下觀測(cè)，可以將其按照巖相學(xué)定名為變質(zhì)安山巖、變質(zhì)流紋巖(5)吉林省地質(zhì)調(diào)查院．1∶5萬(wàn)缸窯鎮(zhèn)幅、大口欽幅、尤家屯幅地質(zhì)礦產(chǎn)綜合調(diào)查報(bào)告．長(zhǎng)春：吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2018．。

灰黑色變質(zhì)安山巖(圖3)：新鮮面灰黑色，變余斑狀結(jié)構(gòu)，變余交織結(jié)構(gòu)。變余斑晶：由板狀斜長(zhǎng)石組成，粒度1.0～3.5 mm，聚片雙晶發(fā)育環(huán)帶構(gòu)造，成分為中長(zhǎng)石，含量5%～10%?；|(zhì)：由變余板條狀斜長(zhǎng)石和變晶陽(yáng)起石組成，粒度<0.6 mm，定向板條狀斜長(zhǎng)石分布于柱狀變晶的陽(yáng)起石集合體中，構(gòu)成變余交織結(jié)構(gòu)，陽(yáng)起石礦物間隙中散布有不透明金屬礦物微粒，含量90%～95%。

Pl.斜長(zhǎng)石。圖3 變質(zhì)安山巖野外照片及顯微鏡下照片F(xiàn)ig.3 Photographs and microphotographs of metamorphic andesite

灰色變質(zhì)流紋巖：新鮮面灰色，變余斑狀結(jié)構(gòu)，粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)，顯微片麻狀構(gòu)造。變余斑晶：由堿性長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和石英組成，粒度0.3～0.5 mm；堿性長(zhǎng)石由多晶微斜長(zhǎng)石集合體組成，呈變余他形，變緣被重結(jié)晶的長(zhǎng)英質(zhì)微粒吞噬呈鋸齒狀；斜長(zhǎng)石，大部分呈變余他形粒狀，多被多晶微晶集合體替代；少量的保留半自形板狀和聚片雙晶；石英，他形粒狀變晶，被重結(jié)晶的多晶微晶集合體替代；含量10%。變晶基質(zhì)：變晶粒度0.1 mm±，由粒狀變晶長(zhǎng)英質(zhì)微粒和柱狀變晶的角閃石組成，角閃石呈褐色--綠色多色性，略具定向構(gòu)成顯微片麻狀構(gòu)造，含量90%。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 鋯石U--Pb定年結(jié)果

本次研究在灰色變質(zhì)安山巖取得鋯石測(cè)年樣品1件(圖2樣品PM037--11--1)進(jìn)行了鋯石LA--ICP--MS U--Pb 同位素分析，由北京科薈測(cè)試技術(shù)有限公司完成(表1)。陰極發(fā)光圖像CL(圖4)上可以看出，樣品中鋯石自形程度稍差，以半自形為主，部分呈自形，并有明顯的破損現(xiàn)象，顆粒較小，粒徑在40～200 μm之間，長(zhǎng)寬比(1.5∶1)～(4∶1)。絕大多數(shù)鋯石具有核幔結(jié)構(gòu)，其核部色澤相對(duì)較深且具有巖漿結(jié)晶成因的振蕩環(huán)帶，為巖漿鋯石；而其邊部色澤相對(duì)較淺且均一，無(wú)環(huán)帶，為變質(zhì)成因。

采用LA--ICP--MS測(cè)定了30個(gè)單顆粒鋯石(表1，圖4)，每個(gè)鋯石1個(gè)點(diǎn)。分析鋯石測(cè)年結(jié)果可得3個(gè)年齡區(qū)間。

1組年齡區(qū)間由12個(gè)點(diǎn)(表1 中1，2，4，5，6，7，11，12，14，15，19，20點(diǎn))組成，年齡數(shù)據(jù)分布在諧和線附近(圖5)，獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡(434±2.3)Ma(n=12，MSWD=1.07)。由圖4可知，測(cè)點(diǎn)均位于鋯石核幔結(jié)構(gòu)的“核部”，由表1，Th/U比值0.6±，為巖漿成因鋯石，因此該年齡值可能代表了火山巖冷凝結(jié)晶年齡。

圖4 鋯石陰極發(fā)光圖像CL及點(diǎn)位數(shù)據(jù)圖Fig.4 Cathodoluminescence (CL) images，analysis site and data of zircons

圖5 鋯石U--Pb諧和圖(a)和加權(quán)平均年齡(b)Fig.5 Zircon U--Pb concordia diagram (a) and weighted average age diagram (b)

2組年齡區(qū)間由4個(gè)點(diǎn)(表1中3，22，24，27點(diǎn))組成，其207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U三組表面年齡較穩(wěn)定且相差不大，其206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值(217±13)Ma。由圖4，測(cè)點(diǎn)均位于鋯石核幔結(jié)構(gòu)的“邊部”，為鋯石變質(zhì)成因部分，因此該年齡值可能代表了火山巖變質(zhì)年齡。

3組年齡區(qū)間由14個(gè)點(diǎn)(表1中點(diǎn)8，9，10，13，16，17，18，21，23，25，26，28，29，30)組成，鋯石破損現(xiàn)象較嚴(yán)重(圖4)，由表1，10號(hào)測(cè)點(diǎn)206Pb/238U表面年齡值明顯偏高，其余測(cè)點(diǎn)207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U三組表面年齡相差較大，可能是由于測(cè)點(diǎn)位置鋯石表面破碎，封閉體系被破壞而造成放射性成因鉛(鈾)發(fā)生不程度丟失(獲得)引起。

綜上，206Pb/238U加權(quán)平均年齡(434±2.3)Ma年齡應(yīng)代表火山巖形成時(shí)間，為早志留世晚期。

3.2 主量元素特征

在慶豐火山巖內(nèi)，共采集11件主微量樣品(圖2)，其中安山巖4件，流紋巖7件，分析測(cè)試工作在吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所(國(guó)土資源部長(zhǎng)春礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心)完成(表2)。

由表2可知，SiO2含量介于59.20%～76.40%之間，為中酸性火山巖。安山巖SiO2含量介于59.20%～62.59%之間，具富鋁(Al2O3含量為16.64%～17.32%)、富鉀(Na2O含量為7.39%～9.49%)特征。流紋巖具富硅(SiO2含量為74.91%～76.40%)、貧鈣(CaO含量為0.73%～2.52%)、貧鎂(MgO含量為0.35%～0.15%)特征。在TAS圖解中4個(gè)安山巖樣品全部落入安山巖區(qū)域內(nèi)，7個(gè)流紋巖樣品全部落入流紋巖范圍內(nèi)(圖6a)；在SiO2-K2O圖解中(圖6b)，安山巖樣品落入中鉀--高鉀鈣堿性區(qū)域內(nèi)；流紋巖樣品高鉀鈣堿性區(qū)域內(nèi)。安山巖鋁過(guò)飽和A/CNK值介于0.91～1.03(<1.1)之間，A/NK值介于2.03～2.14之間，流紋巖鋁過(guò)飽和A/CNK值介于1.09～1.13，平均值1.11(>1.1)，A/NK值為介于1.23～1.89之間；安山巖顯示出準(zhǔn)鋁性質(zhì)特征，流紋巖顯示出過(guò)鋁性質(zhì)特征。在A/CNK-A/NK圖解中(圖6c)，安山巖落入準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域內(nèi)，流紋巖落入過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域內(nèi)。綜上分析認(rèn)為慶豐火山巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)--過(guò)鋁質(zhì)中--高鉀鈣堿性中酸性火山巖。

圖6 慶豐火山巖TAS圖解(a)、SiO2-K2O圖解(b)和A/NK-A/CNK圖解(c)Fig.6 TAS diagram (a),SiO2-K2O diagram (b) and A/NK-A/CNK diagram (c) for Qingfeng volcanic rocks

3.3 稀土、微量元素特征

樣品稀土元素分析結(jié)果顯示(表2)，安山巖稀土元素總含量REE=(125.90～143.82)×10-6，輕稀土元素含量LREE=(109.19～128.10)×10-6，重稀土元素含量HREE=(15.72～18.27)×10-6，LREE/HREE=6.37～8.15。(La/Yb)N=5.83～8.95，(La/Sm)N=1.99～2.44，(Gd/Yb)N=1.74～2.13，δEu=0.86～0.97，均值0.91，銪異常不明顯。流紋巖稀土元素總含量REE=(112.32～190.72)×10-6，輕稀土元素含量LREE=(97.09～170.09)×10-6，重稀土元素含量HREE=(12.46～24.68)×10-6，LREE/HREE=6.36～10.66。(La/Yb)N=4.03～10.49， (La/Sm)N=2.50～4.08， (Gd/Yb)N=1.04～1.59，δEu=0.21～0.42， 均值0.31，具有明顯的負(fù)銪異常，說(shuō)明存在斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。

表2 慶豐火山巖主量元素(%)、微量和稀土元素(10-6)分析結(jié)果表Table 2 Compositions of major (%), trace and rare earth elements(10-6)of Qingfeng volcanic rocks

慶豐火山巖(安山巖、流紋巖)總體上表現(xiàn)為巖石輕、重稀土元素分餾明顯，且相對(duì)富集輕稀土元素，輕稀土元素內(nèi)部分餾作用明顯，重稀土元素相對(duì)虧損，且內(nèi)部分餾也相對(duì)明顯，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(圖7a)上表現(xiàn)為右傾模式。

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上(圖7b)，慶豐流紋巖和安山巖均相對(duì)富集大離子親石元素K、Rb和高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、U，明顯虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ti和P元素等，此外，流紋巖還明顯虧損大離子親石元素Sr，與具強(qiáng)烈的負(fù)銪異常向?qū)?yīng)。Nb的虧損可能金紅石和榍石的分離結(jié)晶有關(guān)，P、Ti的虧損可能與磷灰石和鈦鐵礦的分離結(jié)晶有關(guān)。

圖7 慶豐火山巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(a)和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b) Fig.7 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) for Qingfeng volcanic rocks

4 討論

4.1 慶豐火山巖的巖石成因類(lèi)型

慶豐火山巖系底、頂均被斑狀二長(zhǎng)花崗巖侵入，其內(nèi)部保存完好，主要巖石類(lèi)型為安山巖、流紋巖，二者整合接觸且互層產(chǎn)出?；鹕綆r石成分可以劃分三個(gè)火山噴發(fā)旋回，每一噴發(fā)旋回由灰黑色角閃安山巖--灰白色黑云母變質(zhì)流紋巖，表現(xiàn)為由中性--酸性的演化特征，流紋巖局部仍可見(jiàn)流紋結(jié)構(gòu)。上述巖石組合特征表明慶豐火山巖系為陸相火山巖系。

慶豐火山巖變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為石英、長(zhǎng)石和角閃石等礦物的變形及破碎重結(jié)晶，新生礦物較少，僅局部見(jiàn)有角閃石陽(yáng)起石化，所屬變質(zhì)巖相為低壓變質(zhì)相系低綠片巖相(6)吉林省地質(zhì)調(diào)查院．1∶5萬(wàn)缸窯鎮(zhèn)幅、大口欽幅、尤家屯幅地質(zhì)礦產(chǎn)綜合調(diào)查報(bào)告．長(zhǎng)春：吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2018．，說(shuō)明巖石中主、微量元素變化不大，仍可基本反映原巖地球化學(xué)特征。

前已述及，慶豐火山巖系里特曼指數(shù)σ均<3.3，在A--F--M圖解上投影點(diǎn)均落入鈣堿性區(qū)(圖8)，綜合考慮，巖石屬于鈣堿系列[6]，具有相對(duì)較高的Al2O3、Na2O、K2O(K2O>Na2O)，低的MgO、CaO，及TiO2(<2%)，為陸緣弧火山巖特征[7--8]。由表2，微量元素具富集大離子親石元素(Rb、Th、U、K)及LREE等，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Ta、Nb、Ti等)(圖7)，具備島弧火山巖地球化學(xué)特征[9--12]。微量稀土元素，在Y-Nb圖解(圖9a)和(Y+Nb)-Rb(圖9b)圖解上，投影點(diǎn)均落于火山弧區(qū)。

A=K2O+Na2O;M=MgO;F=FeO+0.899 8 Fe2O3(A、F、M均為重量百分?jǐn)?shù))。圖8 慶豐火山巖A--C--F圖解Fig.8 A--C--F diagiam for Qingfeng volcanic rocks

圖9 慶豐火山巖Y--Nb圖解(a)和(Y+Nb)--Rb圖解(b)Fig.9 Y--Nb diagram (a) and (Y+Nb)--Rb diagram (b) for Qingfeng volcanic rocks

對(duì)于具有島弧型地球化學(xué)特征的巖漿巖巖石成因，通常認(rèn)為俯沖作用關(guān)系密切。研究表明，俯沖帶的流體交代作用過(guò)程可概括為：俯沖帶沉積物及洋殼脫水，產(chǎn)生富大離子親石微量元素(K、Rb、Sr、Th、U及LREE等)的流體進(jìn)入俯沖帶上方的地幔楔，發(fā)生交代作用，繼而使地幔楔的地幔巖部分熔融，形成正常的島弧型巖漿。這種巖漿與俯沖板片熔融而成的熔體區(qū)別是，后者高Sr(>400 μg/g)，相對(duì)富集Eu，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中Eu為正異常，強(qiáng)烈虧損重稀土和Y(Y≤18 μg/g，Yb≤1.9 μg/g)，Sr/Y高(>20)，La/Yb高(>20)[13]。由表2可知，通過(guò)對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)，慶豐火山巖系地球化學(xué)特征與正常島弧火山巖一致，即其巖石源區(qū)與俯沖板片及沉積物脫水熔融交代上部楔形地幔有關(guān)，而區(qū)別于俯沖板片熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖石。

安山巖稀土元素負(fù)銪異常不明顯，輕稀土元素LREE富集，標(biāo)準(zhǔn)化配分模式曲線較平緩，同樣說(shuō)明巖漿主要來(lái)源于上地幔[14]。曲線略向右傾，且微量元素Th>Ta，La>Ta，具有十分明顯的高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta、Nb、Ti、P負(fù)異常(圖7b)，說(shuō)明存在陸殼混染[15]，即安山巖來(lái)源于上地幔和具消減帶物質(zhì)的島弧巖漿物質(zhì)混合的結(jié)果。由圖7可知，流紋巖微量稀土元素曲線形態(tài)與安山巖基本相似，區(qū)別在于各元素虧損(富集)程度要強(qiáng)烈一些，說(shuō)明流紋巖與安山巖具有同源特征，但含有更多陸殼物質(zhì)。

綜上，慶豐火山巖為正常的島弧型火山巖，其巖漿主要來(lái)源于俯沖板片及沉積物脫水熔融交代上部楔形地幔引起的地幔部分熔融。

4.2 慶豐火山巖形成構(gòu)造背景

野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，慶豐火山巖只有安山巖、流紋巖，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)英安巖。安山巖和流紋巖主量元素測(cè)試結(jié)果顯示(表2)，SiO2含量分別為59.2%～62.5%和74.91%～75.53%，SiO2含量具有明顯的斷面，屬于典型的雙峰式火山巖。如前所述，在TAS圖解(圖5a)上，投影點(diǎn)分別落入安山巖、流紋巖區(qū)，中間英安巖區(qū)沒(méi)有投影點(diǎn)，與野外觀察現(xiàn)象一致。除巖石組合、主量元素的差異外，在稀土、微量元素上，慶豐火山巖安山巖與流紋巖區(qū)別也很明顯，相關(guān)圖解上沒(méi)有中間曲線(圖7)。

雙峰式火山巖的成分間斷通常被稱(chēng)為Daly間斷，既可以是通常認(rèn)為的流紋巖--玄武巖組合，也可以是中性巖--玄武巖組合或流紋巖--中性巖組合[16]。研究表明，雙峰式火山巖可以在明顯不同的地球動(dòng)力學(xué)構(gòu)造背景下形成，主要有：大陸裂谷、洋島、大陸拉張減薄、弧后擴(kuò)張、造山后、洋內(nèi)島弧和成熟島弧環(huán)境7種構(gòu)造環(huán)境，每種構(gòu)造環(huán)境巖石學(xué)和微量元素、稀土元素和同位素地球化學(xué)特征有所不同(表3)[15,17]。

表3 不同構(gòu)造環(huán)境下雙峰式火山巖綜合地質(zhì)特征[15,17]Table 3 Comprehensive geological characteristics of bimodal volcanic rocks in different tectonic environments

在溫度850～1 300℃，壓力1.0～3.0 GPa和含約2%水的條件下的堿性玄武巖熔融實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在>2.0 GPa壓力的熔融淬火產(chǎn)物中存在著不混溶的褐色與淺色兩種玻璃，二者SiO2含量間隔可達(dá)10%；在<2.0 GPa壓力下兩種共存玻璃，二者SiO2含量差別并不大。表明巖漿的不混熔作用可以形成一部分雙峰火山巖。由不混溶作用形成的雙峰式火山巖應(yīng)來(lái)自>2.0 GPa的上地幔，且是能夠提供酸性端員物質(zhì)以及快速上升的拉張構(gòu)造環(huán)境。因此島弧演化過(guò)程中某些屬于拉張階段可以形成雙峰式火山巖[18]。

早古生代，吉黑造山帶東段除松嫩地塊南緣存在與古亞洲洋板塊的洋陸互動(dòng)外，還存在松嫩地塊東緣與佳木斯—興凱地塊西緣之間的互動(dòng)[19--20]。中寒武世期間二者之間的洋殼已經(jīng)開(kāi)始向西側(cè)的松嫩地塊之下俯沖，從而在松嫩地塊陸緣上形成與俯沖作用相關(guān)的中寒武世埃達(dá)克巖(～516 Ma)；具有活動(dòng)大陸邊緣屬性的奧陶紀(jì)花崗質(zhì)巖石的形成標(biāo)志著該期研究區(qū)處于活動(dòng)陸緣的構(gòu)造環(huán)境(485～450 Ma)；中志留世松嫩地塊東緣二長(zhǎng)花崗巖的出現(xiàn)標(biāo)志著兩個(gè)地塊完成了碰撞--拼合過(guò)程[21--23]。而位于松嫩地塊東緣縫合帶附近的小興安嶺東段—張廣才嶺433～425 Ma南北向展布的同碰撞花崗巖侵位，說(shuō)明兩個(gè)地塊早志留世未已處于陸陸碰撞構(gòu)造演化階段[24--25]。由此可能表明，遠(yuǎn)離松嫩地塊與佳木斯--興凱地塊之間縫合帶的慶豐火山巖所代表的成熟島弧，并不是由二者互動(dòng)引起，而是與古亞洲洋板塊向松嫩地塊俯沖有關(guān)。

位于古亞洲洋縫合線以北，吉林市東南的永吉頂志留統(tǒng)張家屯組磨拉石建造下伏的英云閃長(zhǎng)巖(443±5)Ma，通過(guò)地球化學(xué)特征的判別，原始熔體可來(lái)源于有俯沖流體參與的高溫低壓條件下大洋堆晶輝長(zhǎng)巖的部分熔融，形成于洋殼俯沖背景下的島弧環(huán)境[4]。同樣說(shuō)明早志留世，松嫩地塊南緣處于成熟島弧構(gòu)造環(huán)境。

位于古來(lái)洲洋縫合線以南，龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶，早古生代處于雙火山弧演化階段[3](7)松權(quán)衡,李德洪，于城，等．吉林省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告．長(zhǎng)春：吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2013．。前緣火山弧建造志留系彎月組巖石組合為片理化流紋巖、片理化流紋凝灰熔巖、片理化安山巖及其中酸性熔巖，與慶豐火山巖相當(dāng)。

綜上，慶豐火山巖代表的島弧構(gòu)造環(huán)境，主要與古亞洲洋板塊向北俯沖有關(guān)。

5 結(jié)論

(1)慶豐火山巖巖石組合為變質(zhì)安山巖、變質(zhì)流紋巖和變質(zhì)安山巖樣品的鋯石U--Pb年齡為(434±2.3)Ma，應(yīng)代表火山巖形成時(shí)間，為早志留世晚期。

(2)慶豐火山巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)--過(guò)鋁質(zhì)中--高鉀鈣堿性中酸性火山巖，富集大離子親石元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Ta、Nb、Ti)，具備島弧火山巖地球化學(xué)特征。

(3)安山巖和流紋巖的SiO2含量分別為59.2%～62.5%和74.91%～75.53%，具有明顯的間斷，屬于雙峰式火山巖，巖漿來(lái)源于上地幔和具消減帶物質(zhì)的島弧巖漿物質(zhì)混合的結(jié)果。

(4)早志留世松嫩地塊南東緣應(yīng)處于成熟島弧構(gòu)造環(huán)境，慶豐火山巖的形成與島弧演化過(guò)程中拉張階段有關(guān)。