伸展背景下的埃達(dá)克質(zhì)巖：黑龍江呼瑪?shù)貐^(qū)早白堊世侵入巖的年代學(xué)和地球化學(xué)特征

摘要：為理清大興安嶺興安地塊中生代巖體的巖石成因及構(gòu)造背景，本文通過巖石學(xué)、年代學(xué)、全巖地球化學(xué)等方法，對大興安嶺東北部的黑龍江省呼瑪?shù)貐^(qū)早白堊世侵入巖進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：研究區(qū)早白堊世中性侵入巖為鈣堿性－高鉀鈣堿性系列準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)巖石，成巖時(shí)間在（121.3±1.2）～（118.7±0.9）Ma之間，稀土元素配分曲線顯示為右傾模式，Eu微弱正異常（0.98～1.11），富集K、Sr、Ba等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti、P等高場強(qiáng)元素。巖石同時(shí)具有高的Sr/Y（57.66～145.76）、LaN/YbN（11.66～29.52）和較高的Mg#（50.93～57.63）、w（Cr）（77.00×10-6～92.60×10-6）、w（Ni）（23.20×10-6～32.60×10-6）值，顯示出埃達(dá)克質(zhì)巖特征。

綜合本次研究認(rèn)為該期侵入巖主要形成于蒙古－鄂霍茨克洋閉合后的伸展環(huán)境，由加厚下地殼導(dǎo)致的巖石圈拆沉，軟流圈幔源巖漿上涌形成埃達(dá)克質(zhì)巖石。

關(guān)鍵詞：呼瑪?shù)貐^(qū)；花崗巖；鋯石UPb測年；地球化學(xué)；埃達(dá)克質(zhì)巖

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230059

中圖分類號：P59

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Supported by the Project of China Geological Survey （12120114028101） and the 1∶50 000 Regional Geological and Mineral Survey Project in Heilongjiang Province （HLJKD201506）

Adakitic-Like Rocks in Extensional Setting： Chronological and Geochemical Characteristics of Early Cretaceous Intrusive Rocks in Huma Area， Heilongjiang Province

Zhang Kun Shi Dongyan1，3，4，Chang Xiangkun1，Piao Xinghai1，Wang Weidong5

1." Heilongjiang Mining Group Co.，Ltd.，Harbin 150000，China

2. Institute of Geosciences and Ｒesources， China University of Geosciences， Beijing 100083， China

3. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

4. Institute of Geochemistry Chinese Academy of Sciences， Guiyang 550081， China

5. The Fifth Geolgical Survey Institute of Heilongjiang Province， Harbin 150036， China

Abstract： To elucidate the petrogenesis and tectonic settings of the Mesozoic rock formations in the Xing’an region of the Greater Khingan Range， this study employs petrology， chronology， and whole-rock geochemistry methods to investigate the Early Cretaceous intrusive rocks in the Huma area of Heilongjiang Province. The results reveal that the intrusive rocks are calc-alkaline to high-potassium calc-alkaline， quasi-aluminous to weakly peraluminous， crystallizing between （121.3±1.2） and （118.7±0.9） Ma. The rare earth element distribution patterns display a rightward trend with a weak positive Eu anomaly （0.981.11）， enriched in large ion lithophile elements like K， Sr， Ba， and depleted in high field strength elements such as Nb， Ta， Ti， and P. The rocks show elevated ratios of Sr/Y （57.66145.76）， LaN/YbN （11.6629.52）， high Mg# （50.9357.63）， w（Cr） （77.00×10-692.60×10-6）， and w（Ni） （23.20×10-632.60×10-6）， indicating adakitic-like characteristics. Based on the comprehensive research， it is believed that the intrusive rocks primarily crystallized in an extensional environment following the closure of the Mongolian-Okhotsk Ocean， likely caused by lithospheric delamination thickening the lower crust and resulting in the upwelling of mantle-derived magma， forming adakitic-like rocks.

Key words： Huma area; granites; zircon UPb dating; geochemistry; adakitic-like rocks

0 引言

埃達(dá)克巖（Adakites）最初被Defant等[1]發(fā)現(xiàn)于太平洋東岸埃達(dá)克島，因其特殊的巖石地球化學(xué)特征及與成礦的緊密聯(lián)系而受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。它具有高Sr、低Y，低HREE，正Sr、Eu異常，虧損Nb、Ta值，并具有與MORB（洋中脊玄武巖）相似的Sr、Nd同位素特征等。且Defant等[1]認(rèn)為埃達(dá)克巖形成于年輕（≤25 Ma）洋片的俯沖環(huán)境，有足夠的熱量來驅(qū)動部分熔融發(fā)生。該概念提出后，世界各地學(xué)者相繼發(fā)現(xiàn)具有相似巖石地球化學(xué)特征的巖石[25]。

隨著對該類巖石不斷地深入認(rèn)識，有學(xué)者提出了繼年輕的洋片俯沖之外的巖石學(xué)成因：1）加厚玄武質(zhì)下地殼的部分熔融[610]；2）巖石圈拆沉引起的部分熔融[24，1112]；3）基性巖漿的高壓分異[4，1314]；4）基性與酸性巖漿的混合成因[1518]；5）平板俯沖或地幔中停滯板塊的部分熔融[4，11，19]；6）初始俯沖[5，11，2021]；7）俯沖的板片窗或板片撕裂、洋脊俯沖[11，2224]。為區(qū)別于埃達(dá)克巖的原始定義，統(tǒng)一將該類巖石稱之為埃達(dá)克質(zhì)巖[17，25]，嚴(yán)格地講，該埃達(dá)克質(zhì)巖并非真正的埃達(dá)克巖，只是具有類似的巖石地球化學(xué)特征。趙振華[26]將年輕俯沖洋片熔融形成的巖漿巖歸為埃達(dá)克巖，將加厚/拆沉下地殼熔融形成的巖漿巖歸為埃達(dá)克質(zhì)巖，而將分離結(jié)晶、巖漿混合、高Sr/Y源區(qū)熔融、富集地幔熔融等其他過程形成的具有高Sr/Y和LaN/YbN值的巖石全部歸為假埃達(dá)克巖，更加嚴(yán)格地規(guī)范了“埃達(dá)克”概念的使用。

對于大興安嶺地區(qū)的埃達(dá)克質(zhì)巖類，前人取得了一定的認(rèn)識發(fā)現(xiàn)。劉佳宜[27]在大興安嶺東北部的晚泥盆世花崗巖中發(fā)現(xiàn)2件埃達(dá)克巖，認(rèn)為其來源于興安地塊南部年輕的加厚島弧地殼巖石。趙院冬等[2829]在興安地塊東北部的研究顯示：早－中侏羅世的TTG花崗巖具有埃達(dá)克質(zhì)巖石特征，形成于受洋殼俯沖作用影響的陸緣弧環(huán)境，反映蒙古－鄂霍茨克洋的俯沖作用；晚侏羅世發(fā)育陸殼加厚型的埃達(dá)克質(zhì)巖，形成于板塊閉合后的造山環(huán)境。尹志剛等[30]的研究則顯示，在早侏羅世大興安嶺存在埃達(dá)克質(zhì)花崗巖，具有陸殼加厚特征。王蘇珊[31]、邵帥等[32]在黑河地區(qū)的研究中發(fā)現(xiàn)，大部分形成于早白堊世的火山巖具有高Sr、低Y的特征，并認(rèn)為其形成于俯沖的島弧環(huán)境。孔金貴等[33]對呼瑪?shù)貐^(qū)晚侏羅世花崗閃長巖進(jìn)行了研究，將其劃歸“C”型埃達(dá)克巖。

本文擬借助于巖石學(xué)、年代學(xué)、全巖地球化學(xué)等方法手段，對研究區(qū)內(nèi)早白堊世侵入巖的埃達(dá)克巖類進(jìn)行界定，為大興安嶺興安地塊中生代巖體的巖石成因及構(gòu)造背景提供更多證據(jù)。

1 地質(zhì)概況與巖相學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)地層主要由新元古代結(jié)晶基底、古生代海相沉積[34]、中生代火山噴發(fā)沉積和新生代河湖相砂礫沉積等構(gòu)成（圖1）。其中中生代火山噴發(fā)沉積見于研究區(qū)中部和南部，大面積出露。

研究區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，約占總面積的一半，主要見于西部、北部。近年來有學(xué)者在研究區(qū)內(nèi)通過花崗巖鋯石UPb定年，將該大面積分布的侵入巖侵入時(shí)間限定在早侏羅世（181～176 Ma），全巖地球化學(xué)顯示其為高鉀鈣堿性系列、準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)的I型花崗巖，具有高Sr、低Y的特征[3637]；并通過鋯石Hf同位素、SrNd同位素研究發(fā)現(xiàn)，其源區(qū)物質(zhì)主要來自新元古代以來增生的地殼物質(zhì)[3738]。但對于研究區(qū)內(nèi)小巖株?duì)町a(chǎn)出的中性侵入巖則缺少相關(guān)的研究探討。

本文綜合研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、圍巖的接觸關(guān)系、巖石礦物特征、巖體的鋯石UPb測年、巖石地球化學(xué)特征等，將區(qū)內(nèi)侵入巖劃分出一個(gè)新的巖漿活動期次：形成于早白堊世（121.3～118.7 Ma）的水磨溝－三間房一帶中性侵入巖，詳見圖1b。其巖體呈巖株?duì)畛雎队谘芯繀^(qū)中部與北部地區(qū)，主要由中細(xì)粒石英閃長巖、（中）細(xì)粒閃長巖和細(xì)中粒石英二長閃長巖組成（圖2a－e）。露頭中可看到本期侵入巖侵入新元古界興華巖組變質(zhì)巖中（圖2a）。部分巖石具碎裂結(jié)構(gòu)，發(fā)生脆性變形，裂隙發(fā)育，碎粒、碎粉及石英細(xì)脈、綠簾石微細(xì)粒沿裂隙巖石充填交代。副礦物主要有鋯石、磷灰石、磁鐵礦、鈦鐵礦、榍石等產(chǎn)出。

中細(xì)粒石英閃長巖（圖2ab、fg）：巖石具中?；◢徑Y(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分及體積分?jǐn)?shù)：石英5%～10%，鉀長石＜5%，斜長石60%～85%，黑云母5%～10%，角閃石3%～30%。石英，他形粒狀，粒徑為0.2～0.5 mm；鉀長石，他形粒狀，粒徑為0.2～1.0 mm，條紋呈斑點(diǎn)、斑塊狀，具高嶺土化蝕變；斜長石，半自形板狀，粒徑為0.6～4.5 mm，聚片雙晶寬窄不一，局部表面絹云母化或有零星綠簾石交代；黑云母，片狀，褐色，吸收性明顯，具平行消光；角閃石，長柱狀，粒徑為0.5～1.5 mm，淺褐色。

（中）細(xì)粒閃長巖（圖2cd、hi）：巖石呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分及體積分?jǐn)?shù)：石英＜3%，斜長石65%～70%，黑云母5%～22%，角閃石10%～30%。石英，呈他形分布于長石粒間，無色透明，粒徑為0.2～0.5 mm；斜長石，長條狀，粒徑為0.2～3.5 mm，無色，聚片雙晶，表面見星點(diǎn)狀絹云母化；黑云母，片狀，褐色，吸收性明顯，平行消光；角閃石，柱狀，粒徑為0.2～1.0 mm，正中突起，多被綠泥石交代呈假象。

細(xì)中粒石英二長閃長巖（圖2e、jk）：巖石具細(xì)中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分及體積分?jǐn)?shù)：石英5%～10%，鉀長石10%～15%，斜長石55%～75%，黑云母5%～10%，角閃石5%～15%。石英，他形粒狀，波狀消光，粒徑為0.5～3.0 mm；鉀長石，他形粒狀，卡式雙晶少量發(fā)育，條紋呈脈狀、泥化，部分具格子雙晶，粒徑為1.0～5.0 mm；斜長石，半自形板狀，聚片雙晶細(xì)密或具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，絹云母星散交代，粒徑為1.0～5.0 mm；黑云母，不規(guī)則片狀，多被綠泥石交代，粒徑為0.7 mm；角閃石，長條狀，多被綠泥石交代，長軸定向，局部首尾相連條帶狀圍繞碎斑分布。

2 樣品采集與分析方法

研究區(qū)內(nèi)選取2件年齡樣品進(jìn)行了LAICPMS鋯石 UPb同位素測年，取樣位置在研究區(qū)的北部，分別采集一件閃長巖（LT4：126°28′01.14″E，52°05′58.87″N）與一件石英閃長巖（LT11：126°27′08.54″E，52°05′56.05″N），具有較好的代表性。

樣品分析由自然資源部華北礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成。首先將新鮮的巖石樣品粉碎至100目，使用重力分選及標(biāo)準(zhǔn)磁分離技術(shù)挑選出單個(gè)鋯石；然后對分離出的鋯石利用陰極發(fā)光圖像篩選出沒有裂隙和包裹體雜物的鋯石樣品，進(jìn)行樣品測試。激光燒蝕多接收器等離子質(zhì)譜設(shè)備為美國ESI公司NEW WAVE 193 nm FX激光器和美國賽默飛世爾公司NEPTUNE多接收等離子質(zhì)譜儀，鋯石的UPb年齡諧和圖與加權(quán)平均年齡，使用Isoplot/ Ex_ver3進(jìn)行繪制計(jì)算。

研究區(qū)內(nèi)共選取8件新鮮的閃長巖與石英閃長巖巖石樣品進(jìn)行了主量和微量及稀土元素的分析，其中在研究區(qū)北部水磨溝附近取樣2件（LT4、LT11），在研究區(qū)中部三間房附近取樣6件（LT32、LT33、LT34、LT35、LT37、LT38）。

全巖主量和微量及稀土元素的測試單位分別為黑龍江省第五地質(zhì)勘查院和黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)測試研究中心。將新鮮未風(fēng)化的地表露頭樣品加工碎至200目，混勻，按照喬特公式Q=0.8d2（Q為樣品最低可靠質(zhì)量，kg；d為樣品中最大顆粒直徑，mm）進(jìn)行縮分。主量元素分別采用重量法（SiO2、燒失量）、滴定法（Al2O3、CaO、MgO、FeO）、原子吸收法（K2O、Na2O）、比色法（Fe2O3、TiO2、P2O5）進(jìn)行測定，精度誤差優(yōu)于5%，使用的儀器設(shè)備為北京普析通用儀器有限責(zé)任公司的GGX610型火焰原子吸收分光光度計(jì)和上海菁華科技儀器有限公司的722型可見光光度計(jì)、賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司的BS124S型電子天平。微量元素分別采用離子選擇電極法（F）、原子熒光法（Hg、As、Sb、Se）、發(fā)射光譜法（Ag、B、Sn）、X射線熒光光譜法（其他微量元素）進(jìn)行測定，精度誤差優(yōu)于10%，使用的儀器設(shè)備主要為日本理學(xué)ZSX Primus Ⅱ型全自動順序掃描X射線熒光光譜儀。稀土元素采用X射線熒光光譜法進(jìn)行測定，精度誤差優(yōu)于10%，使用的儀器設(shè)備為日本理學(xué)ZSX Primus Ⅱ型全自動順序掃描X射線熒光光譜儀。

3 鋯石UPb定年結(jié)果

陰極發(fā)光圖像顯示大部分鋯石顆粒完整，自形程度較高，環(huán)帶清晰，內(nèi)部無殘核，外部無變質(zhì)邊，具有巖漿成因鋯石的特征。樣品的部分鋯石CL圖像見圖3，鋯石UPb年齡見表1。

樣品LT4，23個(gè)測點(diǎn)Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于27 ×10-6～133 ×10-6之間，U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于33 ×10-6～146 ×10-6之間，Th/U值為0.48～1.65。樣品的206Pb/238U介于127～117 Ma之間，它們均落入諧和曲線上及其附近（圖4a），其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（121.3±1.2）Ma（MSWD=3.0，n=23），代表其巖體的形成時(shí)代為早白堊世。

樣品LT11，全部24個(gè)測點(diǎn)中，有23個(gè)測點(diǎn)Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于31 ×10-6～229 ×10-6之間，U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于43 ×10-6～160 ×10-6之間，Th/U值為0.35～1.80，其206Pb/238U介于123～116 Ma之間，它們均落入諧和曲線上及其附近（圖4b），206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（118.7±0.9）Ma（MSWD=2.0，n=23），代表其巖體的形成時(shí)代為早白堊世。另外一個(gè)測點(diǎn)（142 Ma）偏離諧和曲線，可能是捕獲鋯石并有鉛丟失所致，暗示了早白堊世早期巖漿活動的存在。

區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)早白堊世侵入巖鋯石，與興隆地區(qū)龍江組、光華組和甘河組等火山巖年齡相近[39]，指示區(qū)域內(nèi)存在較大規(guī)模的早白堊世巖漿活動。

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

由表2可見，去掉燒失量轉(zhuǎn)換為干體系后，該巖體的樣品主量組分如下：w（SiO2）為56.47%～64.95%，w（TiO2）為0.62%～0.89%，w（TFe2O3）為5.15%～8.46%，w（Al2O3）為17.22%～18.89%，w（CaO）為2.22%～5.52%，w（MgO）為2.80%～4.71%，w（Na2O）為3.73%～4.82%，w（K2O）為2.00%～2.90%，w（Na2O+K2O）為5.91%～7.36%，Na2O/K2O為1.40～2.16，均值為1.78。樣品具有較高的Mg#值（50.93～57.63）。巖石分異指數(shù)（ID）介于49.57～69.77之間，分異指數(shù)較低，表明巖漿經(jīng)歷了較低程度的分異，結(jié)晶程度較差，酸性程度較低。

巖石里特曼指數(shù)（σ）為1.82～3.50，均值為2.55，整體表現(xiàn)為鈣堿性巖系，在w（K2O）w（SiO2）圖解（圖5a）中，小部分樣品落入鈣堿性系列，大部分樣品落入高鉀鈣堿性系列內(nèi)；侵入巖A/CNK為0.92～1.31（平均值為1.04），在A/NKA/CNK圖解（圖5b）中，多數(shù)樣品落入準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)范圍內(nèi)。綜合可知，該期次侵入巖為鈣堿性－高鉀鈣堿性系列，具準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過鋁質(zhì)特征。

4.2 微量及稀土元素

從微量及稀土元素分析結(jié)果（表2）中可知，稀土總量（∑REE）在122.42×10-6～161.85×10-6（平均值為134.87×10-6）之間，明顯低于內(nèi)蒙興安－吉黑造山帶地區(qū)閃長巖平均值（179.36×10-6）[42]；輕重稀土元素比（LREE/ HREE）為10.03～18.42，LaN/YbN為11.66～29.52，顯示了輕重稀土元素分異程度較高的特征；δEu值在0.98～1.11之間，顯示弱的正異常，暗示源區(qū)為榴輝巖相，殘留礦物很少或沒有斜長石；δCe值在1.00～1.31之間，具正異常特征。從球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖（圖6a）中可以看出，各樣品的稀土配分模式曲線大致平行，顯示同源演化的特征，呈輕稀土富集的右傾模式，輕稀土元素分餾較強(qiáng)烈，重稀土元素分餾較微弱。

從原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6b）中可以看出，該期次侵入巖的K、Sr、Ba等大離子親石元素及輕稀土元素相對富集，Nb、Ta、Ti、P等高場強(qiáng)元素及重稀土元素虧損明顯，暗示巖漿作用與板塊的俯沖環(huán)境相關(guān)。樣品具有較高的Sr質(zhì)量分?jǐn)?shù)（715.00 ×10-6～1 079.00 ×10-6），以及較高的Sr/Y值（57.66～145.76，平均值為103.98）。

5 討論

研究區(qū)內(nèi)早白堊世侵入巖顯示出埃達(dá)克巖石的地球化學(xué)特征，w（SiO2）≥56.47%，w（Al2O3）≥17.22%，w（Na2O）≥3.73%，Na2O/K2O為1.40～2.16，明顯富w（Sr）（715.00 ×10-6～1 079.00 ×10-6），強(qiáng)烈虧損重稀土元素w（Y）（6.25 ×10-6～12.40 ×10-6）及w（Yb）（0.82 ×10-6～1.47 ×10-6），具有高的Sr/Y值（57.66～145.76）和LaN/YbN值（11.66～29.52），相對富集Eu（δEu為0.98～1.11），具有相對較高的w（Cr）（77.00×10-6～92.60×10-6）、w（Ni）（23.20×10-6～32.60×10-6）值。在Sr/Yw（Y）和LaN/YbNYbN圖解（圖7）中，均落入埃達(dá)克巖區(qū)域內(nèi)。

值得注意的是，洋殼部分熔融形成的埃達(dá)克巖形成于年輕（≤25 Ma）、熱的洋片俯沖環(huán)境。在早白堊世晚期，西北部的蒙古鄂霍茨克洋已閉合并完成了碰撞后造山過程，去除日本海擴(kuò)張的影響（約15 Ma）[44]，東部的古太平洋俯沖帶距離研究區(qū)遠(yuǎn)達(dá)約1 300 km，其下方不可能有年輕的洋片存在。由此可以排除研究區(qū)早白堊世侵入巖是埃達(dá)克巖的可能，那么應(yīng)將其歸為埃達(dá)克質(zhì)巖，并對于其可能的巖石成因作以下分析：Schiano等[45]認(rèn)為，不相容微量元素的固體/熔體配分系數(shù)可以用于區(qū)分部分熔融與分離結(jié)晶，其中部分熔融的軌跡是斜線，而分離結(jié)晶軌跡為水平線。從圖8可知，研究區(qū)早白堊世侵入巖均展示出具有斜率的斜線軌跡而非水平線，說明該期巖漿活動主要經(jīng)歷了部分熔融過程，暗示了其不可能由基性巖漿高壓分異形成；而混合成因的埃達(dá)克質(zhì)巖指基性與酸性巖漿在地殼深處混合并結(jié)晶形成，該部分熔融證據(jù)同樣否定了研究區(qū)早白堊世侵入巖的混合成因。加厚玄武質(zhì)地殼的部分熔融，主要物源來自地殼，具有相對低的w（MgO）和Mg#值，這與該期巖漿具有高M(jìn)g#值的特征不符，也排除加厚玄武質(zhì)地殼部分熔融的成因。初始俯沖是指冷的板片在陡傾俯沖進(jìn)入到熱的地幔中時(shí)，由于溫度的增加使俯沖板片產(chǎn)生部分熔融，而研究區(qū)遠(yuǎn)離俯沖帶，不可能發(fā)生初始俯沖過程，遂也被排除。Sun等[24]認(rèn)為靠近洋脊的洋殼是熱的，在洋脊俯沖時(shí)易被部分熔融形成埃達(dá)克巖，Nb的富集是洋脊俯沖的典型地球化學(xué)特征。研究區(qū)距西北部的蒙古鄂霍茨克洋縫合帶及東南部的日本海溝均有數(shù)百甚至上千千米之遙，洋脊俯沖到研究區(qū)的可能性并不大，且微量元素顯示Nb、Ta、Ti等虧損，與Nb的富集特征不符，因此將其排除。剩余平板俯沖/地幔停滯板塊的部分熔融和巖石圈拆沉引起的部分熔融兩種可能的模式下面分別進(jìn)行討論。

關(guān)于平板俯沖的認(rèn)識，現(xiàn)在仍不夠統(tǒng)一。Mungall[47]及Sun等[19]認(rèn)為，平板俯沖會消除地幔楔的影響，從而形成板塊熔融的低Mg埃達(dá)克質(zhì)巖石；而下地殼的熔體與軟流圈等上升的地幔物質(zhì)交代，可以演化出具有高M(jìn)g特點(diǎn)的埃達(dá)克質(zhì)巖石。Li等[48]對長江中下游埃達(dá)克質(zhì)巖的成因研究中則認(rèn)為，平板俯沖引起的板片拆離并脫水交代，在富集地幔熔融，是源區(qū)的混合作用占主導(dǎo)，地殼的混染作用相對較小，這本質(zhì)上仍是一種拆沉熔融。況且平板俯沖若存在，其板片來自哪里？邵濟(jì)安等[49]通過地震層析影像等地球物理方法，得出東部的古太平洋板塊俯沖在琿春一帶的1 000 km以下發(fā)生裂離，而不可能繼續(xù)向西驅(qū)動的結(jié)論。近年來有學(xué)者[50]提出來自研究區(qū)西北部蒙古－鄂霍茨克洋平板俯沖的認(rèn)識，但不可忽視的是，在該過程中大興安嶺地區(qū)仍發(fā)育大量碰撞造山后的伸展環(huán)境下形成的大量A型花崗巖及堿性流紋巖，有證據(jù)顯示其物源以富集地幔為主[5152]，這與靠近下地殼的平板俯沖隔絕了殼幔交互作用相悖。綜合分析認(rèn)為，研究區(qū)內(nèi)早白堊世的埃達(dá)克質(zhì)巖亦不可能是平板俯沖成因。

研究區(qū)內(nèi)早白堊世侵入巖具有較高的Mg#值（50.93～57.63），接近于虧損地幔部分熔融形成的巖漿（Mg#＞60），區(qū)別于下地殼部分熔融成因（Mg#＜40[53]）。且?guī)r石中高Cr、Ni值，暗示成巖母巖有地幔橄欖巖的參與。而角閃榴輝巖相下地殼拆沉到下伏地幔中，經(jīng)歷部分熔融和與地幔橄欖巖的反應(yīng)，可以形成具有高M(jìn)g#、Cr、Ni特征的埃達(dá)克質(zhì)巖[2，17]。Gao等[3]在華北克拉通東北緣的研究中也發(fā)現(xiàn)，巖石圈拆沉后，引起軟流圈物質(zhì)上涌，并與橄欖巖交代，形成興隆溝埃達(dá)克質(zhì)巖漿，在巖漿上升過程攜帶了幔源豐富的Cu、Au及REE等成礦物質(zhì)，隨后伴隨張性環(huán)境下盆地的生成與軟流圈堿性玄武巖的噴發(fā)。該過程可以與研究區(qū)內(nèi)早白堊世龍江期安山巖→九峰山期煤盆地→甘河期玄武巖漿噴發(fā)的演化過程相類比，其中龍江期火山噴發(fā)活動與本文侵入巖形成時(shí)間相近。近年來的地球物理研究中也發(fā)現(xiàn)大興安嶺下方的莫霍面平坦及地震層析成像剖面中可以看到高密度的殘留體存在[5456]，或許可以將此與巖石圈的拆沉作用相聯(lián)系。

對樣品進(jìn)行的構(gòu)造判別投圖中（圖9）顯示，大部分樣品落在火山弧環(huán)境背景中，暗示花崗巖的源區(qū)比較接近虧損地幔，且?guī)r漿演化程度較低。而區(qū)域上早白堊世侵入巖具有高M(jìn)g#值等特征，也顯示出有較多的幔源組分參與，暗示其巖石成因并非來自俯沖洋板塊的部分熔融，而更可能是來自伸展構(gòu)造背景下巖石圈的拆沉引起軟流圈幔源成分的上涌。由此，本文認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)早白堊世具有埃達(dá)克巖石地球化學(xué)特征的侵入巖是在伸展環(huán)境下幔源物質(zhì)上涌形成的。

6 結(jié)論

1）通過LAICPMS鋯石UPb測年，限定研究區(qū)內(nèi)早白堊世侵入巖的成巖時(shí)間在（121.3±1.2）～（118.7±0.9）Ma之間。

2）研究區(qū)內(nèi)早白堊世侵入巖具有中硅、低鉀、高鎂鐵、富鈣的特征，為鈣堿性高鉀鈣堿性系列、準(zhǔn)鋁質(zhì)弱過鋁質(zhì)巖石，稀土元素曲線顯示輕稀土元素富集、重稀土元素虧損的右傾模式，Eu微弱正異常，微量元素顯示大離子親石元素富集，高場強(qiáng)元素虧損。

3）研究區(qū)內(nèi)早白堊世侵入巖具有高的Sr/Y和LaN/YbN值，以及含較高的Mg、Cr、Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)，顯示出埃達(dá)克質(zhì)巖石特征。構(gòu)造判別圖中樣品落入火山弧環(huán)境下，

結(jié)合其形成于蒙古鄂霍茨克洋閉合后的伸展環(huán)境，

暗示巖石圈拆沉引起的幔源物質(zhì)上涌，占據(jù)主導(dǎo)形成了該期次巖漿活動。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] Defant M J， Drummond M S. Derivation of Some Morden Arc Magmas by of Young Subducted Lithosphere[J].Nature，1990，347：662665.

[2] Xu J F， Shinio R， Defant M J， et al. Origin of Mesozoic Adakitic Intrusive Rocks in the Ningzhen Area of East China： Partial Melting of Delaminated Lower Continental Crust？ [J]. Geology， 2002，30：11111114.

[3] Gao S， Rudnick R， Yuan H L， et al. Recycling Lower Continental Crust in the North China Craton[J]. Nature， 2004，432：892897.

[4] Wang Q， Xu J F， Jian P， et al. Petrogenesis of Adakitic Porphyries in an Extensional Tectonic Setting， Dexing， South China： Implications for the Genesis of Porphyry Copper Mineralization[J]. Journal of Petrology，2006， 47（1）： 119144.

[5] Martin H， Sminthies R H， Rapp R， et al. An Overview of Adakite， Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite（TTG）， and Sanukitoid： Relationships and Some Implications for Crustal Evolution[J]. Lithos，2005， 79：124.

[6] Chung S L， Liu D， Ji J Q， et al. Adakites from Continental Collision Zones： Melting of Thickened Lower Crust Beneath Southern Tibet[J]. Geology， 2003， 31（11）：10211024.

[7] Hou Z Q， Gao Y F， Qu X M， et al. Origin of Adakitic Intrusives Generated During Mid-Miocene East-West Extension in Southern Tibet[J]. Earth and Planetary Science Letters，2004，220：139155.

[8] Guan Q， Zhu D C， Zhao Z D， et al. Crustal Thickening Prior to 38 Ma in Southern Tibet： Evidence from Lower Crust-Deriverd Adakitic Magmatism in the Gangdese Batholith[J]. Gondwana Research， 2012，21：8899.

[9] Ji W Q， Wu F Y， Liu C Z， et al. Early Eocene Crustal Thicking in Southern Tibet： New Age and Geochemical Constraints from the Gangdese Batholith[J]. Journal of Asian Earth Science， 2012，53：8295.

[10] Pan F B， Zhang H F， Harris N， et al. Oligocene Magmatism in the Eastern Margin of the East Himalayan Ayntaxis and Its Implication for the India-Asia Post-Collisional Process[J]. Lithos，2012，154：181192.

[11] Defant M J，許繼峰， Kepezhinskas P，等.埃達(dá)克巖：關(guān)于其成因的一些不同觀點(diǎn)[J].巖石學(xué)報(bào)， 2002， 18（2）： 129142.

Defant M J， Xu Jifeng， Kepezhinskas P，et al. Adakites： Some Variations on a Theme[J]. Acta Petrological Sinica，2002， 18（2）：129142.

[12] Castillo P R.埃達(dá)克巖成因回顧[J].科學(xué)通報(bào)，2006，51（6）：617627.

Castillo P R. A Review of the Origin of Adakite[J]. Chinese Science Bulletin，2006，51（6）：617627.

[13] Macpherson C G， Dreher S T， Thirlwall M F， et al. Adakites Without Slab Melting： High Pressure Differentiation of Island Arc Magma， Miadanao， the Philippones[J]. Earth Planet Science Letters，2006，243：581593.

[14] Richards J P， Kerrich R. Special Paper： Adakite-Like Rocks： Their Diverse Origins and Questionable Role in Matallogenesis[J]. Economic Geology，2007， 102（4）：537576.

[15] Chen B， Jahn B M， Arakawa Y， et al. Petrogenesis of the Mesozoic Intrusive Complexes form the Southern Taihang Orgen， North China Craton： Elemental and SrNdPb Isotopic Constraints[J].Contributions to Mineralogy and Petrology，2004， 148（4）：489501.

[16] Guo F， Nakamuru E， Fan W M， et al. Generation of Palaeocene Adakitic Andesites by Magma Mixing; Yanji Area， NE China[J]. Journal of Petrology，2007，48（4）：661692.

[17] 許繼峰，鄔建斌，王強(qiáng)，等.埃達(dá)克巖與埃達(dá)克質(zhì)巖在中國的研究進(jìn)展[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2014，33（1）：613.

Xu Jifeng，Wu Jianbin，Wang Qiang，et al. Research Advances of Adakites and Adakitic Rocks in China[J]. Bulletin of Mineralogy，Petrology and Geochemistry，2014，33（1）：613.

[18] 王強(qiáng)，郝露露，張修政，等.匯聚板塊邊緣的埃達(dá)克質(zhì)巖：成分和成因[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2020，50（12）：18451873.

Wang Qiang，Hao Lulu，Zhang Xiuzheng，et al. Adakitic Rocks at Convergent Plate Boundaries： Compositions and Petrogenesis[J]. Scientia Sinica：Earth Sciences，2020，50（12）：18451873.

[19] Sun W D， Zhang H， Ling M X， et al. The Genetic Association of Adakites and CuAu Ore Deposits[J]. International Geology Review，2011，53（5/6）：691703.

[20] Martin H. Adakitic Magmas： Modern Analogues of Archaean Granitoids[J]. Lithos， 1999，46（3）：411429.

[21] Condie K C. TTGs and Adakites： Are They Both Slab Melts？ [J]. Lithos，2005，80（1/2/3/4）：3344.

[22] Ling M X， Wang F Y， Ding X， et al. Different Origins of Adakites from the Dabie Mountains and the Lower Yangtze River Belt， Eastern China： Geochemical Constraints[J].International Geology Review， 2011，53： 727740.

[23] Sun W D， Ling M X， Chung S L， et al. Geochemical Constraints on Adakites of Different Origins and Copper Mineralization[J]. The Journal of Geology，2012，120（1）：105120.

[24] Sun W D， Ling M X， Yang X Y， et al. Ridge Subduction and Porphyry Copper-Gold Mineralization： An Overview[J].Science China： Earth Sciences，2010，53： 475484.

[25] 王強(qiáng)，唐功建，賈小輝，等. 埃達(dá)克質(zhì)巖的金屬成礦作用[J]. 高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，14（3）：350364.

Wang Qiang，Tang Gongjian，Jia Xiaohui，et al. The Metalliferous Mineralization Associatied with Adakitic Rocks[J]. Geological Journal of China Universities，2008，14（3）：350364.

[26] 趙振華.微量元素地球化學(xué)原理[M].2版.北京：科學(xué)出版社，2016：1534.

Zhao Zhenhua. Principles of Trace Element Geochemistry [M]. 2nd ed." Beijing： Science Press， 2016：1534.

[27] 劉佳宜.黑龍江省三道灣子地區(qū)花崗巖年代學(xué)和地球化學(xué)研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2016．

Liu Jiayi.The Geochronological and Geochemical Research of Granites in Sandaowanzi， Heilongjiang Province[D].Beijing： China University of Geosciences （Beijing），2016．

[28] 趙院冬，車?yán)^英，吳大天，等.小興安嶺西北部早—中侏羅世TTG花崗巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2017，47（4）：11191137．

Zhao Yuandong，Che Jiying，Wu Datian，et al.Early-Middle Jurassic TTG Granites in Northwest of Lesser Xing’an Range： Its Geochronology， Geochemical Characteristics and Tectonic Significance[J].Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2017，47（4）：11191137．

[29] 趙院冬，車?yán)^英，許逢明，等.興安地塊東北部晚侏羅世C型埃達(dá)克質(zhì)花崗巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境意義[J].地學(xué)前緣，2018，25（6）：240253．

Zhao Yuandong，Che Jiying，Xu Fengming，et al.Late Jurassic Adakitic Granites in Northeastern Xing’an Block： Geochronology and Geochemical Characteristics and Tectonic Significance[J].Earth Science Frontiers，2018，25（6）：240253．

[30] 尹志剛，李敏，李文龍，等.大興安嶺中北段大金山地區(qū)早侏羅世埃達(dá)克質(zhì)花崗閃長巖的成因及構(gòu)造環(huán)境[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2019，38（1）：6979．

Yin Zhigang，Li Min，Li Wenlong，et al.The Origin and Tectonic Environment of the Early Jurassic Adakitic Granodiorite in the Dajinshan Area of the Central and Northern Da Hinggan Range[J].Bulletin of Mineralogy，Petrology and Geochemistry，2019，38（1）：6979．

[31] 王蘇珊.黑龍江省三道灣子地區(qū)巖漿巖的年代學(xué)與地球化學(xué)[D]. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2017．

Wang Sushan.Geochronology and Geochemistry of Magmatic Rock in Sandaowanzi，Heilongjiang Province[D].Beijing： China University of Geosciences （Beijing），2017．

[32] 邵帥，鄧晉福，劉翠，等.黑龍江黑河地區(qū)早白堊世火山巖巖石地球化學(xué)特征及其構(gòu)造環(huán)境意義[J].地學(xué)前緣，2018，25（3）：215229．

Shao Shuai，Deng Jinfu，Liu Cui，et al.Geochemical Characteristics and Tectonic Setting of Early Cretaceous Volcanic Rocks in the Heihe Area，Heilongjiang Province，China[J].Earth Science Frontiers，2018，25（3）：215229.

[33] 孔金貴，張國賓，張文東，等.大興安嶺北段呼瑪?shù)貐^(qū)晚侏羅世花崗閃長巖年代學(xué)和地球化學(xué)特征：對蒙古—鄂霍茨克洋構(gòu)造演化的制約[J].世界地質(zhì)，2024，43（2）：171192.

Kong Jingui， Zhang Guobin， Zhang Wendong， et al. Geochronology and Geochemistry of Late Jurassic Granodiorte in Huma Area of Northern Segment of Da Hinggan Ling （Mts.）： Constraints on Tectonic Evolution of Mongolia-Okhotsk Ocean[J].World Geology， 2024， 43 （2） ：171192.

[34] 梁天意，劉敬黨，李猛猛，等.大興安嶺中段林西組砂巖LAICPMS碎屑鋯石UPb年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2022，52（2）：442462.

Liang Tianyi， Liu Jingdang， Li Mengmeng， et al. LAICPMS UPb Dating of Detrital Zircons from Linxi Formation in Jalaid Banner Region， Middle Part of the Greater Khingan Mountains and Its Geological Implications[J]. Journal of Jilin University（Earth Science Edition）， 2022，52（2）：442462.

[35] 唐杰，許文良，王楓，等.古太平洋板塊在歐亞大陸下的俯沖歷史： 東北亞陸緣中生代古近紀(jì)巖漿記錄[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2018，48（5）：549583.

Tang Jie， Xu Wenliang， Wang Feng， et al. Subduction History of the Paleo-Pacific Slab Beneath Eurasian Continent： Mesozoic-Paleogene Magmatic Records in Northeast Asia[J]. Scientia Sinica：Earth Sciences，2018，48（5）：549583.

[36] 張坤.黑龍江呼瑪?shù)貐^(qū)中生代侵入巖地球化學(xué)與年代學(xué)[D]. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2021.

Zhang Kun.Geochemistry and Ore Bearing Evaluation of Mesozoic Intrusive Rocks in Huma Area， Heilongjiang Province[D].Beijing： China University of Geosciences （Beijing），2021.

[37] 隋振民，葛文春，吳福元，等.大興安嶺東北部侏羅紀(jì)花崗質(zhì)巖石的鋯石UPb年齡、地球化學(xué)特征及成因[J].巖石學(xué)報(bào)，2007，23（2）：461480.

Sui Zhenmin， Ge Wenchun，Wu Fuyuan，et al. Zircon UPb Ages， Geochemistry and Its Petrogenesis of Jurassic Granites in Northeastern Part of the Da Hinggan Mts[J]. Acta Petrologica Sinica，2007，23（2）：461480.

[38] 隋振民，徐學(xué)純.大興安嶺東北部侏羅紀(jì)花崗巖類SrNd同位素特征及其地質(zhì)意義[J].中國地質(zhì)，2010，37（1）：4855.

Sui Zhenmin， Xu Xuechun. SrNd Isotopic Characteristics of Jurassic Granites in Northeastern Da Hinggan Mountains and Their Geological Implications[J].Geology in China，2010，37（1）：4855.

[39] Deng C Z， Sun D Y， Han J S， et al. Ages and Petrogenesis of the Late Mesozoic Igneous Rocks Associated with the Xiaokele Porphyry Cu–Mo Deposit， NE China and Their Geodynamic Implications[J]. Ore Geology Reviews，2019， 107： 417433.

[40] Peccerillo R， Taylor S R. Geochemistry of Eocene Calc-Alkaline Volcanic Rocks from the Kastamonu Area， Northern Turkey[J].Contributions to Mineralogy and Petrology，1976， 58：6381.

[41] Maniar P D， Piccoli P M. Tectonic Discrimination of Granitoids[J]. Geological Society of America Bulletin，1989， 101（5）： 635643.

[42] 遲清華，鄢明才．應(yīng)用地球化學(xué)元素豐度數(shù)據(jù)手冊[M]．北京：地質(zhì)出版社，2007：1136．

Chi Qinghua， Yan Mingcai. Handbook of Elemental Abundance for Applied Geochemistry[M]. Bejing： Geological Publishing House， 2007： 1136.

[43] Sun S S， McDonough W F. Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts： Implications for Mantle Composition and Processes[J]. Geological Society Special Publication，1989，42：313345.

[44] Mizutani S， Shao J A， Zhang Q L. The Nadanhada Terrane in Relation to Mesozoic Tectonics on Continretal Margins of East Asia[J]. Acta Geologica Sinica，1990，64（1）：1529.

[45] Schiano P， Monzier M， Eissen J P， et al. Simple Mixing as the Major Control of the Evolution of Volcanic Suites in the Ecuadorian Andes[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology，2010， 160：297312.

[46] Allegre C J， Minster J F. Quantitative Models of Trace Element Behavior in Magmatic Processe[J].Earth Planet Science Letter，1978，38：125.

[47] Mungall J E. Rosting the Mantle： Slab Melting and the Genesis of Major Au and Au-Rich Cu Deposits[J]. Geology，2002， 30：915918.

[48] Li S， Wang T， Simon A， et al. Evolution， Source and Tectonic Significance of Early Mesozoic Granitoid Magmatism in the Central Asian Orogenic Belt （Central Segment） [J]. Earth-Science Reviews，2013， 126：206234.

[49] 邵濟(jì)安，劉福田，陳輝. 西北太平洋地震層析剖面及地球動力學(xué)啟示[J]. 自然科學(xué)進(jìn)展， 2000，10（8）：757760.

Shao Ji’an， Liu Futian， Chen Hui. Seismic Tomography of the Northwest Pacific and Its Geodynamic Implications[J]. Progress in Natural Science，2000，10（8）：757760.

[50] Deng C Z， Sun D Y， Han J S， et al. Late-Stage Southwards Subduction of the Mongol-Okhotsk Oceanic Slab and Implications for Porphyry Cu/Mo Mineralization： Constraints from Igneous Rocks Associated with the Fukeshan Deposit， NE China[J]. Lithos， 2019， 326/327：341357.

[51] 葛文春，李獻(xiàn)華，林強(qiáng)，等.呼倫湖早白堊世堿性流紋巖的地球化學(xué)特征及其意義[J].地質(zhì)科學(xué)，2001，36（2）：176183.

Ge Wenchun， Li Xianhua， Lin Qiang， et al.Geochemistry of Early Cretaceous Alkaline Rhyolites from Hulun Lake， Daxing’anling and Its Tectionic Implicatons[J]. Chinese Journal of Geology，2001，36（2）：176183.

[52] 林強(qiáng)，葛文春，曹林，等.大興安嶺中生代雙峰式火山巖的地球化學(xué)特征[J].地球化學(xué)，2003，32（3）：208222.

Lin Qiang， Ge Wenchun， Cao Lin， et al. Geochemistry of Mesozoic Volcanic Rocks in Da Hinggan Ling：The Bimodal Volcanic Rocks[J]. Geochimica，2003， 32（3）：208222.

[53] Atheron M P， Petford N. Generation of Sodium-Rich Magmas from Newly Underplated Basaltic Crust[J]. Nature，1993， 362：144146.

[54] 邵濟(jì)安，張履橋，肖慶輝，等.中生代大興安嶺的隆起：一種可能的陸內(nèi)造山機(jī)制[J].巖石學(xué)報(bào)，2005，21（3）：789794.

Shao Ji’an，Zhang Lüqiao，Xiao Qinghui，et al. Rising of Da Hinggan Mts in Mesozoic： A Possible Mechanism of Intracontinental Orogeny[J]. Acta Petrologica Sinica，2005，21（3）：789794.

[55] 李猛興，王麗娟，張利明，等.興安地塊南段霍布林巖體成因及其對蒙古鄂霍茨克洋演化的啟示[J].地質(zhì)通報(bào)，2023，42（9）：15411555.

Li Mengxing， Wang Lijuan， Zhang Liming，et al.Petrogenesis of the Huobulin Granite in the Southern Part of the Xing’an Block and Its Insight into the Evolution of the Mongol-Okhotsk Ocean[J]. Geological Bulletin of China，2023，42（9）：15411555.

[56] 宋維民，王建恒，楊佳林，等.蒙古鄂霍茨克洋閉合時(shí)限：來自大興安嶺突泉地區(qū)下白堊統(tǒng)與下伏地質(zhì)體之間角度不整合關(guān)系的約束[J].地質(zhì)通報(bào)，2022，41（7）：12021213.

Song Weimin， Wang Jianheng， Yang Jialin，et al.Closure Time of the Mongolia-Okhotsk Ocean： Constraint of Angular Unconformity Between the Lower Cretaceous and the Lower Geological Body in the Tuquan Area of the Greater Hinggan Mountains[J]. Geological Bulletin of China，2022，41（7）：12021213.

[57] Pearce J A. A User’s Guide to Basalt Discrimination Diagrams[J]. Geological Society Special Publication，1996， 12：79133.

[58] Pearce J A， Harris N B W， Tindle A G. Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks[J].Journal of Petrology，1984， 25：956983.