興安地塊南段哈達地區(qū)中晚侏羅世侵入巖成因及對蒙古-鄂霍茨克洋演化的制約

王志強,李 娟,王麗娟,李猛興

(1.山西省地質(zhì)調(diào)查院有限公司,山西 太原 030006;2.山東省煙臺第十一中學,山東 煙臺 264000;3.中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,河北 石家莊 050061)

我國東北地區(qū)處于中亞造山帶東緣,先后經(jīng)歷了古亞洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋等構造體系的疊加改造,以大規(guī)模顯生宙地殼增生及成礦作用聞名于世[1-2]。通常認為,東北地區(qū)古生代為古亞洲洋演化階段,晚古生代末期洋盆閉合、造山作用結束,形成了額爾古納、興安、松嫩、佳木斯地塊等構造單元相間分布的格局[3-7]。中生代是蒙古-鄂霍茨克洋構造體系與古太平洋構造體系的后期疊加演化階段[1,8],巖漿作用強烈,出露大面積花崗巖,素有“花崗巖?！钡拿雷u,是研究兩大構造體系疊加演化過程最直接、最理想的區(qū)域。

蒙古-鄂霍茨克構造體系主體位于蒙古、俄羅斯境內(nèi),研究程度相對偏低,但對我國東北地區(qū)影響明顯。大興安嶺地區(qū)北緣(額爾古納、興安地塊北段)早中生代(三疊紀)發(fā)育與蒙古-鄂霍茨克縫合帶近乎平行的NE向帶狀展布的鈣堿性巖漿巖[9],與太平川銅鉬礦等中大型金屬礦的發(fā)現(xiàn)[13],指示了蒙古-鄂霍茨克洋向南俯沖作用的發(fā)生,可能始于早中生代[1,8,10]。中晚侏羅世(局部為早侏羅世)埃達克質(zhì)巖體的發(fā)現(xiàn)限定了洋盆閉合時間[14-19],具有自西而東“剪切式”閉合的特點,此時,區(qū)域上由于碰撞擠壓作用發(fā)生了明顯陸殼加厚過程,在興安地塊北部還可見同時期變質(zhì)作用的發(fā)生[10]。此外,區(qū)域上(如冀北-遼西地區(qū))廣泛存在該時期的區(qū)域性不整合面,不整合面下伏地層可見強烈的擠壓變形,野外可觀察到由北自南的逆沖推覆構造,均說明俯沖作用的發(fā)生與陸殼加厚過程的存在,為洋盆閉合、碰撞造山提供了關鍵信息[8-10]。之后,區(qū)域上自北向南晚侏羅世火山活動進一步增強,主要形成于(造山后)加厚陸殼重力垮塌階段下的伸展背景[1]。

前人研究[1,8,10,20]表明,東北地區(qū)早中生代(三疊紀、早侏羅世)、早白堊世巖晚期漿作用強烈。兩大構造體系(蒙古-鄂霍茨克洋、古太平洋)在這兩個時期的時空范圍基本厘清,但中晚侏羅世研究程度相對偏低,間接影響了對兩大構造體系時空影響范圍的精細厘定。東北地區(qū)中晚侏羅世—早白堊世早期巖漿作用相對不發(fā)育,且多集中在松遼盆地以西地區(qū),從空間位置上暗示了古太平洋的影響有限,可能與東北地區(qū)處于走滑構造屬性[8-10]有關,該時期花崗巖很可能是蒙古-鄂霍茨克洋向南俯沖的遠程巖漿效應,但該構造體系向南影響的空間范圍并不清晰。此外,興安地塊南段是否存在該地質(zhì)背景下的中晚侏羅世巖漿活動,也是尚待解決的科學問題。

本文以興安地塊南段哈達地區(qū)出露的中晚侏羅世侵入巖為研究對象,對其進行了鋯石年代學、地球化學特征研究,并分析了巖石成因及地質(zhì)意義,為構建該地區(qū)的中生代巖漿巖年代學格架提供了新的研究素材,也為蒙古-鄂霍茨克洋構造體系在興安地塊南段的閉合時限提供了新的約束。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于興安地塊南段(圖1(a)),有大面積晚古生代—中生代火山巖地層出露(圖1(b)),由老至新分別為:晚石炭世寶力高廟組、中晚侏羅世滿克頭鄂博組和早白堊世白音高老組。晚石炭世寶力高廟組以沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖為主,被中晚侏羅世滿克頭鄂博組地層覆蓋,有中晚侏羅世花崗巖侵入;中晚侏羅世滿克頭鄂博組以爆發(fā)空落相-火山碎屑流相流紋質(zhì)(熔結)凝灰?guī)r、火山角礫(集塊)巖、流紋巖為主,相對陡立地貌,地表明顯凸起,尤以花崗斑巖周圍的3個火山口較為顯著,火山口中心由侵出相流紋斑巖、集塊角礫巖組成;早白堊世白音高老組由上部流紋巖、下部凝灰質(zhì)砂巖組成。另外,還有少量第四系(沖洪積、坡洪積)分布。

1.早白堊世花崗斑巖脈;2.早白堊世閃長巖脈;3.早白堊世二長斑巖;4.晚侏羅世閃長玢巖;5.中侏羅世花崗斑巖;6.第四系湖積;7.第四系坡洪積;8.早白堊世白音高老組;9.中晚侏羅世滿克頭鄂博組;10.晚石炭世寶力高廟組;11.不整合接觸界線;12.火山噴發(fā)中心;13.火山機構;14.角巖化;15.流面產(chǎn)狀;16.采樣位置圖1 興蒙造山帶東段大地構造略圖[21] (a)和研究區(qū)中晚侏羅世侵入巖地質(zhì)圖?(b)Fig. 1 Tectonic sketch of the eastern Xing Meng Orogenic Belt[21] (a) and simplified geological map of the Middle to Late Jurassic diorite and granite? (b)

區(qū)內(nèi)巖漿作用不發(fā)育,僅有少量中晚侏羅世侵入巖出露,分布在查布其仁呼和哈達高地,為本次研究首次發(fā)現(xiàn)。侵入巖周圍被第四系覆蓋,出露總面積約2.3 km2,包括花崗斑巖、閃長玢巖2種巖性,均呈孤立的巖株分布。早白堊世細脈(花崗斑巖、閃長玢巖、二長斑巖)侵入中晚侏羅世侵入巖中,在研究區(qū)東側(cè)更為發(fā)育,沿NE向、NNE向區(qū)域性斷裂侵位?；◢彴邘r呈巖株、細脈狀侵入于圍巖地層中,與圍巖接觸面產(chǎn)狀近于直立,接觸部位可見明顯褐鐵礦化、硅化、角巖化礦化蝕變(圖2(a)),內(nèi)部可見不規(guī)則狀的滿克頭鄂博組火山巖捕虜體(圖2(b)),說明其剝蝕程度較淺。閃長玢巖由邊部向中心粒度略變粗,呈巖株狀侵入于圍巖地層中。

(a).花崗斑巖與圍巖接觸部位具明顯礦化;(b).花崗斑巖中滿克頭鄂博組火山巖捕虜體;(c)、(e).花崗斑巖野外露頭及鏡下(正交偏光)結構特征;(d)、(f).閃長玢巖野外露頭及鏡下(正交偏光)結構特征;Pl.斜長石;Pth.條紋長石;Hb.角閃石圖2 中晚侏羅世侵入巖的野外及鏡下顯微照片F(xiàn)ig. 2 Field photograph and photomicrographs of the Middle to Late Jurassic diorite and granite

2 巖石學特征

花崗斑巖(圖2(c)、2(e)):淺灰黃色,斑狀結構,基質(zhì)為微晶-文象結構。斑晶由斜長石(20%, 0.7×1.5～6×6.5 mm,板狀)、條紋長石(15%,0.5×1.5～1×2 mm,條紋發(fā)育,寬板狀)、角閃石(3%,1×2 mm,綠色自形柱狀)、黑云母(1%,1.3×2 mm,棕褐色片狀)、石英(1%,0.65 mm,呈熔蝕狀輪廓)組成?；|(zhì)粒度0.02～0.1 mm,由長石(35%,粒狀)、石英(20%,他形粒狀)、黑云母(1%,片狀)組成,另外還有少量鋯石、磷灰石、磁鐵礦、榍石等副礦物。

閃長玢巖(圖2(d)、2(f)):灰綠色,斑狀結構,基質(zhì)為顯微柱粒狀結構,塊狀構造,由邊部向中心表現(xiàn)為粒度略粗。斑晶主要由斜長石(15%, 2×5 mm,寬板狀,環(huán)帶發(fā)育)、角閃石(10%, 0.4×1.5 mm,長柱狀)組成;基質(zhì)主要由斜長石(70%,0.005×0.02 mm,細長板狀)組成,另外還有少量鈦鐵氧化物、磷灰石等副礦物。

“異化”使“讀者走向作者”，強調(diào)譯文的充分性，在翻譯方法上吸納外語表達方式，從而保證文章的“異國情調(diào)”。對于“磬”，這種帶有強烈中國文化特點的詞，蕭乾采取文內(nèi)加注的方式，“a sonorous stone”還原了詞的本意，達到易于理解的目的。

3 分析測試方法

3.1 鋯石U-Pb測年

本次在花崗斑巖、閃長玢巖中各采集了1件樣品進行鋯石U-Pb定年(位置見圖1),選取自新鮮、未見蝕變、裂隙不發(fā)育的露頭。首先對樣品粗選,經(jīng)過破碎、淘洗、重磁分離等流程后,在雙目鏡下挑選出晶形好、透明度好、包裹體不發(fā)育的顆粒進行制靶。然后在雙目鏡下把鋯石顆粒粘在載玻片上,隨后注入環(huán)氧樹脂進行固化、拋光至鋯石核部充分暴露,露出光潔平面,完成制樣過程,再對樣品進行反射、透射、陰極光(CL)照相,以便更清楚地觀察鋯石內(nèi)部結構特點以及選取最合理的位置進行同位素測試。鋯石分選在山西省地質(zhì)調(diào)查院巖礦鑒定室完成;制靶在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心同位素實驗室完成。測試完成后,采用ICPMSDataCal程序?qū)y試數(shù)據(jù)處理[22],Isoplot(Version3.0)軟件完成鋯石U-Pb諧和圖制作[23]。

3.2 主量、微量元素分析

在研究區(qū)中晚侏羅世侵入巖中共采集了11件樣品進行主量元素分析,花崗斑巖6件,閃長玢巖5件。從中選取8件樣品進行微量和稀土元素測試,花崗斑巖5件,閃長玢巖3件,具體采樣位置見圖1。全巖主量元素、微量稀土元素分析在武漢綜合巖礦測試中心完成,其中部分全巖主量元素(FeO、CO2、H2O+)采用濕化學法測定,其余氧化物測試采用XRF法在熒光光譜儀(型號為1800)儀器上完成,精度優(yōu)于1%;微量和稀土元素采用酸溶樣法進行樣品處理、在電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(X7)儀器上完成,精度優(yōu)于5%。

4 鋯石U-Pb年齡

中晚侏羅世侵入巖2件代表性樣品的鋯石測年結果見表1。

表1 中晚侏羅世侵入巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果Table 1 Results of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the Middle to Late Jurassic diorite and granite

閃長玢巖(PM201TW-4):鋯石粒徑約為80～150 μm,長寬比1∶1～2.5∶1,個別顆粒粗大,呈短柱狀,內(nèi)部可見不規(guī)則裂紋(圖3)。與花崗斑巖鋯石相比,顆粒細小,晶形多為短柱狀、不規(guī)則的棱角狀。從表1可知,鋯石23個點的Th/U值為0.55～4.14,變化區(qū)間較大,但均具有巖漿成因鋯石的特點,大部分鋯石點內(nèi)部發(fā)育環(huán)帶結構[24-26]。23個點得出了3組不同的年齡:7個點(點1、5、9、15、19、20、23)206Pb/238U年齡為1 700～218 Ma,可能為捕獲鋯石;3個點(6、8、21)206Pb/238U年齡為130～125 Ma,位于協(xié)和線下交點,年齡值明顯低于大多數(shù)分析點,這3個點Pb含量稍微偏低,并有偏離協(xié)和曲線的趨勢,局部具有熔蝕結構或骨架狀結構、他形或半自形、分帶不明顯等特征,暗示經(jīng)歷了后期巖漿熱事件,這與研究區(qū)東側(cè)早白堊世巖漿作用發(fā)育這一事件一致,推測年齡偏低可能和鋯石點普通Pb含量有不同程度丟失或后期輕微巖漿熱事件影響有關[26-27];剩余13個點均較集中的分布在諧和曲線圖上(圖4(a)),206Pb/238U加權年齡平均值為(160.0±0.7)Ma(MSWD=1.18),可以解釋為閃長玢巖的結晶年齡。

圖3 中晚侏羅世侵入巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig. 3 CL image of zircons in the Middle to Late Jurassic diorite and granite

圖4 中晚侏羅世侵入巖U-Pb諧和圖Fig. 4 U-Pb concordia diargrams of the Middle to Late Jurassic diorite and granite

花崗斑巖(PM204TW-1):鋯石陰極發(fā)光圖像上晶形較完整,邊界平直,震蕩環(huán)帶結構發(fā)育,晶形多為柱狀,個別為不規(guī)則棱角狀。鋯石粒徑長為150～350 μm,長寬比以2∶1～3∶1為主(圖3)。從表1可知,20個鋯石點Th/U值為0.65～1.77,為典型巖漿鋯石[24-26]。除2個點(點6、12)年齡值異常外,其余18個點落在協(xié)和線上(圖4(b)),206Pb/238U加權年齡平均值為(167.0±0.5)Ma(MSWD=0.65),代表了花崗斑巖的形成年齡。

5 全巖地球化學特征

中晚侏羅世侵入巖全巖主量元素、微量元素測試結果見表2。

表2 中晚侏羅世侵入巖主量、稀土、微量元素分析結果Table 2 Major, trace and rare earth element compositions of the Middle to Late Jurassic diorite and granite

5.1 主量元素地球化學特征

花崗斑巖SiO2含量為69.20%～70.39%,變化范圍較小,在TAS圖解上位于石英二長巖、花崗巖的分界線上(圖5(a))。Na2O含量為4.57%～4.97%,全堿(K2O+Na2O)含量為8.61%～9.23%,K2O/Na2O值為0.81～1.00,具有全堿含量偏高、富鈉的特點,在SiO2-K2O圖上落在了高鉀鈣堿性系列區(qū)(圖5(b))。Al2O3含量為15.11%～15.56%,含量中等,A/CNK為1.00～1.07,在A/CNK-A/NK圖上位于弱鋁質(zhì)區(qū)間(圖5(c))。

圖5 中晚侏羅世侵入巖SiO2-(K2O+Na2O)[28](a)、SiO2-K2O[29](b)及A/CNK-A/NK[30](c)圖解Fig. 5 SiO2-(K2O+Na2O)[28](a), SiO2-K2O [29](b)and A/CNK-A/NK[30](c)diagrams of the Middle to Late Jurassic diorite and granite

閃長玢巖SiO2含量為57.45%～58.39%,變化區(qū)間較窄,在TAS圖解上位于二長巖區(qū)及二長巖、閃長巖的分界線上(圖5(a))。Na2O含量為3.21%～3.98%,全堿(K2O+Na2O)含量為5.79%～6.98%,K2O/Na2O值為0.45～1.17,大部分<1,具有全堿含量中等、相對富鈉的特點,在SiO2-K2O圖上分布零散且主要落在了高鉀鈣堿性系列區(qū)(圖5(b))。Al2O3含量為16.59%～17.15%,含量偏高,鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.93～1.10,在A/CNK-A/NK圖上大部分位于準鋁質(zhì)區(qū)間(圖5(c))。

綜上所述,中晚侏羅世侵入巖2種巖性均為富鈉、準鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列的巖石,且花崗斑巖全堿含量和分異程度相對更高。

5.2 微量與稀土元素地球化學特征

原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖6(a))顯示,花崗斑巖、閃長玢巖普遍具有富集大離子親石元素Rb、Th和K,虧損Ta、Nb、P和Ti等高場強元素,總體呈右傾特征。不同的是,花崗斑巖Sr元素顯示為負異常,而閃長玢巖呈正異常。

圖6 中晚侏羅世侵入巖原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(a)及球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖(b)[31]Fig. 6 Chondrite-normalized REE distribution pattern(a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagram(b) of the Middle to Late Jurassic diorite and granite [31]

花崗斑巖、閃長玢巖具有相近的稀土元素特征,輕稀土LREE含量分別為(82.1～138.7)×10-6、(93.4～115.7)×10-6,重稀土HREE含量分別為(10.5～14.4)×10-6、(12.8～18.2)×10-6,稀土總量中等,ΣREE分別為(90.5～153.1)×10-6、(111.6～128.8)×10-6;具負銪異常,δEu分別為0.58～0.68、0.83～1.02,閃長玢巖負銪異常更加明顯;(La/Sm)N值分別為2.78～3.96、1.75～2.90,(Gd/Yb)N值分別為1.00～1.55、1.95～2.19,輕、重稀土均有一定程度分餾作用。綜合輕、重稀土比值的相關參數(shù),例如,LREE/HREE值分別為6.74～10.26、5.14～8.84,(La/Yb)N值分別為5.61～9.58、4.92～10.38,說明輕稀土相對重稀土分餾明顯、富集程度較高,在稀土元素配分模式(圖6(b))上呈現(xiàn)為右傾曲線特征。

6 討論

6.1 時代

花崗斑巖、閃長玢巖的侵位年齡分別為(167.0±0.5) Ma、(160.0±0.7) Ma,是中晚侏羅世巖漿活動的產(chǎn)物,與同樣位于興安地塊南段的道特爾雜巖體(162～161 Ma)[32]、阿古木楞復式花崗巖體(167 Ma)[33]侵位年齡相近,說明興安地塊南段發(fā)生了一定程度的中晚侏羅世巖漿事件,但不及大興安嶺地區(qū)北緣(額爾古納、興安地塊北段)同時期巖漿活動[15-20]的規(guī)模。

6.2 巖石成因

花崗巖的巖石成因分類方案多達20余種,目前以花崗巖MISA(即M、I、S及A型)分類應用最為廣泛,其中M、I、S型這3類花崗巖是基于巖漿源區(qū)(源巖分別與地幔、火成巖、沉積巖對應)而提出,加上因具有特殊指示意義而受到普遍關注的A型花崗巖,共同構成了自然界花崗巖的主體[34-35]。

中晚侏羅世侵入巖在手標本或鏡下均可見含少量角閃石,這是確定巖體為I型花崗巖的巖石學證據(jù)之一。此外,巖石地球化學特征方面,侵入巖A/CNK為0.93～1.10,Na2O含量為3.21%～4.97%,具有富鈉、準鋁質(zhì)的特點,與I型花崗巖相符,而明顯不同于強過鋁質(zhì)特征的S型花崗巖(A/CNK>1.10)。同時,Zr含量為(121～257)×10-6,略微等于或明顯低于A型花崗巖下限(250×10-6)[36];堿鋁指數(shù)NK/A分別為0.49～0.83,低于A型花崗巖平均值0.95[36];FeOT/MgO值為1.99～5.07,明顯低于A型花崗巖的下限值(10)[36]。在巖石成因判別圖解上基本位于非A型花崗巖區(qū)(圖7(a)、(b))。另外,稀土元素配分模式圖(圖6(b))中表現(xiàn)為負銪異常不明顯的右傾曲線特征,明顯不同于A型花崗巖的“海鷗型”配分模式。基于以上考慮,本文認為中晚侏羅世侵入巖屬于I型花崗巖。

圖7 中晚侏羅世侵入巖巖石成因相關圖解[36]Fig. 7 Petrogenetic diagrams of the Middle to Late Jurassic diorite and granite[36]

侵入巖具有富鈉、準鋁質(zhì)特征,但花崗斑巖分異程度稍微偏高。此外,侵入巖Sc含量(2.7～30.6)×10-6、Cr含量(2.8～41.3)×10-6、Co含量(16.3～31.5)×10-6和Ni含量(5.7～25.6)×10-6普遍偏低,與下地殼平均成分相似,而不同于原始地幔巖漿(4種元素含量基本都為(數(shù)10～100)×10-6)[31,37];Mg#值(13～28)也與下地殼熔融形成的熔體相近似(通常<40)[38];Nb/Ta值為5.01～13.04,與下地殼Nb/Ta值接近(8.3)[37],明顯低于原始地幔(Nb/Ta值為17.4)[31]。此外,兩種巖性均富集大離子親石元素Rb、Th和K,虧損高場強元素Ta、Nb、P和Ti,尤其閃長玢巖的Ta、Nb元素虧損更強(圖6(a)),暗示了殼源巖漿的特征。侵入巖成巖過程主要的控制因素可能是部分熔融,而非分離結晶作用(圖8(a)、(b))。結合δEu-(La/Yb)N圖解(圖8(c)),花崗斑巖分布于殼源區(qū),閃長玢巖分布于殼?；旌蠀^(qū),暗示該地區(qū)中晚侏羅世侵入巖源巖以殼源巖漿為主,可能還有幔源組分的混入,尤其閃長玢巖可能為(地幔底侵)下地殼部分熔融形成。

圖8 中晚侏羅世侵入巖La-La/Yb[39](a)、La-La/Sm[40](b)和δEu-(La/Yb)N[41](c)圖Fig. 8 La-La/Yb[39](a)、La-La/Sm[40](b) and δEu-(La/Yb)N[41](c) diagrams of the Middle to Late Jurassic diorite and granite

6.3 地質(zhì)意義

哈達地區(qū)中晚侏羅世侵入巖位于興安地塊南段,侵位年齡說明與晚古生代末已經(jīng)落幕的古亞洲洋演化關系不大,而應與蒙古-鄂霍茨克洋或古太平洋構造體系的疊加演化有關。由于中晚侏羅世侵入巖、火山巖多分布于松遼盆地以西地區(qū),以東地區(qū)(除東北亞陸緣外)普遍明顯缺失[1,8-10,15-20],此時古太平洋構造體系可能以低角度斜向俯沖東北地區(qū)[10],二者之間處于一種走滑構造屬性,對東北地區(qū)影響有限,加之與松遼盆地以西地區(qū)相距數(shù)千公里(>2 000 km)之遙,遠超古太平洋板塊俯沖帶達到的空間范圍。因此,興安地塊南段中晚侏羅世巖漿作用與古太平洋演化關系不大,而應與蒙古-鄂霍茨克洋的演化密切相關,是洋盆閉合或閉合后伸展過程的巖漿響應,這主要體現(xiàn)在:① 蒙古-鄂霍茨克洋向南俯沖可能始于早中生代(三疊紀),并在東北地區(qū)北部形成了與俯沖有關的巨型早中生代鈣堿性系列巖漿巖帶,與蒙古-鄂霍茨克縫合帶近乎平行分布[9];② 洋盆閉合發(fā)生在中晚侏羅世,在擠壓匯聚體系下區(qū)域上發(fā)生了明顯陸殼加厚作用[1,8,10,13],該時期也成為我國東北地區(qū)構造演化的一個重要轉(zhuǎn)折階段,尤其對松遼盆地以西地區(qū)產(chǎn)生了不容忽視的影響,在松遼盆地以西地區(qū)火山活動強烈、巖漿作用發(fā)育[10],特別是在額爾古納、興安地塊北段可見侵位稍晚的中晚侏羅世埃達克巖[15-20],揭示了蒙古-鄂霍茨克洋向南俯沖的極性變化,但至于其向南影響的空間范圍并不清晰。在興安地塊南段發(fā)現(xiàn)的一些晚侏羅—早白堊世時期A型或高分異I型花崗巖巖體,多解釋為受到了蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展環(huán)境[1,8,10,18,32]或疊加了古太平洋板塊俯沖后撤(引發(fā)的陸內(nèi)大規(guī)模伸展)的影響[33,40]。此次中晚侏羅世侵入巖的特征研究,對蒙古-鄂霍茨克洋向南影響的時間、空間范圍有進一步限定作用。

中晚侏羅世侵入巖在(Y+Nb)-Rb構造圖解(圖9(a))上較集中分布于火山弧花崗巖區(qū),巖石化學特征上為高鉀鈣堿性系列、準(弱)鋁質(zhì),顯示了造山后花崗巖的特點。其中閃長玢巖為典型高Sr低Yb型的Ⅰ型花崗巖,表現(xiàn)為輕稀土富集、重稀土虧損、負銪異常不明顯,具有明顯高Sr((980～1 248)×10-6)、高Sr/Y(48.2～63.5)、低Y((16.6～25.9)×10-6)與低Yb((1.65～2.45)×10-6)特征,與埃達克巖初始定義相符或接近(Sr>400×10-6,Sr/Y>40.0,Y<18.0×10-6,Yb<1.9×10-6)[42],與興安地塊北段典型中晚侏羅世?？速|(zhì)巖體[15-20]、額爾古納地塊北緣(北岸林場)中侏羅世火山巖[43]也具有相似的化學特征。?？速|(zhì)巖石通常被認為具有擠壓地質(zhì)背景,與區(qū)域上發(fā)生了明顯地殼加厚這一地質(zhì)事件密切相關,研究區(qū)樣品在構造圖解(圖9(b)、(c))上也分布于擠壓環(huán)境區(qū)。花崗斑巖與區(qū)內(nèi)侏羅系滿克頭鄂博組火山口空間上接近,與火山噴發(fā)活動幾乎同時形成(167～155 Ma,未發(fā)表)?,而區(qū)域上大規(guī)模的滿克頭鄂博組火山巖形成于整體伸展[44-46]、局部擠壓環(huán)境[43],與花崗斑巖“擠壓向伸展轉(zhuǎn)換”的特征一致(圖9(b)、(c)),二者巖石化學性質(zhì)上均為準鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列、殼源巖漿特征的巖石,不同之處是火山巖分異程度高、負銪異常更強[44-46],反映了興安地塊南段中下地殼還普遍存在另一種重力垮塌下的伸展背景,區(qū)域上發(fā)育斷陷盆地群、變質(zhì)核雜巖,即是該伸展背景的一種淺層響應[47]。

圖9 中晚侏羅世侵入巖構造環(huán)境判別圖解[41,48]Fig. 9 Tectonic environment discrimination diagrams of the Middle to Late Jurassic diorite and granite[41,48]

綜上所述,中晚侏羅世侵入巖2種巖性形成于加厚陸殼坍塌或拆沉作用下的構造背景,即擠壓向伸展構造轉(zhuǎn)換階段,同區(qū)域上中侏羅世發(fā)生了明顯地殼加厚作用這一地質(zhì)事件具有時空角度上的高度契合[1,8,10,13],進而從巖漿作用角度說明蒙古-鄂霍茨克洋已影響至興安地塊南段。哈達地區(qū)中晚侏羅世侵入巖正是蒙古-鄂霍茨克洋閉合這一地質(zhì)過程的遠程效應,其形成很可能與洋盆洋閉合引起的陸陸碰撞、局部重力垮塌下的彌散狀伸展環(huán)境有關,為地殼加厚狀態(tài)下部分熔融作用的產(chǎn)物。

7 結論

(1)哈達地區(qū)發(fā)現(xiàn)中晚侏羅世花崗斑巖、閃長玢巖,成巖年齡分別為(167.0±0.5)Ma、(160.0±0.7)Ma。

(2)中晚侏羅世侵入巖富集大離子親石元素Rb、Th和K,虧損高場強元素Ta、Nb、P和Ti;稀土元素總量中等,輕稀土元素相對重稀土元素富集,負銪異常不明顯;具有富鈉、準(弱)鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列的特點,巖石成因類型為I型。

(3)侵入巖形成于蒙古-鄂霍茨克洋閉合、加厚陸殼坍塌或拆沉作用背景,即擠壓向伸展構造轉(zhuǎn)換階段。

致謝：野外工作中項目組李奎芳、張超等同事給予了大力幫助;審稿專家及編輯老師對論文提出了啟發(fā)性、建設性修改意見,極大提高了本文的學術質(zhì)量,在此一并表示衷心感謝!

注釋

? 山西省地質(zhì)調(diào)查院. 1∶5萬勃洛渾迪等四幅區(qū)調(diào)地質(zhì)調(diào)查報告.2011.