郝 彬，楊欣德，張明洋，謝乘飛

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081)

內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖地球化學(xué)特征

郝 彬1，楊欣德2，張明洋1，謝乘飛1

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081)

內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山位于華北克拉通北緣內(nèi)蒙古隆起上，熔巖主要有流紋巖、安山巖、輝石安山巖。巖石地球化學(xué)研究表明，中性火山巖SiO2含量50.74% ～58.82%，Al2O3含量15.32% ～17.17%，Mg#值0.45～0.52，全堿 (K2O+Na2O)含量4.89～7.05，屬于鈉質(zhì)，鈣堿性系列;流紋巖SiO2含量74.68% ～74.86%，Al2O3含量12.09% ～13.13%，Mg#值0.13～0.39，全堿(K2O+Na2O)含量7.83%～7.99%，屬于鈣堿性—鉀玄巖系列。中性火山巖輕重稀土分餾明顯，(La/Yb)N值為9.6～16.09，Eu異常不明顯，Eu*/Eu值為0.94～1.12，富集Pb等LILE，虧損Ni、Ta等HFSE;流紋巖與中性火山巖具有相似的微量元素分布特征，(La/Yb)N值為7.86～10.05，Eu負(fù)異常明顯。結(jié)合前人研究資料，初步認(rèn)為研究區(qū)中性火山巖形成于板內(nèi)伸展減薄環(huán)境下;安山質(zhì)巖漿可能是在巖石圈伸展導(dǎo)致軟流圈上涌和地溫梯度增高背景下富集巖石圈地幔部分熔融的產(chǎn)物。

中酸性火山巖;晚侏羅世;巖石圈地幔;伸展減薄;赤峰北部

中國(guó)東北地區(qū)中生代火山巖構(gòu)成規(guī)模巨大的火山巖帶，橫跨西伯利亞與華北克拉通兩大板塊，屬于環(huán)太平洋火山巖帶的一部分;并且東北地區(qū)自晚古生代—早中生代經(jīng)歷了古亞洲洋的閉合及華北克拉通與西伯利亞地塊的最終拼貼［1，2］，以及之后從板塊俯沖轉(zhuǎn)變?yōu)榱严葑饔脼橹鲗?dǎo)的陸內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，并伴隨有強(qiáng)烈的火山作用，形成了盆嶺構(gòu)造樣式組合［3］，導(dǎo)致該區(qū)構(gòu)造巖石類型復(fù)雜，所以一直備受國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注。關(guān)于該區(qū)火山巖的成因有很多不同的認(rèn)識(shí)，主要包括以下幾種觀點(diǎn):邵濟(jì)安等［4］認(rèn)為晚中生代火山巖是軟流圈隆起與巖石圈伸展構(gòu)造背景下巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物;徐公愉［5］、趙國(guó)龍等［6］認(rèn)為是太平洋斜向俯沖作用下島弧性熔巖;也有學(xué)者認(rèn)為晚中生代巨大的火山巖帶與富集型熱地幔柱上涌有關(guān)［7～9］;還有的學(xué)者認(rèn)為是地殼加厚以后以拆沉作用為主導(dǎo)的巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物［10］;蔣國(guó)源等［11］則認(rèn)為是裂谷背景下巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。這些不同的觀點(diǎn)都不同程度強(qiáng)調(diào)了太平洋板塊對(duì)中國(guó)東部的俯沖作用，但是在空間上該區(qū)域與太平洋板塊俯沖處存在巨大的距離［12，13］，因此沒(méi)有一個(gè)模式能夠完全解釋東北地區(qū)如此巨大的火山巖帶的成因，可能是因?yàn)檠芯康木唧w區(qū)域不同而形成了不同的成因模式。

本文的研究區(qū)屬華北克拉通北緣內(nèi)蒙古隆起，相比于大興安嶺造山帶、興蒙造山帶以及遼西等地區(qū)，本區(qū)研究資料相對(duì)較少。區(qū)內(nèi)大量火山巖呈北東向展布，與區(qū)域上晚中生代火山巖帶展布一致，可能含有華北克拉通破壞的信息，加之華北克拉通破壞的時(shí)限存在著眾多的分歧［14］，同時(shí)中酸性火山巖是造山帶中分布最廣泛的巖石類型，尤其安山巖因其成因復(fù)雜，一直是國(guó)際火山巖研究的熱點(diǎn)。因此本文試圖通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)中酸性火山巖的地球化學(xué)特征進(jìn)行研究，尤其是對(duì)安山巖地球化學(xué)特征進(jìn)行探討，解釋其成因及形成的大地構(gòu)造背景，為中國(guó)東北地區(qū)火山巖的研究及華北克拉通減薄的研究提供一些新的資料。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況與樣品描述

研究區(qū)地理位置位于內(nèi)蒙古赤峰市北部地區(qū)，大地坐標(biāo)范圍為:東經(jīng)118°00'～118°30'，北緯42°50'～43°10';大地構(gòu)造位置屬于華北克拉通北緣的內(nèi)蒙古隆起，西拉木倫河斷裂以南，赤峰開(kāi)源斷裂以北的華北克拉通與西伯利亞結(jié)合部位 (見(jiàn)圖1)。區(qū)內(nèi)晚中生代火山作用強(qiáng)烈，出露大片晚侏羅世火山巖，為晚侏羅世火山噴發(fā)旋回的產(chǎn)物［15］，包括滿克頭鄂博亞旋回和白音高老亞旋回。滿克頭鄂博亞旋回由滿克頭鄂博組和瑪尼吐組構(gòu)成，白音高老亞旋回由白音高老組構(gòu)成［15］?；鹕叫囟嘁砸缌飨嗷鹕饺蹘r或爆發(fā)相火山碎屑巖開(kāi)始，至沉積相火山碎屑沉積巖結(jié)束，火山活動(dòng)具間歇性特點(diǎn)。填圖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，測(cè)區(qū)內(nèi)滿克頭鄂博組巖性主要以流紋巖、安山巖、輝石安山巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r為主，只有少量的基性火山巖，不同于大興安嶺南段晚中生代雙峰式火山巖特征［16］;瑪尼吐組主要以安山巖、輝石安山巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r為主;白音高老組主要以流紋巖、玻屑晶屑凝灰?guī)r為主。本文所采樣品主要為晚侏羅世中酸性火山熔巖，巖性特征描述如下:

安山巖 新鮮巖石呈灰黑色、淺紫色，斑狀結(jié)構(gòu)，板塊構(gòu)造，局部見(jiàn)氣孔-杏仁構(gòu)造;斑晶20%～45%，主要為斜長(zhǎng)石和輝石，斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，部分聚斑狀產(chǎn)出，高嶺土化、絹云母化明顯，輝石為單斜輝石，呈半自形柱粒狀;基質(zhì)為微晶狀結(jié)構(gòu)，占55%～80%，主要為斜長(zhǎng)石、橄欖石和玻璃質(zhì)。杏仁體被碳酸鹽、次生石英充填。副礦物為磷灰石、鋯石。

輝石安山巖 新鮮巖石呈灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造;斑晶15%～20%，主要為斜長(zhǎng)石，呈自形—半自形板狀，雜亂分布;基質(zhì)為似交織狀結(jié)構(gòu)，占80%～85%，主要為斜長(zhǎng)石、輝石、石英。副礦物為絹云母、碳酸鹽、皂石。

流紋巖 新鮮巖石呈灰綠色、淡紫色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造;斑晶10%左右，主要為鉀長(zhǎng)石，呈半自形板狀，雜亂分布，有的可見(jiàn)鈉質(zhì)補(bǔ)片;基質(zhì)為包含嵌晶結(jié)構(gòu)，占90%左右，主要為長(zhǎng)石和石英，長(zhǎng)石一般呈微粒狀，石英呈它形粒狀;存在著明顯的鉀化。

2 分析方法與地球化學(xué)特征

2.1 分析方法

所采集的樣品首先經(jīng)過(guò)薄片鑒定，選擇新鮮樣品用于地球化學(xué)分析。主量和微量元素分析在河北省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，用于主量和微量元素分析的樣品粗碎和中碎在顎式破碎機(jī)中進(jìn)行，最后采用瑪瑙質(zhì)無(wú)污染設(shè)備細(xì)碎至粒徑74 μm(200目)，樣品加工過(guò)程均在無(wú)污染設(shè)備中進(jìn)行。主量元素分析采用重量法完成，微量元素分析采用X series 2等離子質(zhì)譜儀完成。主量元素、微量元素分析精度一般優(yōu)于5%。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖 (據(jù)文獻(xiàn)［12］和五分地幅地質(zhì)圖，略修改)Fig.1 Regional geological map of the studied area

2.2 主量元素地球化學(xué)特征

樣品主要分析元素見(jiàn)表1。從表1中可以看出，6件中性火山巖 (安山巖 +輝石安山巖)SiO2含量變化不大，在50.74%～58.82%之間，平均為52.57%。6件樣品扣除燒失量和水后換算成100%進(jìn)行火山巖TAS圖投影，分別投入玄武質(zhì)安山巖、安山巖、粗安巖、粗面巖區(qū) (見(jiàn)圖2a)。CF017-7、CF020-4號(hào)樣品的巖石薄片特征與其他安山巖相似，只是由于后期蝕變導(dǎo)致Na升高，因此投入粗安巖區(qū)，但仍應(yīng)屬于安山巖類;CF022-30號(hào)樣品由于SiO2含量較其他安山巖樣品高，加之后期蝕變導(dǎo)致Na含量較高，所以投入粗面巖區(qū)，但同樣也屬于安山巖類。6件中性火山巖樣品的 MgO、TiO2含量偏高，平均值分別為3.89%、1.33%。2件流紋巖樣品的 SiO2含量分別為74.68%、74.86%;TiO2含量為0.23%和0.16%;CaO和MgO含量偏低 (CaO含量為0.2%和0.43%，MgO含量為0.22%和0.32%)。所有樣品全堿 (K2O+Na2O)含量為4.89%～7.83%，中性火山巖為鈉質(zhì) (K2O/Na2O值為0.29～0.54)，流紋巖樣品屬于鉀質(zhì) (K2O/Na2O值為1.16～3.34)。在 K2O-SiO2圖上，除CF016-19號(hào)樣投入鉀玄巖區(qū)外，其他樣品均投入到高鉀鈣堿性系列和鈣堿性系列 (見(jiàn)圖2b)。

表1 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖主量元素分析結(jié)果Table 1 Major element compositions of the Upper Jurassic intermediate-granitic volcanic rocks from northern Chifeng，Inner Mongolia

圖2 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖的TAS和SiO2-K2O圖Fig.2 TAS and SiO2-K2O of upper Jurassic intermediate-granitic volcanic rocks from northern Chifeng，Inner Mongolia

2.3 稀土與微量元素地球化學(xué)特征

樣品微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。中性火山巖與流紋巖均較富集REE(稀土元素)，中性火山巖 ΣREE 為 161.68 ～269.25 μg/g，流紋巖 ΣREE 為 193.73 μg/g和 563.75 μg/g。由稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖 (見(jiàn)圖3)可見(jiàn)，安山巖和輝石安山巖呈右傾的配分模式，輕重稀土分異強(qiáng)烈， (La/Yb)N在9.60～16.09之間;Eu異常不明顯 (Eu*/Eu值為0.94～1.12);重稀土分布較平坦，(Gd/Yb)N在2.16～2.50之間。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖 (見(jiàn)圖4)上，總體富集K、Ba和Pb等LILE(大離子親石元素)，而明顯虧損Nb、Ta、Ti等HFSE(高場(chǎng)強(qiáng)元素)。這些特征表明巖漿在上升演化過(guò)程中可能有地殼物質(zhì)的參與。

表2 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖微量元素分析結(jié)果Tabel 2 Trace element abundance of the Upper Jurassic intermediate-granitic volcanic rocks from northern Chifeng，Inner Mongolia

圖3 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖的REE配分模式圖(球粒隕石值參見(jiàn)文獻(xiàn)［ 17］)Fig.3 Chondrite-normalized REE patterns of Upper Jurassic intermediate-granitic volcanic rocks from Northern Chifeng，Inner Mongolia

圖4 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖微量元素蛛網(wǎng)圖(原始地幔采用文獻(xiàn)［ 18］的元素豐度)Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element spidergrams of Upper Jurassic intermediate-granitic volcanic rocks from Northern Chifeng，Inner Mongolia

流紋巖在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖上也表現(xiàn)為右傾，LREE(輕稀土元素)富集，(La/Yb)N在7.86～10.05之間，HREE(重稀土元素)分餾不明顯，(Gd/Yb)N在1.23～1.63之間;Eu負(fù)異常明顯 (Eu*/Eu值分別為0.09和0.71)，表明流紋巖源殘留相中存在斜長(zhǎng)石或巖漿在演化過(guò)程中發(fā)生了斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分離。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上，流紋巖類似于中性火山巖，同樣是總體富集LILE，虧損Nb、Ta、Ti等HFSE，Sr、P強(qiáng)烈虧損。

3 分析測(cè)試結(jié)果討論

由于流紋巖樣品存在鉀化，且流紋巖樣品較少，因此本文只討論中性巖成因。

3.1 火山巖源區(qū)及成因

在火山巖研究中，安山巖的成因是一個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)論的問(wèn)題［19］，主要有3種觀點(diǎn):①部分熔融;②巖漿混合模式;③分離結(jié)晶模式。通常來(lái)說(shuō)巖漿混合的標(biāo)志是安山巖中出現(xiàn)不平衡的礦物共生組合和某些礦物成分呈現(xiàn)“雙峰”分布［19～21］及反環(huán)帶構(gòu)造，但是根據(jù)鏡下鑒定，研究區(qū)內(nèi)安山巖沒(méi)有出現(xiàn)礦物的“雙峰”分布以及反環(huán)帶構(gòu)造;并且在 (K2O/P2O5)-SiO2、(K2O/TiO2)-SiO2圖解 (見(jiàn)圖5)上，K2O/P2O5和K2O/TiO2與SiO2相關(guān)性不大，說(shuō)明研究區(qū)安山質(zhì)巖漿上升過(guò)程中地殼的混染相對(duì)較弱［22］。因此初步認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)安山巖不是巖漿混合的產(chǎn)物。在La-(La/Sm)圖解 (見(jiàn)圖6)上表現(xiàn)出部分熔融趨勢(shì)，推斷安山巖巖漿可能是經(jīng)部分熔融形成。

圖5 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中性火山巖 (K2O/P2O5)-SiO2、(K2O/TiO2)-SiO2圖Fig.5 (K2O/P2O5)-SiO2and(K2O/TiO2)-SiO2ratios variation diagrams of Upper Jurassic in termediate volcanic rocks from northern Chifeng，Inner Mongolia

圖6 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中性火山巖La-(La/Sm)圖Fig.6 La-(La/Sm)ratios variation diagram of Upper Jurassic intermediate volcanic rocks from Northern Chifeng，Inner Mongolia

6個(gè)安山巖樣品的SiO2含量在50.74% ～58.82%之間 (見(jiàn)表1)，為中基性 (部分樣品偏基性可能是由于巖石中輝石含量較高以及燒失量較大造成的，除去燒失量和經(jīng)過(guò)薄片鑒定都為中性火山巖)，Mg#值為45～52，Ni、Cr等相容元素含量較高 (Ni平均含量為27.71 μg/g，Cr平均含量為43.57 μg/g)，表明了安山巖可能來(lái)源于地幔，而不是榴輝巖等下地殼巖石部分熔融的產(chǎn)物［23］。前人研究成果［24］表明，在距今120～100 Ma之間，由于華北克拉通巖石圈地幔減薄導(dǎo)致了地幔由古老富集型地幔向虧損型軟流圈地幔的演化，而且在晚侏羅世玄武巖較少，因此晚侏羅世時(shí)期安山巖可能來(lái)源于富集的巖石圈地幔，而非軟流圈地幔。當(dāng)巖石圈減薄到一定程度，地幔進(jìn)入熱衰減階段，引起地溫梯度的降低，導(dǎo)致巖石圈地幔增生［25］。在巖石圈地幔增生過(guò)程中，巖漿的起源深度由淺變深，此時(shí)巖漿主要來(lái)源于軟流圈地幔［14］。華北巖石圈減薄在早白堊世才達(dá)到高峰，進(jìn)一步證明研究區(qū)內(nèi)晚侏羅世安山質(zhì)巖漿主要來(lái)源于富集巖石圈地幔。研究區(qū)安山巖總體富集K、Ba和 Pb等LILE，而明顯虧損Nb、Ta、Ti等HFSE，類似于島弧火山巖的特征，這可能是因?yàn)樵缙诠艁喼薨鍓K俯沖，板片脫水，以及后來(lái)西伯利亞板塊及華北克拉通碰撞造成巖石圈加厚，交代流體使得地幔富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素［8，16］且?guī)肓说貧さ奈镔|(zhì)。

3.2 形成構(gòu)造背景

安山巖和玄武巖一樣，也可以出現(xiàn)在不同的構(gòu)造環(huán)境，除俯沖帶外，還可產(chǎn)生于大洋中脊和大陸內(nèi)部裂谷等非造山環(huán)境［26］。由于研究區(qū)在空間上與太平洋板塊俯沖處相距超過(guò)1000 km［12，13］以及太平洋板塊向亞洲板塊的西向俯沖最早時(shí)間是在晚白堊世以后［27］，因此太平洋板塊俯沖對(duì)東北地區(qū)晚侏羅世以前的火山地層影響微弱。在晚古生代—早中生代，隨古亞洲洋板塊向華北克拉通的俯沖閉合，西伯利亞板塊和華北克拉通的最終碰撞拼接［1，2］，東北地區(qū)自此進(jìn)入了造山后階段的板內(nèi)伸展環(huán)境［1～3，16，28～29］。圖 7為安山巖 (Sc/Ni)-(La/Yb)圖，中性火山巖均落入安山弧范圍，只能說(shuō)明早期為安第斯山環(huán)境，巖漿源區(qū)保留了早期板塊間碰撞的印記。前人研究認(rèn)為存在著以地幔柱活動(dòng)導(dǎo)致的巖石圈伸展［8，9，30］和以軟流圈上涌導(dǎo)致的巖石圈伸展［4］兩種機(jī)制。研究區(qū)屬于華北克拉通北緣內(nèi)蒙古隆起，早在三疊世晚期發(fā)生了明顯的巖石圈拆沉和巖石圈伸展減薄及軟流圈上涌［31］。因此晚侏羅世研究區(qū)的火山活動(dòng)為軟流圈上涌背景導(dǎo)致的巖石圈伸展減薄環(huán)境下的火山活動(dòng)。

所以根據(jù)巖漿來(lái)源及構(gòu)造背景，推斷巖漿成因?yàn)楣艁喼扪蟀鍓K俯沖板片的脫水作用交代上地幔形成“濕”橄欖巖，導(dǎo)致巖石圈地幔形成富集地幔［32］，在巖石圈伸展、軟流圈上涌導(dǎo)致地溫梯度增高情況下，以富集巖石圈地幔部分熔融為主的成因方式［22］。

華北克拉通破壞的主要標(biāo)志為巖石圈的減薄。研究區(qū)屬于華北地臺(tái)北緣內(nèi)蒙古隆起，離西拉木倫河縫合帶很近，且中晚三疊世可能發(fā)生了明顯的巖石圈拆沉及減?。?1］，表明華北克拉通的破壞起始時(shí)間為晚三疊世或早于晚三疊世，即早于華北克拉通內(nèi)部破壞的起始時(shí)間。

研究區(qū)內(nèi)中酸性火山巖呈北東向或北北東向展布，與大區(qū)域上的晚侏羅世火山巖展布一致，且是巖石圈伸展減薄、軟流圈上涌環(huán)境下的火山活動(dòng)產(chǎn)物。因此在晚侏羅世時(shí)，研究區(qū)內(nèi)巖石圈減薄是整個(gè)華北克拉通減薄開(kāi)始進(jìn)入高峰期的一小區(qū)域。赤峰地區(qū)新生代玄武巖屬于大陸溢流玄武巖系列，源區(qū)是軟流圈上地幔［33］，且赤峰地區(qū)新生代火山巖從南東至北西堿性增強(qiáng)，源區(qū)變深［34］;地球物理探測(cè)結(jié)果［35］也表明，在紅山—八里罕斷裂以西地區(qū) (研究區(qū)位于斷裂以西)地殼大致厚度為43～47 km，軟流圈頂點(diǎn)埋深90～100 km，證明了新生代為巖石圈地幔增生期，也意味著華北克拉通破壞的結(jié)束。研究區(qū)從中晚三疊世開(kāi)始巖石圈減薄至新生代結(jié)束，證明了徐義剛等［36］認(rèn)為的華北克拉通破壞過(guò)程超過(guò)100 Ma的觀點(diǎn)，而與吳福元等［25］認(rèn)為的華北克拉通在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)完成破壞過(guò)程以及路鳳香等［37］認(rèn)為的華北克拉通破壞高峰期應(yīng)在距今65 Ma之后的新生代等觀點(diǎn)不同。因此在晚侏羅世時(shí)，研究區(qū)巖石圈減薄及軟流圈上涌是華北克拉通破壞漫長(zhǎng)過(guò)程中一個(gè)極為短暫的過(guò)程。

圖7 內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中性火山巖Sc/Ni-La/Yb構(gòu)造判別圖解Fig.7 The diagram of distinguishing tectonic setting of Upper Jurassic intermediate volcanic rocks from northern Chifeng，Inner Mongolia

4 結(jié)論

(1)內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖主要以安山巖，輝石安山巖，流紋巖為主。

(2)內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中酸性火山巖為鈣堿性系列，富集REE，輕重稀土分餾明顯，富集K、Ba和Pb等LILE，虧損Nb、Ta、Ti等HFSE。

(3)內(nèi)蒙古赤峰北部晚侏羅世中性火山巖形成于板內(nèi)伸展減薄環(huán)境下。安山質(zhì)巖漿可能是在巖石區(qū)伸展軟流圈上涌和地溫梯度增高情況下，由俯沖洋殼板片改造的富集巖石圈地幔部分熔融的產(chǎn)物。

［1］Kuzmin M L，Abramovich G Y A，Dril S L，et al.The Mongolian-Okhotsk suture as the evidence of late Paleozoic-Mesozoic collisional processes in Central Asia［C］//Abstract of 30thIGC.Beijing:Geological Publishing House，1996:261.

［2］Zhao X，Coe R S，Gilder S A，et al.Paleomagnetic constraints on the palegeography of China:Implications for Gondwanaland［J］.Australian Journal of Earth Sciences，1996，43:643～672.

［3］李思田，楊世恭.中國(guó)東北部晚中生代裂餡作用和東北亞斷餡盆地系［J］.中國(guó)科學(xué):B輯，1987，21(2):185～195.LI Si-tian，YANG Shi-gong.The late Mesozoic rifting in the northeastern China and the fault-rifting basins in East Asia［J］.Science in China:Series B，1987，21(2):185～195.

［4］邵濟(jì)安，藏紹先，牟保磊.造山帶的伸展構(gòu)造與軟流圈隆起:以興蒙造山帶為例［J］.科學(xué)通報(bào)，1994，39(6):533～537.SHAO Ji-an，ZANG Shao-xian，MOU Bao-lei.Extensional tectonics and asthenospheric upwelling in the orogenic belt:A case study from Hinggan-Mongolia Orogenic belt［J］.Chinese Science Bulletin，1994，39(6):533～537.

［5］徐公愉.大興安嶺的大陸火山巖及其礦化作用［J］.中國(guó)區(qū)域地質(zhì)，1983，5:39～50.XU Gong-yu.Continental volcanic rocks in the Greater Khingan Mountains and their mineralization［J］.Geological Bulletin of China.1983，5:39～50.

［6］趙國(guó)龍，揚(yáng)桂林，傅嘉有.大興安嶺中南部中生代火山巖［M］.北京:科學(xué)出版社，1989:1～252.ZHAO Guo-long，YANG Gui-lin，F(xiàn)U Jia-you.Mesozoic volcanic rocks in central and southern Greater Khingan Mountains［M］.Beijing:Science Press，1989:1～252.

［7］邵濟(jì)安，張履橋，牟保磊.大興安嶺中南段中生代的構(gòu)造熱演化［J］.中國(guó)科學(xué):D輯，1998，28(3):193～200.SHAO Ji-an，ZHANG Lü-qiao，MOU Bao-lei.Tectono-thermal evolution of the middle-south section of Da Hinggan Mountains［J］.Science in China:Series D，1998，28(3):193～ 200.

［8］林強(qiáng)，葛文春，孫德有，等.東北地區(qū)中生代火山巖的大地構(gòu)造意義 ［J］.地質(zhì)科學(xué)，1998，33(2):129～139.LIN Qiang，GE Wen-chun，SUN De-you，et al.Tectonic significance of Mesozoic volcanic rocks in Northeastern China［J］.Scientia Geologica Sinica，1998，33(2):129～139.

［9］葛文春，林強(qiáng)，孫德有，等.大興安嶺中生代玄武巖的地球化學(xué)特征:殼幔相互作用的證據(jù)［J］.巖石學(xué)報(bào)，1999，15(3):396～407.GE Wen-chun，LIN Qiang，SUN De-you，et al.Geochemical characteristics of the Mesozoic basalts in Da Hinggan Ling:Evidence of the mantle crust interaction［J］.Acta Petrologica Sinica，1999，15(3):396～407.

［10］黃華，高山，胡兆初，等.遼西彰武地區(qū)中生代高鎂安山巖地球化學(xué)及其對(duì)新生下地殼拆沉作用的指示［J］.中國(guó)科學(xué):D輯，2007，37(10):1287～1300.HUANG Hua，GAO shan，HU Zhao-chu，et al.Geochemical of Mesozoic high-magnesium andesite and its indication for delamination of newly formed lower crust in Zhangwu area，Western Liaoning［J］.Science in China:Series D，2007，37(10):1287～1300.

［11］蔣國(guó)源，權(quán)恒.大興安嶺、海拉爾盆地中生代火山巖［J］.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所所刊，1988，3:23～100.JIANG Guo-yuan，QUAN Heng.Mesozoic volcanic rocks of Genhe and Hailar basins in Da Hinggan Ling Range［J］.Journal of Shenyang Institute of Geologic and Mineral Resources，Chinese Academy of Geologic Science，1988，3:23 ～100.

［12］周新華，張國(guó)輝，楊進(jìn)輝，等.華北克拉通北緣晚中生代火山巖Sr-Nd-Pb同位素填圖及其構(gòu)造意義［J］.地球化學(xué)，2001，30(1):10～23.ZHOU Xin-hua，ZHANG Guo-hui， YANG Jin-hui， et al. Sr-Nd-Pb isotope mapping of Late Mesozoic volcanic rocks across northern margin of North China Craton and implications to geodynamic processes［J］.Geochimica，2001，30(1):10～23.

［13］吳利仁.華東及鄰區(qū)中、新生代火山巖［M］.北京:科學(xué)出版社，1984:1～286.WU Li-ren.The Mesozoic-Cenozoic Volcanic Rocks in Eastern China and Its Vincinity［M］.Beijing:Science Press，1984:1～286.

［14］徐義剛，李洪顏，龐崇進(jìn)，等.論華北克拉通破壞的時(shí)限［J］.科學(xué)通報(bào)，2009，59(14):1974～1989.XU Yi-gang，LI Hong-yan，PANG Chong-jin，et al.On the timing and duration of the destruction of the North China Craton.Chinese Science Bulletin，2009，59(14):1974～1989.

［15］王忠，朱洪森.大興安嶺中南段中生代火山巖特征及演化［J］.中國(guó)區(qū)域地質(zhì)，1999，18(4):1～8.WANG Zhong，ZHU Hong-sen.Temporal and spatial evolution of the Mesozoic volcanism in mid southern Daxinganling Mountain［J］.Regional Geology of China，1999，18(4):1～8.

［16］郭鋒，范蔚茗，王岳軍，等.大興安嶺南段晚中生代雙峰式火山作用［J］.巖石學(xué)報(bào)，2001，17(1):161～168.GUO Feng，F(xiàn)AN Wei-ming，WANG Yue-Jun，et al.Petrogenesis of the late Mesozoic bimodal volcanic rocks in the southern Da Hinggan Mts，China［J］.Acta Petrologica Sinica，2001，17(1):161 ～168.

［17］BoyntonW V.Geochemistry of the rare earth elements:meteorite studies［C］//Henderson P.Rare earth element geochemistry.Netherlands:Elsevier，1984:63 ～114.

［18］Sun S S，McDonough W F.Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts:implication for mantle composition and processes［C］//Saunder A D，Norry M J.Magmatism in the ocean basins.London:Geological Society，1989:313～345.

［19］侯增謙，羅再文.三江地區(qū)義敦島弧安山巖成因［J］.巖石礦物學(xué)雜志，1992，11(1):1～14.HOU Zeng-qian，LUO Zai-wen.Origin of the andesite in Yidun island arc，Sanjiang region［J］.Acta Petrologica Et Mineralogica，1992，11(1):1～14.

［20］Grove TL，Bryan W B.Fractionation of pyroxene-phyric MORB at low pressure:An experimental study［J］.Contributions to Mineralogy and Petrology，1983，84(4):293 ～309.

［21］Grove TL，Baker M B.Phase equilibrium control on the tholeiitic versus calcalkaline diffentiation trends［J］.Journal of Geophysical Research，1984，89:3253～3274.

［22］吳英華，張連昌，周新華，等.大興安嶺中段晚中生代安山巖年代學(xué)和地球化學(xué)特征及成因分析［J］.巖石學(xué)報(bào)，2008，24(6):1339～1352.WU Ying-hua，ZHANG Lian-chang， ZHOU Xin-hua， et al. Geochronology and Geochemical characteristics of Late Mesozoic andesites in the Central Da-Hinggan Mountains，and its genesis［J］.Acta Petrologica Sinica，2008，24(6):1339～1352.

［23］Rapp R P，Shimizu N，Norman M D，et al.Reaction between slab-derived melts and peridotite in the mantle wedge:Experimental constraints at 3.8 GPa［J］.Chemical Geology，1999，160(4):335～356.

［24］Xu Y G.Thermo-tectonic destruction of the Archaean lithospheric keel beneath the Sino-Korean Craton in china:evidence，timing and mechanism［J］.Physics and Chemistry of the Earth(A)，2001，26(9-10):747～757.

［25］吳福元，徐義剛，高山，等.華北巖石圈減薄與克拉通破壞研究的主要學(xué)術(shù)爭(zhēng)論［J］.巖石學(xué)報(bào)，2008，24:1145～1174.WU Fu-yuan，XU Yi-gang，GAO Shan，et al.Lithospheric thinning and destruction of the North China Craton［J］.Acta Petrologica Sinica，2008，24:1145～1174.

［26］路鳳香，桑隆康.巖石學(xué)［M］.北京:地質(zhì)出版社，2002:90～101.LU Feng-xiang，SANG Long-kang.Petrology［M］.Beijing:Geological Publishing House，2002:90～101.

［27］Engebretson D C，Cox A，Gordon R G.Relative motions between oceanic and continental plates in the Pacific basins［J］.Geological Society of America Special Paper，1985，206:1 ～59.

［28］張昱，趙煥力，韓彥東.大興安嶺北段塔木蘭溝組玄武巖地球化學(xué)及構(gòu)造背景［J］.地質(zhì)與資源，2005，14(2):87～96.ZHANG Yu， ZHAO Huan-li， HAN Yan-dong. Geochemical characteristics and tectonic background of basalt from Tamulangou Formation in northern Daxinanling［J］.Journal of Precious Metallic Geology，2005，14(2):87～96.

［29］陳志廣，張連昌，周新華，等.滿洲里新右旗火山巖剖面年代學(xué)和地球化學(xué)特征［J］.巖石學(xué)報(bào)，2006，22(12):1～14.CHEN Zhi-Guang， ZHANG Lian-chang， ZHOU Xin-hua， et al. Geochronology and geochemical characteristics of volcanic rocks section in Manzhouli Xinyouqi，Inner Mong olia［J］.Acta Geologica Sinica，2006，22(12):1 ～14.

［30］葛文春，林強(qiáng)，李獻(xiàn)華，等.大興安嶺北部伊列克得組玄武巖的地球化學(xué)特征［J］.礦物巖石，2000，20(3):14～18.GE Wen-chun，LIN Qiang，LI Xian-hua，et al.Geochemical characteristics of basalts of the early Cretaceous Yiliekede formation，North Daxing’anling［J］.Journal of Mineralogy and Petrology.2000，20(3):14 ～18.

［31］張拴宏，趙越，劉建民，等.華北地塊北緣晚古生代—早中生代巖漿活動(dòng)期次、特征及構(gòu)造背景［J］.巖石礦物學(xué)雜志，2010，29(6):824～842.ZHANG Shuan-hong，ZHAO Yue，LIU Jian-Min，et al.Geochronology，geochemistry and tectonic setting of the Late Paleozoic-Early Mesozoic magmatism in the northern margin of the North China Block:A preliminary review［J］.Acta Petrologica Et Mineralogica，2010，29(6):824～842.

［32］張宏福，周新華，范蔚茗，等.華北東南部中生代巖石圈地慢性質(zhì)、組成、富集過(guò)程及其形成機(jī)理［J］.巖石學(xué)報(bào)，2005，21(4):1271～1280.ZHANG Hong-fu， ZHOU Xin-hua， FAN Wei-ming， etal. Nature， composition， enrichmentprocessesandits mechanism of the Mesozoic lithospheric mantle beneath the southeastern North China Craton［J］.Acta Petrologica Sinica，2005，21(4):1271～1280.

［33］韓寶福，王式.赤峰地區(qū)新生代玄武巖的基本特征及成因［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1998，34(1):88～96.HAN Bao-fu，WANG Shi.General features and origin of Cenozoic basalts from Chifeng region，North China［J］.Acta Scicentiarum Naturalum Universitis Pekinesis，1998，34(1):88 ～96.

［34］賈文，朱慧忠，邵濟(jì)安.內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)新生代玄武巖的時(shí)空分布［J］.地質(zhì)論評(píng)，2002，48(3):267～272.JIA Wen， ZHU Hui-zhong， SHAO Ji-an. Temporal-Spatial distribution of Cenozoic basalts in Chifeng area， Inner Mongolia［J］.Geological Review，2002，48(3):267～272.

［35］國(guó)家地震局《深物探成果鑒定》編寫組.中國(guó)地殼上地幔地球物理探測(cè)成果［M］.北京:地震出版社，1986:1～407.Edition Group of Deep Geophysical Results Drafting，State Seismology Bureau.The geophysical exploration results of crust and upper mantle in China［M］.Beijing:Seismological Publishing House.1986:1～407.

［36］徐義剛.用玄武巖組成反演化中—新生代華北巖石圈的演化［J］.地學(xué)前緣，2006，13:93～104.XU Yi-gang.Using basalt geochemistry to constrain Mesozoic-Cenozoic evolution of the lithosphere beneath North China Craton［J］.Earth Science Frontiers，2006，13:93～104.

［37］路鳳香，鄭建平，邵濟(jì)安，等.華北東部中生代晚期-新生代軟流圈上涌與巖石圈減?。跩］.地學(xué)前緣，2006，13:86～92.LU Feng-xiang， ZHENG Jian-ping， SHAO Ji-an， et al. Asthenospheric upwelling and lithospheric thinning in late Cretaceous-Cenozoic in eastern North China［J］.Earth Science Frontiers，2006，13:86～92.

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF UPPER JURASSIC INTERMEDIATE-GRANITIC VOLCANIC ROCKS FROM NORTHERN CHIFENG，INNER MONGOLIA

HAO Bin1，YANG Xin-de2，ZHANG Ming-yang1，XIE Cheng-fei1
(1.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China;2.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciencses，Beijing 100081，China)

Upper Jurassic intermediate-granitic volcanic rocks from northern Chifeng lie in Mongolia Paleo-uplift，the northern margin of the North China Craton.The lava mainly consists of rhyolite，andesite and augite andesite.The geochemical study for intermediate-granitic volcanic rocks suggests that the SiO2is in 50.74% ～58.82%，Al2O3and K2O+Na2O range from 15.32% ～17.17%and 4.89% ～7.05%，Mg#changes from 0.13 to 0.39，which belong to Sodium and Calc-alkaline series.Geochemical results for rhyolite indicate that the SiO2are in 74.68% ～74.86%，Al2O3and K2O+Na2O range from 12.09% ～13.13%，Mg#changes from 0.13 to 0.39 and they belong to Calc-alkaline series or Shoshonitic series.The trace elements analysis for intermediate volcanic rocks demonstrate the insignificantly Eu anomalies(Eu*/Eu=0.94～1.12)and intense fractionation between LREE and HREE，［(La/Yb)N=9.6～16.09］.The primitive mantle-normalized spider diagrams are characterized by LILE enrichment and HFSE depletion，especially an obviously negative Nb-Ta anomalies，and obviously positive Pb anomalies.Rhyolite has the similar characteristics and is characterized by a significantly negative Eu anomalies，［(La/Yb)N=7.86 ～10.05］.Based on the previous studies，we infer that intermediate volcanic rocks formed under the stretching and thinning environment.With geothermal gradient increasing and atmosphere upwelling，andesitic magma resulted from partial melting of enriched lithospheric mantle.

intermediate-granitic volcanic rock;Upper Jurassic;lithospheric mantle;stretching and thinning;northern Chifeng

P595

A

1006-6616(2011)03-0274-12

2011-04-20

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“內(nèi)蒙古1:50000炒米房幅 (K50E006017)、土城子幅 (K50E006018)、新開(kāi)地幅(K50E007017)、大黑水幅 (K50E007018)區(qū)調(diào)”項(xiàng)目。

郝彬 (1986-)，男，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院碩士研究生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)。E-mail:330341000@qq.com