曾維順　周建波　董策,2　曹嘉麟　王斌

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春　1300612.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京　1000291.

1　引言

中國東北位于西伯利亞板塊和華北板塊之間的中亞造山帶東緣(圖1a)，經(jīng)歷了古生代古亞洲洋構(gòu)造域、中-新生代太平洋構(gòu)造域及中生代蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造域的疊加，構(gòu)造行跡十分復(fù)雜(Sengor and Natalin,1996; Li,2006; Natal’in and Borukayev,1991; 任紀(jì)舜等,1999; Zhouetal.,2009; Wuetal.,2007,2011; 周建波等,2012)。對(duì)中國東北已有的研究主要集中在古亞洲洋構(gòu)造域和環(huán)太平洋構(gòu)造域，而對(duì)于蒙古-鄂霍次克構(gòu)造域?qū)|北地區(qū)的影響的研究相對(duì)較少。目前，對(duì)蒙古-鄂霍茨克洋是否存在向南的俯沖作用的認(rèn)識(shí)上存在爭(zhēng)論。一種觀點(diǎn)認(rèn)為晚二疊紀(jì)蒙古-鄂霍茨克洋向北部西伯利亞方向俯沖，而此時(shí)蒙古-鄂霍茨克洋停止向南的俯沖作用(Van der Vooetal.,1999; Zorin,1999; Meng,2003)；而Wuetal.(2011)則認(rèn)為額爾古納地塊北段早中生代花崗巖的形成與蒙古-鄂霍次克洋向南的俯沖作用有關(guān)。值得注意的是，一些研究者在額爾古納地塊相繼發(fā)現(xiàn)了三疊紀(jì)斑巖型銅鉬礦床，并認(rèn)為在中生代蒙古-鄂霍次克洋存在向額爾古納地塊的俯沖作用(江思宏等,2010; 陳志廣等,2010)。因此，重新認(rèn)識(shí)蒙古-鄂霍茨克洋的構(gòu)造演化歷史及其作用的空間范圍，將為我們?nèi)媪私庵袊鴸|北地區(qū)的構(gòu)造演化具有重要意義。

中生代以來，蒙古-鄂霍次克洋自西向東呈剪刀式閉合，代表西伯利亞克拉通與中朝克拉通的碰撞(Zorinetal.,1993,1995; Zorin,1999; Sorokinetal.,2004; Lietal.,1999; Parfenov,2001)。額爾古納地區(qū)位于蒙古-鄂霍茨克縫合帶的南緣，因此是研究蒙古-鄂霍次克構(gòu)造帶對(duì)我國東北地區(qū)影響的理想地區(qū)之一。本文選取研究程度相對(duì)較低的額爾古納八大關(guān)地區(qū)出露的變質(zhì)雜巖為研究對(duì)象，通過巖相學(xué)、地球化學(xué)及同位素年代學(xué)等分析方法，并結(jié)合前人研究成果，探討其巖石成因、形成時(shí)代和構(gòu)造環(huán)境，從而為限定蒙古-鄂霍次克洋的構(gòu)造演化歷史提供約束。

2　區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于滿洲里北部黑山頭地區(qū)，大地構(gòu)造位置上處于蒙古-鄂霍茨克縫合帶東南部德爾布干斷裂帶附近，屬于傳統(tǒng)的額爾古納地塊范疇(圖1a)。根據(jù)1:20萬地質(zhì)圖資料(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991)，研究區(qū)主要出露的巖石單元主要包括新元古代佳疙瘩組、侏羅紀(jì)塔木蘭溝組和滿克頭鄂博組。其中塔木蘭溝組為一套陸相中性、中基性火山巖，形成時(shí)代為中侏羅世末-晚侏羅世初(陳志廣等,2006; 孟恩等,2011)；滿克頭鄂博組主要為流紋巖、英安巖夾酸性熔結(jié)凝灰?guī)r及碎屑巖沉積組合，含葉肢介及植物化石，形成時(shí)代為晚侏羅世(陳志廣等,2006)。同時(shí)，研究區(qū)發(fā)育大面積分布的花崗巖，分為石炭紀(jì)和侏羅紀(jì)兩期 (圖1b)。

八大關(guān)雜巖呈北東-南西向展布，巖石類型主要為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、花崗質(zhì)糜棱巖、細(xì)粒黑云斜長(zhǎng)片麻巖及花崗閃長(zhǎng)質(zhì)糜棱巖。黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖的片理產(chǎn)狀為70°∠20°，線理產(chǎn)狀為 300°∠20°，巖石中的角閃石呈透鏡狀定向排列，變形較強(qiáng)?；◢徺|(zhì)糜棱巖中石英發(fā)生拔絲現(xiàn)象。野外可見淺色花崗巖脈侵入到花崗閃長(zhǎng)質(zhì)糜棱巖中，并發(fā)生強(qiáng)烈變形，根據(jù)前人在相鄰地區(qū)的研究結(jié)果，以韌性變形的花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖為代表的變形時(shí)代為早白堊世(鄭常青等，2009)。前人將八大關(guān)地區(qū)變質(zhì)雜巖籠統(tǒng)劃為“佳疙疸組”(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991)。但是典型的佳疙疸組建組剖面位于額爾古納右旗安格列河左岸佳疙瘩村，主要為絹云母千枚巖-變質(zhì)粉細(xì)砂巖-絹云母千枚巖-炭質(zhì)板巖-結(jié)晶灰?guī)r的巖石組合，并在絹云母板巖、泥灰?guī)r和細(xì)晶灰?guī)r中采到大量新元古代典型微古植物化石Lophosphaeridium,Lophominuscula,Trachysphaeridium和Symplasosphaeridium等(郭靈俊等,2005)，原巖為一套一套被動(dòng)大陸邊緣沉積環(huán)境的陸源碎屑巖(呂志成等,2002)。因此，八大關(guān)變質(zhì)雜巖與典型的佳疙疸組無論巖石組合、變質(zhì)變形特征及其形成時(shí)代均有較大差別，因此本文將研究區(qū)變質(zhì)雜巖暫定為“八大關(guān)雜巖”。對(duì)八大關(guān)雜巖進(jìn)行巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)和同位素年代學(xué)研究，不僅有助于確定該區(qū)變質(zhì)雜巖的變質(zhì)-變形特征，同時(shí)對(duì)深入探討其形成時(shí)代和形成的動(dòng)力學(xué)背景具有重要的理論意義。

3　樣品及其巖相學(xué)特征

本文選取八大關(guān)雜巖中2個(gè)黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖樣品(D09-20A、D09-21A)和1個(gè)花崗質(zhì)糜棱巖樣品(D09-23A)進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)分析，采樣位置見圖1b。

3.1　黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖(D09-20A、D09-21A)

樣品D09-20A及D09-21A為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖，采自額爾古納市八大關(guān)牧場(chǎng)西(圖1b)，采樣坐標(biāo)：49°56′30.7″N、118°49′54.9″E。巖石呈灰黑色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造(圖2a)；主要礦物成分有斜長(zhǎng)石(40%～45%)、微斜長(zhǎng)石(3%～5%)、石英(10%～15%)、角閃石(30%～35%)及黑云母(5%～10%)；副礦物主要有綠簾石、榍石、鋯石和磷灰石等(圖2b)。斜長(zhǎng)石呈半自形-他形板狀，約0.8～2mm，發(fā)育聚片雙晶，普遍發(fā)生糟化。石英呈他形粒狀，具有不均勻消光、波狀消光，局部可見石英亞顆粒集合體，分布于長(zhǎng)石或角閃石顆粒之間。角閃石大多呈半自形短柱狀，黃褐-綠色多色性，偶見雙晶發(fā)育。黑云母為黃褐-紅棕色的片狀。黑云母和角閃石具有明顯定向排列，與淺色礦物呈條帶狀構(gòu)造。

3.2　花崗質(zhì)糜棱巖(D09-23A)

樣品D09-23A為花崗質(zhì)糜棱巖，采樣坐標(biāo)：49°57′22.9″N、118°53′19.0″E。巖石呈灰白色-淺肉紅色，糜棱結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，野外露頭可見礦物定向排列，石英定向拔絲拉長(zhǎng)，局部有眼球狀長(zhǎng)石斑晶，說明巖石遭受強(qiáng)烈的韌性剪切變形(圖2c)。巖石主要礦物成分為石英(35%～40%)、斜長(zhǎng)石(45%～50%)及黑云母(10%～15%)。石英為他形粒狀，與斜長(zhǎng)石呈集合體分布；斜長(zhǎng)石呈他形粒狀，具有定向拉長(zhǎng)變形；黑云母為細(xì)粒鱗片狀，定向連續(xù)均勻分布。副礦物有石榴石(<1%)，呈不規(guī)則粒狀(0.5mm)，正交偏光鏡下全消光，有裂隙、弱變形。除長(zhǎng)石殘斑外，礦物細(xì)?；黠@，顯示出強(qiáng)糜棱巖化特征(圖2d)。

圖2　額爾古納八大關(guān)變質(zhì)雜巖野外照片及顯微照片(正交偏光)(a、b)-黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖(D09-20A，D09-21A)；(c、d)-花崗質(zhì)糜棱巖(D09-23A).Pl-斜長(zhǎng)石；Q-石英；Bt-黑云母；Hb-角閃石；Gr-石榴子石Fig.2　Photographs of outcrops and photomicrographs of Badagaun complexes in the Erguna(a,b)-biotite amphibolite gneiss (D09-20A,D09-21A); (c,d)-granitic mylonite (D09-22A).Pl-plagioclase; Q-quartz; Bt-biotite; Hb-hornblende; Gr-garnet

4　分析方法

鋯石由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室分選并挑純。制靶在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所離子探針實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，鋯石陰極發(fā)光圖像采集在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石微量元素含量和U-Th-Pb同位素分析在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)利用LA-ICP-MS同時(shí)分析完成。詳細(xì)的儀器操作條件、分析過程和數(shù)據(jù)處理方法同Liuetal.(2010)。U-Pb同位素定年中采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5個(gè)樣品點(diǎn)，分析2次91500。對(duì)于與分析時(shí)間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行校正(Liuetal.,2010).鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用Isoplot/Ex_ver3 (Ludwig,2003)完成。

主量、微量和稀土元素在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。全巖主量元素含量利用日立180-70原子吸收光譜儀、UV-754紫外可見分光光度計(jì)完成。

全巖微量元素含量利用Agilent 7500a ICP-MS分析完成。詳細(xì)的樣品消解處理過程、分析精密度和準(zhǔn)確度同Liuetal.(2008)。

5　分析結(jié)果

5.1　鋯石U-Pb定年

5.1.1黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖(D09-20A、D09-21A)

圖3　八大關(guān)雜巖鋯石微區(qū)陰極發(fā)光圖像及U-Pb年齡Fig.3　The cathodoluminescence (CL) images and U-Pb ages of zircon domains from Badagaun complexes

本文對(duì)2個(gè)黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖樣品進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析。樣品D09-20A的鋯石主要為無色、透明的等軸-長(zhǎng)柱狀晶體，粒徑主要分布在100～300μm之間，長(zhǎng)寬比介于1～4之間，發(fā)育典型的巖漿振蕩環(huán)帶(圖3a)。對(duì)24顆鋯石進(jìn)行了24個(gè)點(diǎn)分析，鋯石的稀土元素配分曲線表現(xiàn)為輕稀土元素虧損、重稀土元素富集的特征(圖4a)，具有明顯的Eu負(fù)異常(Eu/Eu*=0.13～0.35)和Ce的正異常(Ce/Ce*=12.21～183.9)及高的Th/U比值(0.49～1.42；表1)，進(jìn)一步說明該組鋯石為巖漿鋯石。盡管D09-20A-2鋯石的稀土元素配分曲線具有輕稀土相對(duì)富集的特點(diǎn)，但是其Th/U為0.49，仍具巖漿鋯石的特征。分析數(shù)據(jù)表明(表1)，23個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)均分布在諧和線附近，得到的諧和年齡為210±2Ma(MSWD=0.06，n=24，圖4b),代表該樣品的原巖形成年齡。

樣品D09-21A的鋯石呈無色，自形晶，以柱狀、板狀為主，粒徑介于120～300μm之間，長(zhǎng)短軸之比在1～3之間，同樣發(fā)育巖漿振蕩環(huán)帶，并有條痕狀吸收的的特點(diǎn)(圖3b)。對(duì)其中24顆鋯石進(jìn)行的24次分析表明，鋯石的稀土元素配分曲線顯示虧損輕稀土元素、富集重稀土元素，具有明顯的Eu負(fù)異常和Ce正異常(圖4c)以及高的Th/U值(Th/U=0.35～1.18,平均值為0.94，表1)，具典型的巖漿成因鋯石的特征。24次分析得到了兩組年齡：第一組年齡為22個(gè)分析點(diǎn)組成，均分布在諧和線附近，給出的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為214±2Ma(MSWD=0.13，圖4d)；第二組年齡包含2個(gè)分析點(diǎn)(D09-21A-11、D09-21A-20)，其明顯偏離諧和線，206Pb/238U年齡分別為163Ma及172Ma。第一組年齡代表了黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖原巖的形成時(shí)代，第二組年齡可能與中侏羅世構(gòu)造-熱事件中發(fā)生過鉛丟失有關(guān)。

5.1.2花崗質(zhì)糜棱巖(D09-23A)

花崗質(zhì)糜棱巖中的鋯石為無色，晶形較好，以長(zhǎng)柱狀為主，大部分粒徑在150～350μm之間，長(zhǎng)短軸之比為1～3(圖3c)。鋯石的陰極發(fā)光圖像顯示鋯石具有典型的巖漿振蕩環(huán)帶，鋯石的稀土元素特征表現(xiàn)為輕稀土元素虧損、重稀土元素富集，明顯的Ce正異常和Eu負(fù)異常(圖4e)且其Th/U比值介于0.13～1.06之間，平均值為0.58(表1)，顯示出巖漿成因鋯石的特點(diǎn)。對(duì)該樣品的18顆鋯石進(jìn)行了18次分析，其均分布在諧和線上及其附近，其206Pb/238U表面年齡介于198±8～802±19Ma之間，其中11顆鋯石的諧和年齡為203±3Ma(MSWD=0.07,圖4f)，另5顆鋯石的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(795±16Ma，MSWD=0.09)；剩余2顆鋯石給出500±13、502±12 Ma的206Pb/238U年齡。我們認(rèn)為203±3Ma代表了花崗質(zhì)糜棱巖原巖的形成時(shí)代，而其它年齡應(yīng)為捕獲鋯石的結(jié)晶年齡，說明研究區(qū)可能存在～501Ma和～795Ma的巖漿-構(gòu)造熱事件。

圖4　八大關(guān)雜巖鋯石微區(qū)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough,1989)及鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4　REE distribution patterns normalized by chondrite for zircon from Badaguan complexes (normalization values after Sun and McDonough,1989) and U-Pb concordia diagrams for zircons

定年結(jié)果表明，額爾古納八大關(guān)雜巖中黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和花崗質(zhì)糜棱巖的形成時(shí)代均為晚三疊世(203～214Ma),但其中還存在163～172Ma的不諧和年齡，可能是中侏羅世構(gòu)造熱擾動(dòng)事件的結(jié)果。此外，還存在～501Ma、～795Ma的捕獲/繼承鋯石年齡，這與東北地區(qū)廣泛發(fā)育的泛非期Gondwana和新元古Rodinia兩期重大地質(zhì)事件一致(Zhouetal.,2010a,b)。

5.2　地球化學(xué)

對(duì)上述3件進(jìn)行年齡測(cè)試的樣品還進(jìn)行了常量、微量及稀土元素地球化學(xué)分析，分析結(jié)果見表2。

5.2.1常量元素

常量元素分析結(jié)果(表2)顯示，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和花崗質(zhì)糜棱巖的SiO2含量為59.46%～69.76%，Al2O3含量介于15.81%～16.93%之間，Na2O含量在3.89%～4.38%之間，全堿含量為5.84%～7.24%，Na2O/K2O介于1.53～2.11之間，TiO2、MnO及P2O5含量較低，分別在0.28%～0.75%、0.04%～0.13%、0.15%～0.19%之間，Mg#指數(shù)在47.5～53.8之間。在長(zhǎng)石Ab-An-Or標(biāo)準(zhǔn)化三角圖解上，它們分布投到英云閃長(zhǎng)巖及花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域(圖5a)。在SiO2-K2O圖解上落入鈣堿性巖區(qū)(圖5b)。鋁飽和指數(shù)A/CNK均小于1.1(0.86～1.05)，A/NK在1.53～1.97之間(表2)，為準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過鋁質(zhì)系列(圖5c)。在SiO2-FeOT/(FeOT+MgO)分類圖上，所有樣品均落在鎂質(zhì)系列區(qū)域(圖5d)。

表1八大關(guān)雜巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡
Table 1LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the Badaguan complexes

測(cè)點(diǎn)號(hào)稀土元素?cái)?shù)據(jù)Eu/Eu?Ce/Ce?Th(×10-6)U(×10-6)Th/U同位素比值±1σ年齡(Ma)±1σ207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238UD09?20A?010．1631．836836251．090．04883±0．001660．22144±0．008120．03289±0．00085139±78203．1±7209±5D09?20A?020 35183 986717610 490 05030±0 001170 22978±0 006320 03313±0 000842089±53210±5210±5D09?20A?030 1813 147706991 100 05091±0 001440 23331±0 007370 03324±0 00085237±64212 9±6211±5D09?20A?040 1563 253063390 900 04922±0 002220 22549±0 010550 03322±0 00088159±102206 5±9211±6D09?20A?050 1388 589548401 140 04906±0 001420 22437±0 007230 03317±0 00085151±66205 5±6210±5D09?20A?060 1723 786165761 070 05048±0 001500 22991±0 007570 03304±0 00085217±67210±6210±5D09?20A?070 1713 2212428761 420 05198±0 001370 23982±0 007230 03347±0 00085284±59218±6212±5D09?20A?080 1941 332854070 700 05049±0 004570 23106±0 020770 03319±0 00106218±197211 1±17211±7D09?20A?090 1720 495755361 070 05013±0 001560 22899±0 007820 03313±0 00085201±71209±6210±5D09?20A?100 1616 826536710 970 08819±0 002400 40548±0 012440 03335±0 000861387±51345±9212±5D09?20A?110 1812 219057921 140 05011±0 002770 22604±0 012700 03272±0 00091200±23207±11208±6D09?20A?120 1823 294944781 040 05164±0 001840 23669±0 009040 03324±0 00087267±80216±7211±5D09?20A?130 1814 117946161 290 05072±0 001500 22873±0 007510 03271±0 00084228±67209±6208±5D09?20A?140 1813 878476841 240 05475±0 002890 25026±0 013460 03315±0 00092402±114227±11210±5D09?20A?150 1720 086625921 120 04975±0 002000 22670±0 009600 03305±0 00087183±91208±8210±5D09?20A?160 1712 249528001 190 05093±0 001460 23202±0 007440 03304±0 00085238±65212±6210±5D09?20A?170 1455 115605101 100 0512±0 001500 23533±0 007690 03334±0 00086250±66215±6211±5D09?20A?180 1719 546295381 170 05118±0 002710 23199±0 012550 03288±0 00091249±117212±10209±6D09?20A?190 1615 07117210101 160 05101±0 001560 23326±0 007870 03317±0 00086241±69213±6210±5D09?20A?200 1655 874614121 120 04952±0 001910 22624±0 009260 03314±0 00087172±88207±8210±5D09?20A?210 1435 757278020 910 05357±0 002760 24576±0 012950 03328±0 00092353±112223±11211±6D09?20A?220 1714 929136661 370 05082±0 006370 22767±0 028100 03250±0 00123232±266208±23206±8D09?20A?230 1718 086445061 270 05079±0 002120 23375±0 010220 03339±0 00089231±94213±8212±6D09?20A?240 1456 787926641 190 04801±0 001450 22131±0 007430 03343±0 0008699±71203±6212±5D09?21A?010 1445 984475690 790 05017±0 001830 23594±0 009210 03415±0 00089203±83215±8217±6D09?21A?020 1918 597317241 010 05768±0 002370 26438±0 011400 03329±0 00089517±88238±9211±6D09?21A?030 17109 42203250 680 04989±0 003230 23260±0 015160 03385±0 00097190±144212±12215±6D09?21A?040 177 668588740 980 06296±0 001670 29039±0 008780 03349±0 00086707±55259±7212±5D09?21A?050 1917 734624990 930 05054±0 001660 23415±0 008400 03363±0 00087220±74214±7213±5D09?21A?060 1723 566515971 090 05070±0 001630 23649±0 008320 03387±0 00087227±73216±7215±5D09?21A?070 1430 533865070 760 05134±0 001610 23913±0 008230 03381±0 00087256±70218±7214±5D09?21A?080 1715 706516281 040 05113±0 002330 23729±0 011220 03369±0 00090247±102216±9214±6D09?21A?090 1636 097506891 090 05076±0 001510 23855±0 007890 03411±0 00088230±67217±6216±5

續(xù)表1
Continued Table 1

測(cè)點(diǎn)號(hào)稀土元素?cái)?shù)據(jù)Eu/Eu?Ce/Ce?Th(×10-6)U(×10-6)Th/U同位素比值±1σ年齡(Ma)±1σ207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238UD09?21A?100 1552 596746251 080 05015±0 001460 23639±0 007670 03421±0 00088202±66216±6217±5D09?21A?110 1633 6447313350 350 06348±0 007460 22417±0 025640 02563±0 00081724±231205±21163±5D09?21A?120 1813 696525961 090 05043±0 002180 23439±0 010550 03373±0 00090215±97214±9214±6D09?21A?130 1817 325895521 070 04873±0 002120 22867±0 010360 03404±0 00090135±99209±9216±6D09?21A?140 1827 185514911 120 05085±0 002070 23669±0 010100 03376±0 00089234±91216±8214±6D09?21A?150 1287 8086610970 790 05010±0 001440 23580±0 007560 03414±0 00087200±65215±6216±5D09?21A?160 1816 896425881 090 05100±0 001750 23328±0 008610 03318±0 00086241±77213±7210±5D09?21A?170 1537 145627360 760 05757±0 003710 26439±0 017110 03331±0 00097513±136238±14211±6D09?21A?180 1377 074065380 760 05024±0 001610 23065±0 008040 03330±0 00086206±72211±7211±5D09?21A?190 1814 576725691 180 05075±0 002050 23718±0 010050 03389±0 00089230±91216±8215±6D09?21A?200 2014 236007390 810 05928±0 004330 22089±0 015790 02702±0 00058577±151203±13172±4D09?21A?210 1380 2380810610 760 05015±0 001360 23444±0 007200 03389±0 00086202±62214±6215±5D09?21A?220 1452 136465991 080 05054±0 001670 23494±0 008410 03370±0 00087220±75214±7214±5D09?21A?230 1723 285015070 990 04959±0 001700 23177±0 008530 03388±0 00087176±78212±7215±5D09?21A?240 1813 746845971 140 05689±0 002420 26121±0 011540 03329±0 00088487±92236±9211±6D09?23A?010 293 963003110 970 04932±0 003920 21758±0 017230 03199±0 00092163±176200±14203±6D09?23A?020 1321 481743690 470 06413±0 003660 71247±0 040790 08057±0 00223746±116546±24500±13D09?23A?030 0713 243655510 660 06698±0 001761 20787±0 035110 13079±0 00318837±54804±16792±18D09?23A?040 2014 483325960 560 04859±0 002190 21506±0 009940 03210±0 00081128±103198±8204±5D09?23A?050 2620 201634720 350 05071±0 007870 21794±0 033210 03118±0 00129228±324200±28198±8D09?23A?060 146 691673110 540 06778±0 003141 21351±0 057380 12989±0 00344862±93807±26787±20D09?23A?070 2526 543033790 800 05108±0 004930 22477±0 021440 03193±0 00100245±208206±18203±6D09?23A?080 182 881982440 810 06614±0 002451 20679±0 046680 13240±0 00334811±76804±21802±19D09?23A?090 1651 472323140 740 04673±0 002860 21044±0 012980 03268±0 0008635±141194±11207±5D09?23A?100 355 373142961 060 04698±0 003220 20977±0 014440 03241±0 0008648±156193±12206±5D09?23A?110 2687 4920610290 200 04862±0 002720 21722±0 012230 03243±0 00086130±127200±10206±5D09?23A?120 253 0763015990 390 07035±0 001681 27211±0 034250 13125±0 00316939±49833±15795±18D09?23A?130 671 9244935080 130 05333±0 002710 22967±0 011790 03127±0 00082343±111210±10199±5D09?23A?140 2035 443365010 670 05368±0 002950 23435±0 012980 03170±0 00083358±119214±11201±5D09?23A?150 4063 08131820150 650 04980±0 004340 21973±0 018960 03204±0 00097186±191202±16203±6D09?23A?160 22115 14666770 690 04719±0 001980 20827±0 008980 03205±0 0008058±97192±8203±5D09?23A?170 11114 923810610 220 06353±0 001670 70827±0 020420 08097±0 00195726±55544±12502±12D09?23A?180 131 733456190 560 06653±0 001691 20854±0 033970 13194±0 00318823±52805±16799±18

5.2.2稀土及其微量元素

稀土元素及微量元素分析結(jié)果(表2)，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和花崗質(zhì)糜棱巖的稀土元素總量(∑REE)在133×10-6～176×10-6之間，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線模式圖上，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及花崗質(zhì)糜棱巖輕重稀土分餾明顯，配分曲線均表現(xiàn)為明顯的右傾型模式，輕稀土元素富集、重稀土元素虧損(圖6a)，(La/Yb)N比值介于6～31之間。具有弱的Eu負(fù)異常(Eu/Eu*=0.50～1.01，平均值為0.70)。

表2　八大關(guān)雜巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)表(主量元素：wt%；稀土和微量元素：×10-6)Table 2　The geochemical compositions of the Badaguan complexes (major elements: wt%; trace elements: ×10-6)

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖6b)，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和花崗質(zhì)糜棱巖均表現(xiàn)出強(qiáng)烈虧損Nb、Ta、P、Ce及Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，富集Rb、Ba、K及Sr等大離子親石元素，這些特征與典型島弧構(gòu)造環(huán)境巖漿作用地球化學(xué)特征一致(Tatsumietal.,1986; Wilson,1989)。它們具有較高的Sr含量(378×10-6～598×10-6)及低的Yb含量(0.71×10-6～3.50×10-6)，并且具有較高的Nb/Ta及Sr/Y比值，分別介于13.0～19.3及11.7～40.7之間(表2)。

6　討論

6.1　八大關(guān)雜巖的巖石組合及形成時(shí)代

八大關(guān)雜巖的巖石類型主要為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、花崗質(zhì)糜棱巖、細(xì)粒黑云斜長(zhǎng)片麻巖及花崗閃長(zhǎng)質(zhì)糜棱巖，巖石出現(xiàn)不同程度的糜棱巖化。鋯石微量元素和U-Pb定年分析表明黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖和花崗質(zhì)糜棱巖的鋯石具有輕稀土元素虧損、重稀土元素富集及明顯的Ce正異常和Eu負(fù)異常的特征和高的Th/U比值(0.13～1.57)；陰極發(fā)光圖像揭示鋯石具有典型的巖漿振蕩環(huán)帶，因此它們?yōu)閹r漿成因鋯石，所測(cè)得的年齡應(yīng)代表巖體的形成時(shí)代。定年結(jié)果表明，2個(gè)黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖的年齡為210±2Ma和214±2Ma，花崗質(zhì)糜棱巖的年齡為203±3Ma。這充分說明八大關(guān)雜巖的巖石組合以巖漿巖為代表，形成時(shí)代為晚三疊世。這與傳統(tǒng)劃分的新元古代“佳疙瘩組”變質(zhì)沉積巖組合明顯不同(呂志成等,2002; 郭靈俊等,2005)。

區(qū)域資料表明，額爾古納地區(qū)廣泛發(fā)育有同期巖漿雜巖，如額爾古納地塊太平川花崗閃長(zhǎng)斑巖的形成時(shí)代為204±5.7Ma(陳志廣等,2010)，烏奴格吐山銅礦含礦二長(zhǎng)花崗斑巖的形成時(shí)代為204.2±2.8Ma，莫爾道嘎風(fēng)水山雜巖黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖的形成時(shí)代為200.4±1.8Ma，室偉鎮(zhèn)黑云母二長(zhǎng)花崗巖的形成時(shí)代為201.1±3.2Ma，卡達(dá)吉嶺巖體的形成時(shí)代為200.8±2Ma，莫爾道嘎二長(zhǎng)花崗巖的形成時(shí)代為203～205Ma(佘宏全等,2012)，Wuetal.(2011)對(duì)額爾古納地塊33件樣品的鋯石U-Pb年代學(xué)研究表明，其存在182～220Ma的巖漿事件。因此，額爾古納地塊存在大規(guī)模的晚三疊世巖漿事件，并沿八大關(guān)至漠河呈北東向展布的特點(diǎn)，與蒙古-鄂霍茨克洋平行。

圖5　八大關(guān)雜巖地球化學(xué)分類圖(a)-An-Ab-Or分類圖(據(jù)Barker,1979)；(b)-SiO2-K2O分類圖(據(jù)Peccerillo and Taylor,1976)；(c)-A/CNK-A/NK分類圖和(d)-SiO2-FeOT/(FeOT+MgO)分類圖(據(jù)Frost et al.,2001)Fig.5　Geochemical classification diagrams of the Badaguan complexes

圖6　八大關(guān)雜巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土模式圖(a)及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig.6　Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) for Badaguan complexes (normalization values after Sun and McDonough,1989)

八大關(guān)雜巖同時(shí)存在～501Ma和～795Ma兩期捕獲/繼承鋯石。其中～501Ma的年齡與額爾古納地塊漠河雜巖(494±3Ma)(Zhouetal.,2011b)、十八站巖體(499±1Ma)、內(nèi)河巖體(500±1Ma)(葛文春等,2007a)和洛古和巖體(504±8Ma)(武廣等,2005)等的年齡一致，也與興安地塊的多寶山巖體(485±8Ma)(葛文春等,2007b)、興華渡口群(496±7Ma)、松遼地塊的鐵力巖群(514±5Ma)、興凱地塊的虎頭雜巖(490±4Ma)、佳木斯地塊麻山群的變質(zhì)作用年齡相吻合(Zhouetal.,2011a)。500Ma的巖漿作用在額爾古納地塊、興安地塊、松遼地塊、佳木斯-興凱地塊均有出現(xiàn)，連同約500Ma的張廣才嶺巖漿熱事件，暗示中國東北各地塊都經(jīng)歷了早古生代構(gòu)造事件，并具有共同的動(dòng)力學(xué)背景(Zhouetal.,2011a,b)。八大關(guān)雜巖中～795Ma的捕獲鋯石同樣發(fā)育典型的巖漿振蕩環(huán)帶，Th/U為0.39～0.81，為典型的巖漿鋯石。這一年齡與額爾古納地塊基底巖石的年齡一致(Zhouetal.,2011b)，表明額爾古納地塊具有前寒武紀(jì)結(jié)晶基底，并與佳木斯-興凱、松遼和興安地塊以及境外的圖瓦地塊具有相同的構(gòu)造背景(Zhouetal.,2011a,b)。

6.2　八大關(guān)雜巖形成的構(gòu)造背景

地球化學(xué)分析結(jié)果顯示，研究區(qū)八大關(guān)雜巖晚三疊世黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和花崗質(zhì)糜棱巖主要為鎂質(zhì)、準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過鋁質(zhì)、鈣堿性系列(圖5b-d)，A/CNK比值介于0.86～1.05之間(表2)，不含白云母，堇青石等礦物，暗色礦物主要為黑云母、角閃石，具有活動(dòng)大陸邊緣島弧環(huán)境I 型花崗質(zhì)巖石的特征(Frostetal.,2001; Frost and Frost,2008)。那么，這種俯沖環(huán)境是與南部古亞洲洋、東部的古太平洋或是與北部蒙古-鄂霍次克洋的俯沖有關(guān)呢？

近年研究成果表明，古亞洲洋在三疊紀(jì)中期沿索倫-西拉木倫-長(zhǎng)春縫合帶閉合(Wuetal.,2002,2007; Xiaoetal.,2009; 王玉凈和樊志勇,1997; Li,2006)；并在大興安嶺、張廣才嶺、吉黑東部廣泛發(fā)育A型火山巖(流紋巖)，時(shí)代為(230～200Ma)(Wuetal.,2002; Xuetal.,2009)，其成因與與中亞造山帶閉合后的巖漿活動(dòng)有關(guān)(Wuetal.,2002)。晚印支期形成以黑龍江藍(lán)片巖帶為特征的高壓變質(zhì)帶(Zhouetal.,2009; 周建波等,2012)，其代表了環(huán)太平洋構(gòu)造域演化的開始，同時(shí)，對(duì)火山巖的研究表明，東北地區(qū)從早侏羅世開始受古太平洋板塊向西俯沖的巨大影響(Wuetal.,2011)，并廣泛發(fā)育晚侏羅世到早白堊世火山巖(Zhangetal.,2008)。因此，研究區(qū)晚三疊世I型花崗質(zhì)巖石不同于東北地區(qū)大量發(fā)育的晚三疊世A型火山巖和晚侏羅世到早白堊世火山巖，其成因應(yīng)與古亞洲洋和古太平洋俯沖作用無關(guān)。目前，大部分學(xué)者認(rèn)為蒙古-鄂霍次克洋存在向南的俯沖作用(Wuetal.,2011; 江思宏等,2010; 陳志廣等,2010; Tomurtogooetal.,2005; Orolmaaetal.,2008; 佘宏全等,2012)。已有的研究表明：在中蒙邊境Hangayn地區(qū)發(fā)育一套安第斯型大陸邊緣弧火山巖，形成時(shí)代為(241.3±1.5Ma)(Tomurtogooetal.,2005; Orolmaaetal.,2008)；蒙古國額爾登特的大型斑巖型銅鉬礦床容礦巖體為島弧背景下的產(chǎn)物，與鄂霍茨克洋的俯沖有關(guān)，其形成時(shí)代為240Ma(江思宏等,2010); 額爾古納地塊中的太平川斑巖型銅鉬礦床成礦斑巖具有埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征，礦床形成于蒙古-鄂霍次克洋向額爾古納地塊俯沖陸緣弧環(huán)境，時(shí)代為202±5.7Ma(陳志廣等,2010)，Wuetal.(2011)則認(rèn)為額爾古納地塊北段早中生代花崗巖形成于蒙古-鄂霍次克洋向南俯沖的環(huán)境。綜合上述研究成果，說明蒙古-鄂霍次克洋三疊紀(jì)存在向南的俯沖作用，在額爾古納地塊上發(fā)育大量的早中生代花崗巖以及斑巖型銅鉬礦床為特征(Wuetal.,2011; 江思宏等,2010; 陳志廣等,2010; Tomurtogooetal.,2005; Orolmaaetal.,2008)。因此，研究區(qū)晚三疊世島弧花崗質(zhì)巖石應(yīng)形成于晚三疊世蒙古-鄂霍茨克洋向額爾古納地塊俯沖的環(huán)境。這一認(rèn)識(shí)也為蒙古-鄂霍次克洋向南俯沖提供了年代學(xué)的制約。

7　結(jié)論

(1)八大關(guān)雜巖的巖石類型主要為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、花崗質(zhì)糜棱巖及花崗閃長(zhǎng)質(zhì)糜棱巖。2個(gè)黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖形成時(shí)代分別為210±2Ma、214±2Ma，花崗質(zhì)糜棱巖的原巖年齡為203±3Ma；表明八大關(guān)雜巖的形成時(shí)代并不是前人所認(rèn)為的新元古代，而是晚三疊世。

(2)八大關(guān)雜巖中存在～501Ma和～795Ma的捕獲/繼承鋯石。500Ma的巖漿活動(dòng)在中國東北各個(gè)地塊均有出現(xiàn)，暗示中國東北所有地塊都經(jīng)歷了早古生代構(gòu)造事件，～795Ma的捕獲鋯石與額爾古納地塊孔茲巖的形成年齡一致，表明額爾古納地塊具有前寒武紀(jì)結(jié)晶基底。

(3)八大關(guān)雜巖具有高鈉、鋁等特點(diǎn)，A/CNK=0.86～1.05，A/NK為1.53～1.97，為準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過鋁質(zhì)鈣堿性系列，輕稀土元素富集、重稀土元素虧損，(La/Yb)N=6～31，Eu弱虧損(Eu/Eu*=0.50～1.01)，富集Rb、Ba、K、Sr等大離子親石元素、強(qiáng)烈虧損Nb、Ta、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素。顯示出活動(dòng)大陸邊緣弧環(huán)境的地球化學(xué)特征，形成于蒙古-鄂霍茨克洋向額爾古納地塊俯沖的環(huán)境，證明了蒙古-鄂霍茨克洋在三疊紀(jì)晚期存在南向俯沖。

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