李競妍 郭鋒 李超文 李紅霞 趙亮

1．中國科學院廣州地球化學研究所，同位素地球化學國家重點實驗室，廣州 510640 2．中國科學院大學，北京 100049

1 引言

東北地區(qū)分布著出露面積多達200000km2的顯生宙花崗巖，占據(jù)了至少50%的山區(qū)。該區(qū)的火成巖年代學工作顯示大部分花崗巖主要形成于中生代(Wu et al．，2011)。這些花崗巖具正εNd(t)和低tDM2，反映區(qū)域在顯生宙存在強烈的地殼增生。然而全球大陸地殼的增生時間主要發(fā)生在太古代－早元古代，顯生宙以來的地殼凈增生量非常小(Armstrong，1991)。因此，包括中國東北在內(nèi)的中亞造山帶，其顯著的顯生宙地殼增生現(xiàn)象引起了國內(nèi)外學者的廣泛關注(Han et al．，1997;Jahn et al．，2000，2001;Chen et al．，2000;Wu et al．，2000，2002;Hong et al．，2004;Liu et al．，2005;Guo et al．，2009)。

自古生代以來，東北地區(qū)經(jīng)歷了古亞洲洋、蒙古－鄂霍茨克洋閉合以及華北－蒙古聯(lián)合陸塊與西伯利亞板塊的碰撞拼合等多期重要構(gòu)造事件，于晚中生代進入到巖石圈伸展環(huán)境，期間整個東北地區(qū)發(fā)育了大量的長英質(zhì)巖漿作用。盡管前人對區(qū)域中生代中酸性火成巖開展了相關的綜合研究(Guo et al．，2010;Wu et al．，2011)，但主要集中在構(gòu)造區(qū)塊劃分和地殼增生機制的探討，對不同時期花崗巖漿作用與大地構(gòu)造演化之間的聯(lián)系還較薄弱。本文選取晚古生代－中生代的花崗巖，通過總結(jié)和對比區(qū)域不同時期花崗巖的Nd同位素組成異同，以探討區(qū)域構(gòu)造演化事件對花崗巖漿作用的影響。

2 區(qū)域大地構(gòu)造

圖1 東北地區(qū)構(gòu)造地質(zhì)單元劃分及本文討論的花崗巖巖體位置 (據(jù)Guo et al．，2010;Wu et al．，2011修改)Fig．1 Tectonic sub－divisions of NE China and the spatial distribution of granitic plutons discussed in this paper(modified after Guo et al．，2010;Wu et al．，2011)

東北地區(qū)及其鄰區(qū)是東北亞陸緣增生、陸－弧/陸－陸碰撞的造山帶，包括中亞造山帶的最東段和部分中生代的環(huán)太平洋增生雜巖(Seng?r et al．，1993;唐克東等，1995;Wu et al．，2002;Guo et al．，2007;Zhou and Wilde，2013)。關于東北地區(qū)的構(gòu)造單元劃分，前人從不同角度提出了多種劃分方案 (Seng?r et al．，1993;Wu et al．，2000;Guo et al．，2010)。本文采用目前比較通用的構(gòu)造單元分區(qū)方法，即以東北地區(qū)主要斷裂帶或縫合帶圍限和區(qū)分地塊(圖1)，從西北向東南依次為額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、佳木斯－興凱地塊和完達山增生大陸邊緣，地塊之間分別以塔源－喜桂圖斷裂、賀根山－黑河斷裂、嘉蔭－牡丹江斷裂以及敦化－密山斷裂為界。松嫩地塊由于中間被松遼盆地的沉積層覆蓋，僅出露東部靠近佳木斯－興凱地塊的張廣才嶺、北部的小興安嶺和靠近賀根山－黑河斷裂的西南區(qū)，因為通過對比發(fā)現(xiàn)松嫩地塊不同出露區(qū)域的Nd同位素組成不同(后述)，所以松嫩地塊西南區(qū)和張廣才嶺作為兩個構(gòu)造區(qū)塊進行討論。

3 數(shù)據(jù)的選擇和處理

本文收集了東北地區(qū)近十多年來發(fā)表的晚古生代－中生代花崗巖的年代學和Nd同位素資料，選取區(qū)域上典型的A型、I型花崗巖體并對其同位素及年齡數(shù)據(jù)進行匯編(結(jié)果見表1)。圖1中巖體的地理位置主要參考了Wu et al．(2011)的GPS坐標。目前僅于饒河發(fā)現(xiàn)的含堇青石過鋁質(zhì)花崗巖被確認為S型花崗巖(程瑞玉等，2006)，所以S型花崗巖并非東北地區(qū)代表性類型的花崗巖;且該巖體缺少同位素數(shù)據(jù)，這里不做討論。

東北地區(qū)的部分A型和I型花崗巖在成分上存在一定程度的重疊(圖2)，尤其是成分高度演化的花崗巖。一方面，花崗巖體的Ga/Al比值可隨巖漿分異而升高，使高度分異的I型或S型花崗巖和A型花崗巖難以區(qū)別;另一方面，A型花崗巖經(jīng)歷強烈的分離結(jié)晶作用也會導致特征性的微量元素含量急劇降低，如鋯石分離結(jié)晶可致巖漿的Zr含量降至250×10－6以下，表現(xiàn)高分異I型花崗巖的特點(King et al．，1997)。因此除了利用判別圖解來區(qū)分花崗巖類型外，前人還通過對比巖體的野外產(chǎn)狀、巖石組合類型、巖相學特征、侵位年齡和巖漿熔融/冷卻結(jié)晶溫度等綜合信息來判斷成分特征具有重疊性的花崗巖(King et al．，1997;Wu et al．，2002，2003a，2004a;齊成棟等，2003)。如巴爾哲巖體因含有堿性暗色礦物而定為A型花崗巖(Jahn et al．，2001;楊武斌等，2011);東清和香水園子巖體由于其出露區(qū)域存在同時代的I型花崗巖而定為高分異I型花崗巖(Wu et al．，2004a)。而臥都河、大石寨巖體受晚期水－巖反應的影響，原始成分難以確定(Jahn et al．，2001;周漪等，2011)，且缺少其他輔助證據(jù)，在此不予討論。

表1 東北地區(qū)晚古生代－中生代花崗巖侵位年齡和Nd同位素組成Table 1 Emplacement age and Nd isotopic compositions of the Late Paleozoic－Mesozoic granitoids in NE China

續(xù)表1Continued Table 1

續(xù)表1Continued Table 1

續(xù)表1Continued Table 1

圖2 東北晚古生代－中生代花崗巖分類判別圖(據(jù)Whalen et al．，1987)數(shù)據(jù)來源于表1所引文獻及Wu et al．(2003a)和曾濤等(2011);FG為分異的I或S型花崗巖，OGT為未分異的I或S型花崗巖Fig．2 Zr，Nb vs．10000 × Ga/Al and FeOT/MgO，(K2O+Na2O)/CaO vs．Zr+Nb+Y+Ce classification diagrams(after Whalen et al．，1987)of the Late Paleozoic to Mesozoic granites in NE ChinaData sources are from Table 1，Wu et al．(2003a)and Zeng et al．(2011)．FG=fractionated I－and S－type felsic granites;OGT=unfractionated I－and S－type granites

圖3 東北地區(qū)晚古生代－中生代I型花崗巖的εNd(t)vs．侵入年齡圖(數(shù)據(jù)來源見表1)Fig．3 εNd(t)vs．intrusive age plots of Late Paleozoic to Mesozoic I－type granites in NE China(data sources are from Table 1)

受限于早期的實驗條件，一些巖體早期發(fā)表的年齡資料不準確，如喇嘛山巖體全巖Rb－Sr年齡為154Ma(Wu et al．，2003a)，新的鋯石 U－Pb 年齡為 142 ± 3Ma(Wu et al．，2011);清水巖體全巖 Rb－Sr年齡為 196 ±4Ma(Wu et al．，2002)，新的鋯石U－Pb年齡為222±5Ma(孫德有等，2004)。為更準確地反映花崗巖的Nd同位素組成變化趨勢，本文采用最近發(fā)表的鋯石U－Pb年齡，并采用統(tǒng)一重新計算的tDM2來估計區(qū)域地殼的增生時間。

4 東北地區(qū)晚古生代－中生代花崗巖Nd同位素組成的時空變化

4．1 額爾古納地塊

該區(qū)Nd同位素數(shù)據(jù)來自早－中侏羅世(190～170Ma)和早白堊世 (140～120Ma)的I型花崗巖，εNd(t)值變化范圍為－9．7～+0．8，盡管缺少中－晚侏羅世的資料，但整體仍呈現(xiàn)出隨時代變新花崗巖的εNd(t)值逐漸增加的趨勢(圖3a)，額爾古納地塊中生代花崗巖的二階段Nd模式年齡主要為0．86～1．50Ga。而額爾古納地塊中生代花崗巖的鋯石εHf(t)值介于－3．9 ～ +11．6，二階段Hf模式年齡為0．47 ～1．60Ga(隋振民等，2007;張彥龍等，2008)。早古生代(460～500Ma)花崗巖的鋯石εHf(t)值集中在+1．5～ +3．8，二階段Hf模式年齡為1．1～1．4Ga(葛文春等，2007)。鋯石Hf同位素和全巖Nd同位素的特征顯示額爾古納地塊花崗巖的原巖存在中－新元古代的古老地殼物質(zhì)。這些古老地殼組分隨時代變新進入巖漿的比例逐漸減少，源區(qū)中新生年輕地殼的貢獻增加。

值得注意的是，具有早古生代年齡的察哈彥、十八站、內(nèi)河、白銀納、查拉班河巖體(葛文春等，2007)的出露區(qū)也正好是隋振民等(2007)、隋振民和徐學純(2010)對額爾古納地塊早－中侏羅世花崗巖的研究區(qū)。隋振民等(2007)獲得的侏羅紀花崗巖鋯石εHf(t)值為－2．8～ +11．6，二階段Hf模式年齡為0．47～1．60Ga，認為其源區(qū)物質(zhì)可能同時來自新元古代和顯生宙兩個時期的增生地殼。此研究區(qū)恰好位于額爾古納地塊及興安地塊的結(jié)合處，深大斷裂(如塔源－喜桂圖斷裂帶)為巖漿提供上升通道(Clemens and Mawer，1992;Hutton and Reavy，1992)，有利于多期次巖漿活動的發(fā)生;而古生代－中生代期間東北地區(qū)的碰撞造山運動也極有可能活化了斷裂帶處的巖石圈地幔甚至更深部的巖漿，巖漿隨后沿構(gòu)造薄弱位置上升并侵入到地殼引發(fā)部分熔融，形成高εHf(t)值和低tDM2的花崗巖。雖然這些侏羅紀花崗巖的εNd(t)值偏低，但全巖Nd同位素成分是巖石的混合平均成分，而鋯石的原位Hf同位素組成則可能保留了顯生宙地殼增生的記錄。

圖4 東北地區(qū)晚古生代－中生代A型花崗巖(包括少量具A型花崗巖特質(zhì)的流紋巖)的空間分布圖(a－c)和εNd(t)vs．侵入年齡圖(d)數(shù)據(jù)來源于表1及葛文春等(2001)，Zhang et al．(2008)，Xu et al．(2009)，Sun et al．(2013)Fig．4 Spatial distribution diagrams of A－type granites(including some A－type affinity rhyolite)in three different periods(a－c)and εNd(t)vs．intrusive age plot(d)of Late Paleozoic to Mesozoic A－type granites in NE ChinaData sources are from Table 1 and Ge et al．(2001)，Zhang et al．(2008)，Xu et al．(2009)and Sun et al．(2013)

4．2 興安地塊

興安地塊的花崗質(zhì)巖漿作用期包括石炭紀的I型花崗巖期、二疊紀A型花崗巖期、中侏羅世及早白堊世(Wu et al．，2011)，均有相應年齡的花崗巖同位素數(shù)據(jù)(圖3b、圖4)。該區(qū)εNd(t)值為 －2．2～ +5．4，二階段 Nd模式年齡為0．57～1．18Ga。中生代巖體的 εNd(t)值總體大于 0，且 tDM2＜1．0Ga。興安地塊的花崗巖顯示出與額爾古納地塊不同的Nd同位素特征，表現(xiàn)為較高的εNd(t)值和偏低的tDM2。由二階段Nd模式年齡顯示的興安地塊地殼增生作用主要發(fā)生在新元古代－顯生宙，晚于額爾古納地塊的中－新元古代，兩個地塊的早期地殼演化過程并不相同，屬于不同的區(qū)域構(gòu)造單元(葛文春等，2007;隋振民等，2007;張彥龍等，2008)。

石炭紀和三疊紀I型花崗巖的εNd(t)值在0左右，早－中侏羅世至早白堊世I型花崗巖的εNd(t)值持續(xù)上升。另外，新開嶺地區(qū)的I型花崗巖，早白堊世(106～128Ma)的鋯石εHf(t)值總體略高于中－晚侏羅世(164～188Ma)的(曾濤等，2011)，與興安地塊同期I型花崗巖εNd(t)值隨時間變化的特征一致。類似地，興安地塊的中生代I型花崗巖也顯示了εNd(t)值隨侵位時間變年輕而增加，源區(qū)中年輕地殼物質(zhì)所占比例遞增的特點。

興安地塊還存在晚二疊世和早白堊世兩期A型花崗巖，εNd(t)值均大于0，晚二疊世A型花崗巖的εNd(t)值隨時間演化有降低的趨勢，但總體上晚二疊世A型花崗巖的εNd(t)值較早白堊世的高(圖4d)。

4．3 松嫩地塊西南區(qū)

該區(qū)數(shù)據(jù)來自林西、雙井及烏蘭浩特三地，花崗巖年齡分布于中三疊世、中侏羅世和早白堊世。雙井、小城子巖體的εNd(t)值明顯小于0，野外觀察與同位素特征表明這兩個巖體的源區(qū)應該含有較高比例的古生代俯沖增生楔雜巖，如變質(zhì)的遠洋沉積物(Liu et al．，2005;李錦軼等，2007)。除雙井、小城子巖體外，其他I型花崗巖的εNd(t)值隨時間變新呈下降的趨勢(圖3c)，二階段Nd模式年齡為0．52～0．76Ga，反映熔融源區(qū)主要為年輕地殼。A型花崗巖的εNd(t)值均為正值(圖4d)，二階段Nd模式年齡為0．52～0．97Ga，隨時間的變化特征和I型花崗巖相同，說明其源區(qū)來自古老地殼物質(zhì)的比例少。松嫩地塊西南區(qū)花崗巖的模式年齡總體偏小，且沿賀根山－黑河斷裂出露一些εNd(t)值高且正的中生代中酸性火成巖(Liu et al．，2005;Guo et al．，2009;周漪等，2011)，反映該區(qū)地殼增生作用可能一直延續(xù)到中生代。

4．4 張廣才嶺地區(qū)

張廣才嶺地區(qū)出現(xiàn)了多期中生代花崗質(zhì)巖漿作用。由于南北花崗巖存在時代、類型和同位素組成的差異，本文將張廣才嶺分作北中段和南段，北中段主要指靠近佳木斯地塊西緣的松嫩地塊，南段包括張廣才嶺靠近西拉木倫－長春縫合帶的區(qū)域以及部分延邊地區(qū)。

北中段 I型花崗巖的 εNd(t)值介于 －2．3 ～ +4．0，εNd(t)值隨時間變新逐漸降低，二階段Nd模式年齡為0．64～1．15Ga;南段I型花崗巖的εNd(t)值變化趨勢、tDM2和北中段都比較一致(圖3d)。南段遼源地區(qū)的大玉山巖體的εNd(t)值 +2．3 ～ +4．4，高于呼蘭群變質(zhì)雜巖體的 － 1．2 ～－0．7，顯示新生地殼的特征(Wu et al．，2007)。張廣才嶺全區(qū)早中生代I型花崗巖Nd同位素變化特征與松嫩地塊西南區(qū)相似。

張廣才嶺地區(qū)還分布著兩期A型花崗巖:晚三疊世－早侏羅世(223～182Ma)A型花崗巖集中在北中段，如清水、毛家屯、三道河、密林和天橋崗巖體(Wu et al．，2002;孫德有等，2005)。該區(qū)A型花崗巖有較多的負εNd(t)值，應為古老地殼物質(zhì)通過巖漿作用發(fā)生了再循環(huán)(Guo et al．，2010);εNd(t)值隨時間變新而呈上升趨勢(圖4d)，則表示中生代以來的巖漿作用一直有年輕地殼組分的貢獻。初步分析認為晚三疊世－早侏羅世A型花崗巖可能受松嫩、佳木斯－興凱地塊于早中生代碰撞的影響，巖漿源區(qū)含有陸間洋盆的遠洋沉積物，故與其他地塊或同區(qū)白堊紀A型花崗巖的Nd同位素組成不同。早白堊世(～125Ma)A型花崗巖則在南段，如白石磊子、青陽崴子、砬子山和婁山巖體等(Wu et al．，2002，2011)。該區(qū)A型花崗巖Nd同位素的報道僅白石磊子巖體一例，εNd(t)值為+2．0，與東北地區(qū)白堊紀花崗巖的平均值相當。

4．5 佳木斯－興凱地塊

佳木斯－興凱地塊在晚古生代－中生代同樣有多次火成巖事件，尤其是中－晚二疊世的I型花崗巖，巖漿作用持續(xù)時間長而且廣泛分布于佳木斯地塊的中南部地區(qū)。已有數(shù)據(jù)顯示這期花崗巖的 εNd(t)值很低(－7．36～ －6．84)，二階段Nd模式年齡約1．60Ga。少量同期花崗巖的鋯石εHf(t)值在－3．2到 －0．1 之間，二階段 Hf模式年齡為 1．35 ～1．40Ga(Cui et al．，2013)。另外，麻山群中經(jīng)歷麻粒巖相變的形成年齡約500Ma的花崗巖，其Nd同位素的tDM2也為古－中元古代年齡(Wu et al．，2000)。綜合證據(jù)表明佳木斯地塊的結(jié)晶基底偏老。

5 對區(qū)域構(gòu)造演化的啟示

5．1 興安地塊的晚古生代花崗質(zhì)巖漿作用

興安地塊及鄰區(qū)存在多個石炭紀(340～300Ma)I型花崗質(zhì)巖體(Chen et al．，2000;劉建峰等，2009;Wu et al．，2011)，巖體巖石組合以鉀長花崗巖、二長花崗巖和花崗閃長巖為主，成分具有島弧巖漿特征。在額爾古納地塊塔河發(fā)育了333Ma的堆晶輝長巖，反映在額爾古納和興安地塊早古生代拼合之后區(qū)域上仍存在幔源巖漿活動(Ge et al．，2005b;周長勇等，2005)。這些輝長巖與I型花崗巖究竟形成于造山后陸內(nèi)伸展環(huán)境或是古亞洲洋俯沖作用的產(chǎn)物還存在不同觀點(Tang，1990;Chen et al．，2000;Xiao et al．，2003;周長勇等，2005)，需要更多的證據(jù)給予佐證。興安地塊二疊紀A型花崗巖沿著賀根山－黑河斷裂延伸(圖4a)，形成時代從 290Ma 到 260Ma(Wu et al．，2002;Shi et al．，2004;Hong et al．，2004)，暗示區(qū)域至少在二疊紀之前已經(jīng)進入造山期后伸展環(huán)境。

相對于中生代I型花崗巖，興安地塊及鄰區(qū)晚古生代I型花崗巖總體上低εNd(t)值(圖3b)，反映其熔融源區(qū)含有更多的古老地殼組分。隨著造山帶全面進入到伸展環(huán)境并伴隨軟流圈地幔物質(zhì)上涌，底侵巖漿攜帶的熱量熔融底部早先形成的增生地殼，產(chǎn)出εNd(t)值較高的A型花崗巖，此過程持續(xù)到后期時，下地殼殘留的難熔物質(zhì)比例增加，熔融源區(qū)向上擴張至以長英質(zhì)易熔物質(zhì)為主的中、上地殼，A型花崗巖的εNd(t)值逐漸降低。引發(fā)拉張伸展環(huán)境的動力學機制可能與沿賀根山－黑河斷裂俯沖的板片的斷離作用有關(Wu et al．，2002)。

在佳木斯地塊的中南部還分布了一些250～270Ma的I型花崗巖，可能是古亞洲洋俯沖作用背景下的佳木斯地塊和興凱地塊沿敦密斷裂帶縫合的產(chǎn)物(Meng et al．，2008)。

5．2 松嫩地塊的早－中中生代花崗質(zhì)巖漿作用

松嫩地塊西南區(qū)和張廣才嶺南段靠近西拉木倫－長春斷裂，該斷裂帶作為華北板塊和西伯利亞板塊最終縫合的位置已獲得普遍認可，但縫合的時間仍存在較大爭議(Tang，1990;徐備和陳斌，1997;Chen et al．，2000;Xiao et al．，2003;Li，2006;Wu et al．，2007;Xu et al．，2013)。然而沿西拉木倫－長春斷裂分布著一些與幔源巖漿活動相關的早中生代巖體，如吉林省中東部的晚三疊世鎂鐵質(zhì)－超鎂鐵質(zhì)巖(Wu et al．，2004b)和華北克拉通北緣的三疊紀堿性侵入巖帶(閻國翰等，2000;Zhang et al．，2009)，我們傾向于認為靠近該縫合帶的區(qū)域在早中生代的巖漿活動仍屬于古亞洲洋構(gòu)造域的演化。松嫩地塊西南區(qū)和張廣才嶺南段的花崗巖εNd(t)值隨年齡變新而逐漸降低(圖3)，其巖漿作用機制應該與前述晚古生代花崗巖成因相似。由于前期古亞洲洋閉合、陸陸碰撞導致陸殼物質(zhì)疊置加厚，下地殼在高壓變質(zhì)作用下密度增大并由于重力不穩(wěn)而發(fā)生拆沉，上涌的軟流圈物質(zhì)底侵下地殼(Wu et al．，2002)，從而形成早期高εNd(t)中酸性巖漿。隨著幔源巖漿侵位的減弱，底侵幔源巖漿提供的熱量不足以熔融殘留的陸殼物質(zhì)，從而導致疊置加厚的地殼易熔組分(如變沉積巖)逐漸進入后期的花崗質(zhì)巖漿中，故花崗巖的εNd(t)值都隨時間變新而逐漸下降。

張廣才嶺北中段發(fā)育大量晚三疊世－早侏羅世A型花崗巖和早侏羅世I型花崗巖(Wu et al．，2002，2003a;孫德有等，2005)。近年來，黑龍江變質(zhì)雜巖系中的云母片巖變質(zhì)年齡和藍片巖碎屑鋯石年齡，限定佳木斯－興凱地塊和松嫩地塊之間洋殼的俯沖作用期為晚三疊世－早侏羅世，二者最終拼合時間約在早侏羅世(Zhou and Wilde，2013)，也說明古太平洋俯沖板塊開始影響中國東北地區(qū)。而晚三疊世的A型花崗巖εNd(t)明顯小于0，說明早期的巖漿源區(qū)中遠洋沉積物或其變沉積巖的貢獻可能較大(Guo et al．，2010)。因此推測張廣才嶺該期花崗巖的形成與松嫩地塊、佳木斯－興凱地塊于早中生代碰撞拼合的事件有密切關系，A型花崗巖是碰撞后伸展環(huán)境的產(chǎn)物。該區(qū)A型花崗巖的εNd(t)呈持續(xù)上升的趨勢而不同于興安地塊、松嫩地塊西南區(qū)A型花崗巖的變化規(guī)律(圖4d)，可能與碰撞后伸展作用下新生幔源底侵巖漿的貢獻有關，使該區(qū)A型花崗巖原巖中新生地殼物質(zhì)的比例逐漸提高。

5．3 大興安嶺北部的侏羅紀花崗質(zhì)巖漿作用

位于東北地區(qū)內(nèi)陸的興安地塊和額爾古納地塊也發(fā)育大量145～190Ma的I型花崗巖。但不同于張廣才嶺地區(qū)的是，北大興安嶺和亞洲大陸東緣的水平距離近2000km(Fan et al．，2003)，而且侏羅紀東北亞區(qū)太平洋洋殼俯沖作用主要是法拉隆(Farralon)板塊的側(cè)向運動(Maruyama and Seno，1986)，難以理解古太平洋俯沖板塊能夠作用于內(nèi)陸腹地并引起巖漿活動。另外有研究指出蒙古－鄂霍茨克洋的縫合早于170Ma(Tomurtogoo et al．，2005)，與北大興安嶺侏羅紀花崗巖的形成時代十分接近。因此有學者認為北大興安嶺侏羅紀花崗巖的成因和蒙古－鄂霍茨克洋閉合導致華北－蒙古板塊和西伯利亞板塊碰撞的事件有關(Fan et al．，2003)。由于造山帶垮塌、軟流圈上涌的幔源熔體或蒙古－鄂霍茨克洋的俯沖交代地幔楔熔體加入引起地殼增生，表現(xiàn)為額爾古納和興安地塊I型花崗巖的εNd(t)值逐漸上升。隨著早白堊世東北整個區(qū)域進入古太平洋俯沖作用的伸展環(huán)境，額爾古納地塊和興安地塊的早白堊世花崗巖活動也受此事件影響。

5．4 早白堊世花崗質(zhì)巖漿作用

古太平洋板塊俯沖作用從侏羅紀開始影響中國東北地區(qū)，晚侏羅世－早白堊世期間區(qū)域上由擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)變到伸展環(huán)境，至早白堊世出現(xiàn) A型花崗巖 (圖4c)(Jahn et al．，2000;Wu et al．，2002;林強等，2004;Liu et al．，2005)和盆嶺構(gòu)造格局(Fan et al．，2003;Meng，2003)。索倫鎮(zhèn)巖體(周漪等，2011)和洛古河巖體(武廣等，2009)、小城子巖體(Liu et al．，2005)，可能受到區(qū)域幔源巖漿或古老地殼物質(zhì)的影響，形成的花崗巖顯示過于虧損或富集的Nd同位素組成。而東北全區(qū)內(nèi)其他白堊紀花崗巖類的εNd(t)值集中在0～ +3 之間(Jahn et al．，2001;Wu et al．，2002，2003b;Liu et al．，2005;張彥龍等，2008;李紅霞等，2012)，同期流紋巖的Nd同位素組成也具有這一特點(Fan et al．，2003;Sun et al．，2013)，說明在古太平洋板塊俯沖導致的伸展環(huán)境下底侵的幔源巖漿熔融了源區(qū)中的年輕地殼組分，同時可能也表明早白堊世東北地區(qū)的中、下地殼Nd同位素組成趨于一致，整體受古太平洋構(gòu)造體系影響。

另外，不同構(gòu)造演化事件可導致同區(qū)域A型花崗巖的Nd同位素組成存在差異，如興安地塊北部上馬場巖體(106Ma)和同區(qū)二疊紀的A型花崗巖，以及張廣才嶺地區(qū)白石磊子巖體(123Ma)和晚三疊世－早侏羅世的A型花崗巖，可能與地殼結(jié)構(gòu)組成變化和熔融深度相關。

5．5 東北地區(qū)顯生宙地殼增生作用

晚古生代－中生代花崗巖的Nd模式年齡tDM2和侵位年齡的特征(圖5)顯示，額爾古納地塊、佳木斯地塊和華北北緣的數(shù)據(jù)主要為tDM2＞t+1000Ma，指示區(qū)域下地殼具有非常古老的結(jié)晶基底;在松嫩地塊西南區(qū)，侵入碰撞增生雜巖帶的小城子、雙井巖體的tDM2也偏老，說明源區(qū)存在遠洋沉積物等再循環(huán)地殼物質(zhì)。這些地區(qū)花崗巖的原始巖漿中古老再循環(huán)地殼物質(zhì)的比例大。而tDM2和侵位年齡差值小于300Ma的花崗巖則極少，僅查干巖體編號為G0217－2的堿長花崗巖tDM2與侵位年齡相差290Ma。興安地塊、松嫩地塊西南區(qū)和張廣才嶺花崗巖的 tDM2和侵位年齡差值集中在300～1000Ma，反映了不同屬性(年輕vs．古老)的地殼物質(zhì)對熔融源區(qū)的貢獻。

圖5 東北地區(qū)和華北克拉通北緣晚古生代－中生代花崗巖tDM2vs．侵位年齡圖(據(jù)Hargrove et al．，2006)東北地區(qū)數(shù)據(jù)來源于表1和李紅霞等(2012);華北北緣數(shù)據(jù)來源于 Yang et al．(2008)，Zhang et al．(2009)和 Pei et al．(2011)Fig．5 Plot of tDM2(Nd two－stage model age)vs．intrusive age of Late Paleozoic to Mesozoic granites from NE China and northern margin of North China Craton(after Hargrove et al．，2006)Data of NE China are from Table 1 and Li et al．(2012b);data of northern margin of North China are from Yang et al．(2008)，Zhang et al．(2009)and Pei et al．(2011)

由花崗巖Nd同位素組成反映的信息，東北地區(qū)晚古生代－中生代的地殼增生作用具有分帶性。額爾古納和興安地塊I型花崗巖的εNd(t)隨著年齡變新而增大，顯示了新生地殼物質(zhì)的加入，推測與區(qū)域上造山作用結(jié)束后伸展期上涌的幔源熔體或蒙古－鄂霍茨克洋俯沖相關的新生弧巖漿加入地殼相關。部分花崗巖的高tDM2則是繼承了原巖中古老地殼的性質(zhì)。

松嫩地塊西南區(qū)和張廣才嶺I型花崗巖的εNd(t)隨著年齡變新而下降，反映花崗巖的熔融源區(qū)有從早期的新生島弧中、下地殼向晚期含更多再循環(huán)物質(zhì)(如遠洋沉積物)的中、上地殼遷移的趨勢。最主要的地殼增生方式可能為俯沖導致的側(cè)向增生作用，即通過俯沖改造的地幔楔熔融形成年輕的弧殼，這些具有不同組成的弧殼巖石和上覆的沉積物或增生楔共同構(gòu)成了花崗巖的熔融源區(qū)。

形成于高溫貧水環(huán)境的A型花崗巖，其成因與巖石圈伸展背景下的底侵幔源巖漿有直接聯(lián)系。除張廣才嶺北中段的A型花崗巖在一定程度上受到俯沖沉積物的影響，東北全區(qū)其他A型花崗巖的εNd(t)整體較高，顯示出新生地殼的特征(圖4d)。

6 主要認識

根據(jù)我們對東北地區(qū)晚古生代－中生代I型和A型花崗巖的資料收集、整理和綜合分析，獲得了如下認識:

(1)區(qū)域上的I型花崗巖有兩種Nd同位素變化趨勢:額爾古納和興安地塊的I型花崗巖，εNd(t)隨時間變新而遞增，推測是與造山帶垮塌、軟流圈上涌的幔源熔體或蒙古－鄂霍茨克洋的俯沖增生作用相關。松嫩地塊西南區(qū)和張廣才嶺地區(qū)的I型花崗巖，εNd(t)隨時間變新而遞減，反映花崗巖的熔融源區(qū)有從早期的新生島弧中、下地殼向晚期含更多再循環(huán)物質(zhì)(如遠洋沉積物或其變沉積巖)的中、上地殼遷移的趨勢。除張廣才嶺北中段的A型花崗巖可能受到俯沖沉積物的影響，東北全區(qū)其他A型花崗巖的εNd(t)整體較高(圖4d)，顯示出新生地殼的特征。

(2)東北地區(qū)主要發(fā)育了三期A型花崗巖，代表三次重要的巖石圈伸展事件。二疊紀A型花崗巖沿賀根山－嫩江－黑河斷裂延伸，該期A型花崗巖可能是興安地塊和松嫩地塊碰撞拼合后伸展環(huán)境的產(chǎn)物。晚三疊世－早侏羅世A型花崗巖主要分布于張廣才嶺一帶，受松嫩地塊、佳木斯－興凱地塊碰撞拼合事件的影響。早白堊世A型花崗巖，指示了與太平洋俯沖、后撤相關的區(qū)域性伸展環(huán)境。

(3)除幾個特殊巖體，早白堊世東北地區(qū)酸性火成巖的Nd同位素組成相近，εNd(t)值集中在0～+3之間，可能暗示已經(jīng)整體轉(zhuǎn)換至古太平洋構(gòu)造體系的東北地區(qū)的中、下地殼或巖石圈底部的成分組成趨于一致。

(4)東北地區(qū)顯著的地殼增生作用主要發(fā)生在縫合帶和巖石圈規(guī)模的斷裂帶，底部幔源巖漿沿斷裂帶上升到地殼不同深度并導致地殼增生，隨后形成高εNd(t)和低tDM2的中酸性火成巖，如塔源－喜桂圖斷裂上位于大興安嶺北段的韓家園子地區(qū)以及賀根山－黑河斷裂上位于大興安嶺中南段的霍林河區(qū)域。

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