李東瀚++王曉晗++楊仲杰

摘 要：大興安嶺綽源-坤尼氣地區(qū)晚侏羅世滿克頭鄂博組火山巖主要以酸性火山巖為主，主要巖石類型多具有顯著球粒狀結(jié)構(gòu)特征。該組火山巖巖石SiO2平均含量75.15%、Al2O3平均含量13.27%、MgO平均含量0.88%；ΣREE含量較高，平均為168.69×10-6，稀土元素配分模式，均呈右傾型， LR/HR平均為9.67，LaN/YbN平均為11.64；微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化”蛛網(wǎng)圖”總體為右傾型，明顯富集元素Rb、K、Zr，而虧損元素Nb、Ta、Sr、Ti等，與陸殼微量元素蛛網(wǎng)圖相似，這些特點可能暗示其來源于殼源物質(zhì)的部分熔融。

關(guān)鍵詞：大興安嶺石門子地區(qū) 中侏羅紀(jì)、滿克頭鄂博組 地球化學(xué)特征 成因探討

中圖分類號：P534 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0211-02

與東亞大陸環(huán)太平洋中新生代線型火山巖帶相比，大興安嶺地區(qū)中生代火山巖帶呈現(xiàn)面形展布特征。如果把它與鄰區(qū)俄羅斯和蒙古境內(nèi)同時期火山巖聯(lián)系起來，就構(gòu)成面形環(huán)狀分布的巨型火山巖帶，可謂大火成巖省。東北地區(qū)多塊體拼合的特殊構(gòu)造背景，使東亞大陸在構(gòu)造域轉(zhuǎn)換時期的巖石圈深部作用，成為該區(qū)中生代火山巖成因研究的熱點問題之一。

與大陸溢流玄武巖省相比，大興安嶺火山巖就其露頭分布而言以中酸性熔巖及其碎屑巖為主。最近幾年的研究表明，就整個大興安嶺地區(qū)中酸性熔巖而言，在巖石系列、巖石類型以及地球化學(xué)特征上顯示出多樣性[4-7]。該文試圖通過火山巖巖石化學(xué)、稀土元素及微量元素地球化學(xué)研究，討論晚侏羅世滿克頭鄂博組的中酸性火山巖的地球化學(xué)特征、成因及其演化規(guī)律。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

大興安嶺綽源鎮(zhèn)-坤尼氣地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)牙克石市東部的大興安嶺中段主峰山區(qū)。大興安嶺地區(qū)出露的結(jié)晶基底變質(zhì)巖石是在古生代期間，經(jīng)歷了幾個微小塊體（額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、佳木斯地塊和那丹哈達(dá)地塊等）的拼合而成①。在中生代侏羅紀(jì)之后經(jīng)歷了濱太平洋板塊俯沖的影響，形成了規(guī)模巨大的火山巖帶面狀分布的景觀。

該次研究根據(jù)1：5萬石門子幅、大光頂山幅等四幅區(qū)調(diào)工作中，將工作區(qū)中生代侏羅系火山巖劃分了4個，即：中侏羅世塔木蘭溝組（J2tm）、晚侏羅世滿克頭鄂博組（J3mk）、瑪尼吐組（J3mn）和白音高老組（J3b）。據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層，其中所夾的火山碎屑沉積巖中含植物化石Czekanowskiasp.，Phoenicopsisanyustifolia，Pityophyllum staratshchini；葉肢介Magumbonia parameca，Nestoria sp.，Keratestheria sp.；雙殼類Ferganoconcha sibirica， 其時代為晚侏羅世。另外，據(jù)張吉衡（2009，博士論文）對滿克頭鄂博組的17件樣品定年結(jié)果表明其形成時代包括晚侏羅世和早白坐世兩期，時代范圍分別為160Ma～150Ma和136Ma～122Ma（鋯石U一Pb及全巖40Ar-39Ar），其建組剖面上兩個樣品獲得的年齡分別為152Ma和158Ma。經(jīng)上述表明滿克頭鄂博組時代為晚侏羅世。

2 巖石基本特征

滿克頭鄂博組在研究區(qū)內(nèi)主要分布于石門子、八十四公里等地區(qū)，出露面積為111.02km2。其上覆白音高老組，下伏塔木蘭溝組，均呈整合接觸。研究區(qū)內(nèi)的滿克頭鄂博組主要的巖性為灰白色-淺紫色流紋巖、球粒流紋巖、英安巖、含漿屑晶屑安山質(zhì)熔巖、流紋質(zhì)含晶屑漿屑角礫熔結(jié)凝灰?guī)r等。以球粒流紋巖為主，多發(fā)育球粒結(jié)構(gòu)，部分巖石具有斑狀結(jié)構(gòu)，含少量石英和堿性長石斑晶；球粒由長英質(zhì)放射狀纖維組成，球粒粒徑大小不一，多在1～5mm之間，部分球?？蛇_(dá)10mm。球粒含量變化較大，占巖石總體積的5%～50%。球粒形態(tài)復(fù)雜，以圓球狀為主，部分為扇形或束狀，部分球粒由于相互間影響而使球粒不完整。球粒多由纖維狀物質(zhì)圍繞某一點或中心呈束狀、放射狀分布構(gòu)成，部分球粒具有雙層結(jié)構(gòu)。有時整個球粒內(nèi)部由1～2個放射狀、扇形或束狀及圓粒狀的小球體及霏細(xì)長英質(zhì)組成。部分巖石具有較強(qiáng)的綠簾石化、高嶺土化、絹云母化等蝕變現(xiàn)象。

3 地球?qū)W特征

前人對本區(qū)中生代火山巖地層的巖石地球化學(xué)做了大量詳細(xì)分析和研究，該次工作只分析了7個滿克頭鄂博組的火山熔巖的全分析、稀土和微量元素對該時期火山巖的地球化學(xué)特征進(jìn)行論述。

3.1 常量元素特征

晚侏羅世滿克頭鄂博組（J3mk）的常量元素化學(xué)分析數(shù)據(jù)。其火山熔巖類的SiO2含量在69.34%～77.86%，平均為75.15%；Al2O3含量11.55%～14.76%之間，平均為13.27%；堿含量高，K2O含量3.70%～6.26%，平均為5.06%；Na2O含量0.10%～4.52%，平均為2.41%，Na2O+K2O值，4.56%～8.79%，平均為7.47%，CaO含量0.03%～0.43%，平均為0.18%，MgO含量為0.87%～0.89%。在ACNK-ANK圖解上，火山熔巖類為弱過鋁質(zhì)（圖1a），在SiO2-K2O、K2O-Na2O圖解上（圖1b、c），火山巖分布高鉀鈣堿性系列范圍或鉀質(zhì)-高鉀質(zhì)分布區(qū)，表明具有高鉀（堿）的巖石化學(xué)特點。

實心圓為滿克頭鄂博組（J3mk）碎斑熔，在火山巖TAS巖石化學(xué)圖解上（圖1d），滿克頭鄂博組（J3mk）落入流紋巖區(qū)，或與粗面巖的分界線附近。

3.2 稀土元素特征

晚侏羅世滿克頭鄂博組（J3mk）的稀土元素分析結(jié)果。該組的ΣREE含量較高，在132.3×10-6～254.34×10-6之間，平均為168.69×10-6，輕重稀土分餾中等，稀土元素配分模式圖（圖2a），均呈右傾型，LREE輕度富集型，LR/HR分別在5.69～17.13，平均為9.67，LaN/YbN在7.13～23.10之間，平均為11.64。HREE分布相對較為平坦，銪負(fù)異常明顯，δEu在0.29～0.72之間，平均為0.52。

3.3 微量元素特征

晚侏羅世滿克頭鄂博組（J3mk）的微量元素分析結(jié)果。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化”蛛網(wǎng)圖”（微量元素圖解）中（圖2b），該組的火山巖總體為右傾型，明顯富集元素Rb、K、Zr，而虧損元素Nb、Ta、Sr、Ti等。

4 侏羅紀(jì)火山巖成因和構(gòu)造環(huán)境

滿克頭鄂博組（J3mk）火山巖在TAS圖解中均落入流紋巖區(qū)，屬于酸性巖石。該組火山巖在巖石化學(xué)上均屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)，高鉀鈣堿性系列，說明這些火山巖應(yīng)來源于下地殼火成巖物質(zhì)的部分熔融。該組火山巖富集大離子親石元素（LILE）而虧損高場強(qiáng)元素Nb、Ta，相似于活動大陸邊緣火山弧或島弧火山巖。在Rb-Y+Nb、Y-Nb圖解上（圖3a、b），晚侏羅世火山巖分布于火山弧或位于火山弧或后碰撞分布區(qū)，暗示本區(qū)該時期火山巖兼具同造山和后造山火成巖的特征。

5 結(jié)語

（1）滿克頭鄂博組火山巖屬于酸性巖石，其火山熔巖類的SiO2含量平均為75.15 %；Al2O3含量平均為13.27%；堿含量高， Na2O+K2O平均為7.47%。該組火山巖具有高鉀（堿）的巖石化學(xué)特點。（2）該組的ΣREE含量較高，平均為168.69×10-6，輕重稀土分餾中等，稀土元素配分模式右傾型，LREE輕度富集型。HREE分布相對較為平坦，銪負(fù)異常明顯。微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化”蛛網(wǎng)圖”總體為右傾型，明顯富集元素Rb、K、Zr，而虧損元素Nb、Ta、Sr、Ti等。（3）根據(jù)巖石化學(xué)及地球化學(xué)特征，這些火山巖應(yīng)來源于下地殼火成巖物質(zhì)的部分熔融，類似于活動大陸邊緣火山弧或島弧火山巖，研究區(qū)在晚侏羅世時期火山巖兼具同造山和后造山火成巖的特征。

參考文獻(xiàn)

[1] 林強(qiáng)，葛文春，孫德有，等.中國東北地區(qū)中生代火山巖的大地構(gòu)造意義[J].地質(zhì)科學(xué)，1998（2）：3-13.

[2] 林強(qiáng)，葛文春，孫德有，等.東北亞中生代火山巖的地球動力學(xué)意義[J].地球物理學(xué)報，1999，（S1）：75-84.

[3] 李文國.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].湖北：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1996.

[4] 曲關(guān)生.黑龍江省巖石地層[M]. 湖北：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1997.

[5] 劉世偉.大興安嶺地區(qū)中生代火山巖巖石地層的劃分與對比問題[J].地質(zhì)與資源，2009（4）：214-244.

[6] 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（03）：208-222.

[7] 張宏，權(quán)恒，趙春荊，等.遼西一大興安嶺晚侏羅世一早白堊世火山巖形成動力學(xué)背景的新認(rèn)識[J].地質(zhì)論評，1999，（S1）：431-443.