井佳浩, 楊浩, 高妍, 蘭麗雪, 吳浩然

1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061;2.吉林大學(xué) 東北亞國(guó)際地學(xué)研究與教學(xué)中心，長(zhǎng)春 130026

0 引言

作為全球最大的顯生宙增生造山帶與陸殼生長(zhǎng)區(qū)，中亞造山帶(CAOB)經(jīng)歷了復(fù)雜的大陸增生和陸內(nèi)改造過(guò)程，系統(tǒng)保存了歐亞大陸形成及演化的信息，是研究大陸動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵地區(qū)[1--3]。中國(guó)東北地區(qū)處于中亞造山帶最東段，夾持于西伯利亞克拉通、華北克拉通以及太平洋板塊之間，由多個(gè)構(gòu)造屬性不同的微陸塊組成，自西北向東南分別為額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、佳木斯地塊、興凱地塊以及那丹哈達(dá)地體[4--5]。特殊的構(gòu)造位置，使其經(jīng)受多個(gè)構(gòu)造體系疊加演化，從而成為探索東亞大陸邊緣演化的重要窗口。佳木斯地塊位于黑龍江省東部，是中國(guó)東北東部重要的大地構(gòu)造單元。顯生宙期間，該地塊經(jīng)歷多次復(fù)雜的構(gòu)造演化：在古生代期間，受古亞洲洋構(gòu)造域影響；中生代以來(lái)，又受到環(huán)太平洋構(gòu)造體系的影響，形成了大規(guī)模的花崗質(zhì)巖石[2, 6--7]。同時(shí)，花崗巖作為地殼與地幔間物質(zhì)與能量交換的產(chǎn)物，蘊(yùn)含著地殼演化的重要信息。然而，關(guān)于佳木斯地塊花崗巖的形成時(shí)代、成因及動(dòng)力學(xué)背景一直存在爭(zhēng)議[5]。目前佳木斯地塊主要識(shí)別出兩期巖漿活動(dòng)：早古生代(530～484 Ma)與二疊紀(jì)(270～254 Ma)。前人對(duì)二疊紀(jì)巖漿巖進(jìn)行了較為系統(tǒng)的巖石學(xué)、年代學(xué)及地球化學(xué)研究，認(rèn)為二疊紀(jì)巖漿巖多具有活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境特征，被認(rèn)為與古太平洋板塊西向俯沖作用有關(guān)[6--10]。而佳木斯地塊目前發(fā)現(xiàn)的早古生代巖漿巖多為花崗質(zhì)巖石，缺乏相應(yīng)的基性巖及火山巖的報(bào)道。關(guān)于早古生代花崗巖的成因及構(gòu)造背景也存在爭(zhēng)議：其是形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，與佳木斯地塊和松嫩地塊之間的洋殼的北西向俯沖有關(guān)[11]，還是形成于佳木斯地塊麻粒巖相峰期變質(zhì)作用后的后碰撞伸展環(huán)境，與加厚地殼的垮塌有關(guān)[12--14]？為解決上述問(wèn)題，筆者以佳木斯地塊西部林口縣大二龍村地區(qū)6個(gè)代表性的花崗質(zhì)巖石樣品為研究對(duì)象，在野外地質(zhì)調(diào)查研究基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行巖相學(xué)、鋯石U--Pb年代學(xué)以及全巖地球化學(xué)研究，探討其形成時(shí)代、巖石成因類(lèi)型及巖漿源區(qū)。同時(shí)，結(jié)合已有區(qū)域地質(zhì)資料，進(jìn)一步限制佳木斯地塊早古生代巖漿巖形成的動(dòng)力學(xué)背景。

1 地質(zhì)背景與巖石學(xué)特征

本文研究區(qū)在構(gòu)造位置上屬于佳木斯地塊西部。佳木斯地塊是中國(guó)東北地區(qū)著名的高級(jí)變質(zhì)微陸塊，呈南北向帶狀分布，西以黑龍江雜巖為界與松嫩地塊相接，東以躍進(jìn)山增生雜巖帶為界與那丹哈達(dá)地體毗鄰，向北跨過(guò)黑龍江延伸至俄羅斯境內(nèi)的布列亞地塊，向南以敦化--密山斷裂為界限與興凱地塊相連(圖1a)。近年來(lái)研究認(rèn)為這三個(gè)地塊具有類(lèi)似的構(gòu)造屬性，統(tǒng)稱(chēng)為布列亞--佳木斯--興凱地塊，并在后期受到斷裂改造[15]。佳木斯地塊具有典型的基底--蓋層雙層結(jié)構(gòu)，主要由麻山雜巖(原“麻山群”)、黑龍江雜巖(原“黑龍江群”)、古生代—中生代沉積地層以及廣泛分布的顯生宙巖漿巖組成[3, 16--17]?！奥樯饺骸焙汀昂邶埥骸弊畛醣徽J(rèn)為是佳木斯地塊最古老的地層單位，時(shí)代為太古代—元古代[18]。然而最新的研究表明，“黑龍江群”是佳木斯地塊與松嫩地塊碰撞拼合過(guò)程中形成的由不同時(shí)代和類(lèi)型巖石組成的構(gòu)造混雜巖系，定名為黑龍江雜巖[19]。“麻山群”由具有孔茲巖系特征的表殼巖以及變質(zhì)變形深成侵入體組成，具有雜巖特征，被定名為麻山雜巖。年代學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，麻山雜巖遭受了晚泛非期高級(jí)變質(zhì)作用，被認(rèn)為是佳木斯地塊的變質(zhì)基底[20--22]。佳木斯地塊經(jīng)歷多期強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，形成大面積巖漿巖，主要分為早古生代與二疊紀(jì)兩期[6--10，23--27]。此外，白堊紀(jì)巖漿巖零星分布于整個(gè)地塊，巖性多為火山巖與火山碎屑巖[28]，另有少量新生代大陸溢流玄武巖沿敦密斷裂與依舒斷裂分布。古生代—中生代沉積地層為佳木斯地塊的沉積蓋層，主要分布在地塊東緣。

本文樣品采自黑龍江省東部林口縣大二龍村地區(qū)，主要巖石類(lèi)型包括花崗閃長(zhǎng)巖與堿長(zhǎng)花崗巖(圖1b)。花崗閃長(zhǎng)巖(17GW170)為中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物組合為石英(25%～30%)、斜長(zhǎng)石(40%～45%)、堿性長(zhǎng)石(15%～20%)、黑云母(7%～10%)和角閃石(3%～5%)。石英為他形粒狀，多具有波狀消光；斜長(zhǎng)石為半自形--自形板柱狀，具有聚片雙晶；堿性長(zhǎng)石；黑云母為片狀，一組極完全解理，平行消光；普通角閃石單偏光鏡下表現(xiàn)出淺綠色--綠色多色性(圖2a)。堿長(zhǎng)花崗巖(17GW182)為中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物組合為石英(20%～25%)、堿性長(zhǎng)石(60%～65%)、斜長(zhǎng)石(8%～10%)及少量的黑云母(5%～7%)和角閃石(3%～5%)。石英他形粒狀，具有波狀消光；堿性長(zhǎng)石多為條紋長(zhǎng)石，表面遭受高嶺土化，單偏光鏡下為土褐色；斜長(zhǎng)石具有聚片雙晶，同樣遭受高嶺土化；黑云母為鱗片狀，發(fā)育一組解理，平行消光(圖2b)。

圖1 中國(guó)東北東部構(gòu)造簡(jiǎn)圖 (a) 和大二龍村地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖 (b)Fig.1 Tectonic sketch map of eastern Northeast China (a) and simplified geological map of Daerlongcun area (b)

Qtz.石英；Kfs.鉀長(zhǎng)石；Pl.斜長(zhǎng)石；Hbl.角閃石；Bi.黑云母。圖2 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖(a)和堿長(zhǎng)花崗巖(b)的鏡下顯微照片F(xiàn)ig.2 Microphotographs of granodiorite (a) and alkali-feldspar granite (b) in Daerlongcun area

2 分析方法

測(cè)試樣品的分選由河北省廊坊宇能礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司完成。分選出鋯石單礦物后，選擇透明高、晶形較好、無(wú)明顯裂紋和包裹體的鋯石進(jìn)行制靶。鋯石靶在北京凱德正科技有限公司制備，并由其完成鋯石陰極發(fā)光CL圖像采集工作。鋯石U--Pb同位素測(cè)試分析在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)中心元素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。實(shí)驗(yàn)所用激光剝蝕系統(tǒng)為193 nm ArF準(zhǔn)分子激光剝蝕器(束斑直徑為36 μm)，與激光器聯(lián)用的是Agilent 7500a型四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Q--ICPMS)。實(shí)驗(yàn)采用高純度He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，用標(biāo)準(zhǔn)玻璃NIST610進(jìn)行儀器最佳化。以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外部校正進(jìn)行鋯石U--Pb同位素分析，鋯石元素含量以NIST610為外標(biāo)，29Si為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校正。數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，先用Glitter軟件計(jì)算鋯石U--Pb同位素比值及相應(yīng)的元素含量，然后采用Andersen(2002)[29]給出的程序進(jìn)行普通鉛校正，最后用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)程序Isoplot(ver.3.0)完成U--Pb年齡的計(jì)算以及諧和圖的繪制。其中，單點(diǎn)分析的同位素比值及年齡誤差為1σ，平均年齡誤差為95%置信度。

本文樣品的全巖主微量測(cè)試是在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)中心元素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。主量和微量元素測(cè)試分析采用的儀器分別為美國(guó)利曼公司(LEEMAN LABS. INC)的Prodigy型等離子發(fā)射光譜儀(ICP--OES)和Agilent 7500a 型電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP--MS)。以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)AGV--2、GSR--1、GSR--5為檢測(cè)標(biāo)樣，得到測(cè)試樣品主量和微量元素分析精度和準(zhǔn)確度分別優(yōu)于5%和10%。

3 分析結(jié)果

3.1 年代學(xué)結(jié)果

為了限定黑龍江東部大二龍村地區(qū)花崗巖的形成時(shí)代，選取代表性的花崗閃長(zhǎng)巖(17GW170)和堿長(zhǎng)花崗巖(17GW182)樣品進(jìn)行LA--ICP--MS鋯石U--Pb年代學(xué)測(cè)試。鋯石陰極發(fā)光圖像(CL圖像)顯示，絕大多數(shù)鋯石呈自形--半自形棱柱狀，發(fā)育有明顯的震蕩生長(zhǎng)環(huán)帶。結(jié)合其較高的Th/U比值(0.03～1.25)，指示其為巖漿成因鋯石(圖3)。測(cè)試分析數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表1與圖3。

圖3 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖(a)和堿長(zhǎng)花崗巖(b)U--Pb年齡諧和圖及陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.3 U--Pb concordia diagrams and CL images of granodiorite (a) and alkali-feldspar granite (b) in Daerlongcun area

表1 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖鋯石LA--ICP--MS U--Pb定年結(jié)果

花崗閃長(zhǎng)巖樣品(17GW170)16個(gè)測(cè)試點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于529～531 Ma之間，加權(quán)平均年齡為(531±2)Ma(n=16，MSWD=0.08)，代表巖漿侵位結(jié)晶年齡。對(duì)堿長(zhǎng)花崗巖樣品(17GW182)的25個(gè)鋯石顆粒進(jìn)行測(cè)年，其中4個(gè)測(cè)試點(diǎn)因?yàn)楦叨炔恢C和被排除，剩余21個(gè)測(cè)試點(diǎn)206Pb/238U年齡值介于495～511 Ma之間，加權(quán)平均年齡為(501±3)Ma(n=21，MSWD=0.64)，代表巖漿侵位結(jié)晶年齡。綜合兩個(gè)樣品的巖漿侵位結(jié)晶年齡，表明大二龍村地區(qū)花崗巖形成時(shí)代為早古生代(501～531 Ma)。

3.2 巖石地球化學(xué)特征

3.2.1 主量元素特征

測(cè)試樣品的主量和微量元素分析結(jié)果列于表2。根據(jù)巖石學(xué)與地球化學(xué)特征，本文樣品可分為兩組：

花崗閃長(zhǎng)巖具有高硅、富堿，貧鈣、鐵、鎂的特點(diǎn)，SiO2=69.67%～70.50%、(K2O+Na2O)=5.80%～7.20%、Al2O3=12.74%～14.27%、CaO=2.33%～2.79%、TFe2O3=2.77%～3.90%、MgO=0.95%～1.37%(Mg#=44.5～46.4)。此外，該組樣品Na2O/K2O比值為0.89～1.47，A/CNK[Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)]值介于0.96～1.02之間。在A(yíng)/NK-A/CNK圖解中(圖4a)，表現(xiàn)出準(zhǔn)鋁質(zhì)--弱過(guò)鋁質(zhì)特征；在(K2O+Na2O)-SiO2(TAS)圖解中(圖4b)，均落在花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域；在K2O-SiO2圖解中(圖4c)，屬于中高鉀鈣堿性系列巖石。

堿長(zhǎng)花崗巖具有比Ⅰ組花崗閃長(zhǎng)巖更高的SiO2和全堿含量，以及相對(duì)更低的鈣、鐵、鎂含量。SiO2=70.07%～71.17%、(K2O+Na2O)=11.30%～12.70%、Al2O3=14.70%～15.66%、CaO=0.18%～0.28%、TFe2O3=0.16%～0.68%、MgO=0.04%～0.19%(Mg#=35.8～39.0)。該組樣品Na2O/K2O=0.25～0.28，A/CNK值范圍為1.01～1.07。在A(yíng)/NK-A/CNK圖解中(圖4a)，表現(xiàn)出弱過(guò)鋁質(zhì)特征；在TAS圖解中(圖4b)，均落在花崗巖區(qū)域，屬于堿性系列巖石。

圖4 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖A/NK-A/CNK圖解 (a)、TAS圖解 (b) 和K2O-SiO2圖解 (c)Fig.4 A/NK versus A/CNK (a),TAS (b) and K2O versus SiO2 (c) diagrams for granodiorite and alkali-feldspar granite from Daerlongcun area

3.2.2 微量元素特征

花崗閃長(zhǎng)巖稀土元素總量∑REE=153.38×10-6～163.23×10-6，平均值為158.12×10-6。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖上(圖5a)，花崗閃長(zhǎng)巖樣品表現(xiàn)出右傾型，具有輕稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)虧損的特點(diǎn)，LREE/HREE=10.37～11.74，輕重元素分餾系數(shù)(La/Yb)N介于17.31～20.47之間，輕重稀土元素分餾較弱。此外，該組樣品具有弱的Eu負(fù)異常(δEu=0.71～0.88)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖5b)，花崗閃長(zhǎng)巖樣品表現(xiàn)為富集Rb、K、Pb等大離子親石元素(LILEs)，Th、U等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素、Ba、Sr等大離子親石元素以及P元素。

堿長(zhǎng)花崗巖稀土元素總量變化范圍大，介于49.62×10-6～361.20×10-6之間，平均值為155.94×10-6。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖上(圖5a)，花崗巖樣品表現(xiàn)出右傾的稀土元素分配模式， 富集輕稀土、 虧損重稀土， LREE/HREE=9.91～23.03，(La/Yb)N=37.68～164.01，輕重稀土元素分餾明顯。除17GW184具有Eu負(fù)異常外(δEu=0.49)，其余樣品均表現(xiàn)出顯著的Eu正異常(δEu=2.95～3.47)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖5b)，該組樣品具有富集Rb、K、Pb等大離子親石元素及Nd等高場(chǎng)強(qiáng)元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素和P元素的特點(diǎn)。

表2 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖主量元素 (10-2) 和微量元素(10-6)分析結(jié)果

圖5 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖稀土元素配分圖 (a) 和微量元素蛛網(wǎng)圖 (b)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution pattern (a) and primitive mantle-normalized spider diagram (b) for granodiorites and alkali-feldspar granites from Daerlongcun area

4 討論

4.1 形成時(shí)代

前人在區(qū)調(diào)工作中，基于黑云母K--Ar測(cè)年和Rb--Sr全巖等時(shí)線(xiàn)測(cè)年法將佳木斯地塊大面積花崗質(zhì)巖石認(rèn)為是元古代巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，但是缺乏高精度地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)的支持[18]。為此，筆者對(duì)黑龍江東部大二龍村地區(qū)的花崗巖樣品進(jìn)行了鋯石U--Pb同位素測(cè)年。本文測(cè)試樣品的鋯石顆粒自形程度較好，呈自形--半自形晶，發(fā)育有清晰的震蕩生長(zhǎng)環(huán)帶，并具有較高的Th/U比值，指示巖漿成因鋯石特征。因此，得到的最年輕鋯石的加權(quán)平均年齡(501～531 Ma)代表了研究區(qū)花崗巖形成時(shí)代，即早古生代，而非之前認(rèn)為的元古代。近年來(lái)，隨著SHRMIP和LA--ICP--MS鋯石U--Pb測(cè)年技術(shù)的發(fā)展，眾多研究者在佳木斯地塊識(shí)別出了早古生代和二疊紀(jì)兩期主要的巖漿活動(dòng)[30]。例如，Bi et al.[12--13]在腰屯、七星泡、寶石河和小城子—嵐峰等地區(qū)均識(shí)別出了早古生代花崗巖(484～530 Ma)；華永成等[27]在寶清地區(qū)的七一林場(chǎng)和干涸溝口識(shí)別出早古生代巖漿活動(dòng)。此外，任留東等[23--24]、頡頏強(qiáng)等[25]和黃映聰?shù)萚26]在麻山雜巖中也識(shí)別出了早古生代花崗質(zhì)巖石。綜上所述，筆者認(rèn)為早古生代期間佳木斯地塊存在一期強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。

4.2 巖石成因

4.2.1 成因類(lèi)型

花崗巖包含著大陸地殼演化的重要信息，其具有復(fù)雜的巖漿源區(qū)以及巖漿演化過(guò)程，一直是地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)巖漿源區(qū)與構(gòu)造背景，花崗巖一般被分為I型、S型、M型和A型四種類(lèi)型[31--32]。因而，確定花崗巖的巖石成因類(lèi)型是花崗巖研究工作的首要問(wèn)題。M型花崗巖一般由幔源巖漿結(jié)晶分異而形成[33]。但是本文的花崗巖表現(xiàn)出高硅、富堿，貧鈣、鐵、鎂的特點(diǎn)，并富集Rb、K、Pb等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，指示殼源巖漿源區(qū)的特征。同時(shí)，研究區(qū)內(nèi)缺乏同時(shí)期的鎂鐵質(zhì)巖石，進(jìn)一步排除了M型花崗巖的可能性。S型花崗巖普遍富鋁，一般屬于強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖石系列[34]。然而，本文花崗巖樣品具有準(zhǔn)鋁質(zhì)--弱過(guò)鋁質(zhì)特征(A/CNK=0.96～1.07)。此外，巖相學(xué)觀(guān)察也未發(fā)現(xiàn)石榴石、白云母和堇青石等富鋁礦物，而是普遍發(fā)育角閃石、黑云母等I型花崗巖特征礦物。結(jié)合本文樣品表現(xiàn)出的P2O5和SiO2的負(fù)相關(guān)，表明其不屬于S型花崗巖，而是I型或A型花崗巖[32]。

如上所述，本文樣品分為花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖兩組。花崗閃長(zhǎng)巖發(fā)育角閃石、黑云母等暗色礦物以及榍石副礦物，同時(shí)具有準(zhǔn)鋁質(zhì)--弱過(guò)鋁質(zhì)地球化學(xué)屬性，屬于中高鉀鈣堿性系列巖石。此外，該類(lèi)樣品的主量、微量元素特征均表現(xiàn)出殼源源區(qū)的親緣性。結(jié)合其較低的鋯飽和溫度(763℃～775℃)，認(rèn)為花崗閃長(zhǎng)巖屬于中高鉀鈣堿性I型花崗巖。

堿長(zhǎng)花崗巖暗色礦物含量較少，出現(xiàn)少量角閃石和黑云母，暗示其可能經(jīng)歷了強(qiáng)烈的分離結(jié)晶作用。該組巖石相比花崗閃長(zhǎng)巖SiO2與全堿含量更高，鈣、鐵、鎂含量以及TiO2、P2O5含量更低，具有較高的Rb/Sr、Rb/Ba比值，富集Rb等大離子親石元素和Th、U等高場(chǎng)強(qiáng)元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素以及Ba、Sr等大離子親石元素，表現(xiàn)出A型花崗巖的地球化學(xué)特征[31, 35--37]。然而，高分異I型花崗巖通常具有與A型花崗巖相似的礦物學(xué)與地球化學(xué)特征，難以將兩者區(qū)分。Whalen et al.[31]提出以10 000×Ga/Al值為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分A型花崗巖(>2.6)與I型花崗巖(<2.6)。該組花崗巖樣品具有較低的10 000×Ga/Al值，介于2.24～2.46之間(<2.6)，指示高分異I型花崗巖特征。值得注意的是，A型花崗巖通常具有更高的不相容元素含量(Zr+Nb+Ce+Y>350×10-6)，并且不受分異程度的影響[31，38]。該組花崗巖Zr+Nb+Ce+Y=51.3～262<350×10-6，同樣支持其屬于高分異I型花崗巖，并得到了10 000×Ga/Al-Zr+Nb+Ce+Y(圖6a)和(Na2O+K2O)/CaO-Zr+Nb+Ce+Y圖解(圖6b)的支持。此外，該組巖石具有較低的鋯飽和溫度(639℃～721℃)，指示I型花崗巖特征；并有較高的分異指數(shù)(DI=96.56～98.74)，指示高分異特征。綜合上述證據(jù)，筆者認(rèn)為本文堿長(zhǎng)花崗巖巖石類(lèi)型為高分異I型花崗巖。

圖6 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖成因類(lèi)型判別圖解Fig.6 Discrimination diagrams of genetic types for granodiorite and alkali-feldspar granite from Daerlongcun area

4.2.2 巖漿源區(qū)與分離結(jié)晶

花崗巖通常被認(rèn)為起源于幔源玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶分異或是地殼物質(zhì)的部分熔融[39--40]。關(guān)于黑龍江東部大二龍村地區(qū)花崗巖的巖石成因，筆者認(rèn)為其起源于地殼物質(zhì)的部分熔融。首先，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有大量的花崗質(zhì)巖石但是缺乏同時(shí)期中基性巖漿活動(dòng)，結(jié)合其高硅和貧鈣、鐵、鎂以及過(guò)渡金屬元素(Cr、Co、Ni)含量低的特點(diǎn)，基本排除其是幔源巖漿分離結(jié)晶作用產(chǎn)物的可能性。此外，本文巖石中普遍發(fā)育角閃石，地球化學(xué)方面表現(xiàn)出準(zhǔn)鋁質(zhì)--弱過(guò)鋁質(zhì)特征，屬于中高鉀鈣堿性和堿性系列巖石，并富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，暗示其應(yīng)該是殼源成因的巖石[41]。這同樣也得到了不相容元素比值的支持，如Rb/Sr介于0.33～1.54(平均值為0.92)，Ti/Zr介于3.29～17.98(平均值為11.91)，Nd/Th介于1.90～2.84，均位于殼源巖漿范圍(Rb/Sr>0.5、Ti/Zr<20、Nd/Th=3)[42]。大多數(shù)花崗巖樣品具有明顯的Eu負(fù)異常(0.49～0.88)以及相對(duì)較高的Yb(0.40×10-6～1.38×10-6)和Y(11.26×10-6～19.01×10-6)含量，排除了源區(qū)存在石榴子石殘留相的可能性，暗示其起源于正常厚度的下地殼物質(zhì)的部分熔融。有兩個(gè)花崗巖樣品表現(xiàn)出強(qiáng)烈的Eu正異常(2.95～3.47)以及較低的Yb(0.19×10-6～0.33×10-6)和Y(3.22×10-6～4.58×10-6)含量，指示其巖漿源區(qū)可能來(lái)自地殼更深部，即石榴子石作為殘留相存在于巖漿源區(qū)。

本文樣品的哈克圖解顯示出明顯的線(xiàn)性關(guān)系，并且其不相容元素比值(Zr/Hf、La/Ce)基本保持一致，指示巖漿在演化過(guò)程中經(jīng)歷了一定程度的分離結(jié)晶作用[40]。隨著分異指數(shù)(DI)的上升，CaO含量的下降，指示斜長(zhǎng)石和/或磷灰石發(fā)生分離結(jié)晶[42]。SiO2與Al2O3呈負(fù)相關(guān)，結(jié)合其Eu負(fù)異常以及Sr虧損的特征，說(shuō)明斜長(zhǎng)石發(fā)生了分離結(jié)晶[43]。角閃石的分離結(jié)晶得到了Dy與Er之間線(xiàn)性正相關(guān)的支持。此外，本文樣品虧損Nb、Ta、Ti、P，暗示含鈦礦物(鈦鐵礦、榍石等)和磷灰石發(fā)生了分離結(jié)晶。

4.3 構(gòu)造背景

隨著大量高精度年代學(xué)數(shù)據(jù)的獲得，眾多學(xué)者普遍認(rèn)為佳木斯地塊存在一期早古生代構(gòu)造巖漿活動(dòng)，形成大規(guī)模的早古生代巖漿巖。但是關(guān)于該期巖漿巖形成的地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制一直存在爭(zhēng)議：①王志偉[11]認(rèn)為佳木斯地塊早古生代巖石形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，與佳木斯地塊和松嫩地塊之間的洋殼的北西向俯沖有關(guān)；②Bi et al.[12]、畢君輝[13]、Yang et al.[44]以及楊浩[14]則認(rèn)為其形成于佳木斯地塊麻粒巖相峰期變質(zhì)作用后的后碰撞伸展環(huán)境，可能與加厚地殼的垮塌有關(guān)。本文更加支持第二種觀(guān)點(diǎn)，主要證據(jù)如下：本文的花崗質(zhì)巖石顯示從I型花崗巖向高分異I型花崗巖過(guò)渡的特點(diǎn)，屬于中高鉀鈣堿性--堿性系列巖石，部分樣品具有與A型花崗巖相似的地化特征，指示其形成于后造山或后碰撞的伸展背景，而與大洋俯沖無(wú)關(guān)[45--46]。本文樣品在Rb-(Y+Nb)構(gòu)造判別圖解中(圖7)，大多數(shù)落在了后碰撞花崗巖區(qū)域，進(jìn)一步支持了碰撞后的伸展環(huán)境這一觀(guān)點(diǎn)[47]。此外，Yang et al.[44]發(fā)現(xiàn)密山地區(qū)(連珠山巖體與瑤營(yíng)巖體)約～515 Ma的石英正長(zhǎng)巖中發(fā)育鈉鐵閃石堿性暗色礦物，具有后造山堿性巖的地化特征，指示其形成于后造山構(gòu)造背景。同樣，Yang et al.[44]在密山—雞東地區(qū)識(shí)別出年齡為～500 Ma的輝長(zhǎng)巖與二長(zhǎng)花崗巖巖石組合，缺失中間組分，構(gòu)成典型的雙峰式巖石組合，指示了伸展的構(gòu)造背景。綜上所述，佳木斯地塊早古生代巖漿活動(dòng)形成于伸展的構(gòu)造環(huán)境。而這種伸展的背景，可能由麻粒巖相峰期變質(zhì)作用之后加厚地殼垮塌造成，主要依據(jù)為：姜繼圣[48]研究發(fā)現(xiàn)佳木斯地塊經(jīng)歷了麻粒巖相變質(zhì)作用，并具有近等溫降壓的順時(shí)針P--T--t軌跡，反映了碰撞造山過(guò)程中，加厚地殼快速折返至淺部地殼、重力不均造成造山帶垮塌的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。另外，Yang et al.[9]對(duì)林口—勃利地區(qū)和密山地區(qū)正、副片麻巖進(jìn)行了詳細(xì)的年代學(xué)研究，得到了～561 Ma的峰期變質(zhì)年齡以及546～475 Ma的退變質(zhì)階段年齡。綜合本文及前人研究成果可以發(fā)現(xiàn)，佳木斯地塊早古生代巖漿活動(dòng)的時(shí)代為530～484 Ma，比峰期變質(zhì)作用時(shí)間晚了至少20 Ma。綜上所述，筆者認(rèn)為佳木斯地塊早古生代巖漿巖形成于麻粒巖相峰期變質(zhì)作用之后，加厚地殼垮塌造成的伸展的構(gòu)造背景。

圖7 大二龍村地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖和堿長(zhǎng)花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.7 Tectonic discrimination diagram for granodiorite and alkali-feldspar granite from Daerlongcun area

5 結(jié)論

(1)黑龍江東部大二龍村花崗閃長(zhǎng)巖與堿長(zhǎng)花崗巖為早古生代巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，年齡分別為531 Ma和501 Ma。

(2)研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖與堿長(zhǎng)花崗巖分別為高鉀鈣堿性I型花崗巖與高分異I型花崗巖，起源于下地殼物質(zhì)的部分熔融，在巖漿演化過(guò)程中經(jīng)歷了角閃石、斜長(zhǎng)石和磷灰石等礦物的分離結(jié)晶。

(3)佳木斯地塊早古生代巖漿巖形成于麻粒巖相峰期變質(zhì)作用之后，由加厚地殼垮塌導(dǎo)致的伸展的構(gòu)造背景。