李宇 李文慶 孫金龍

東北地區(qū)位于中亞造山帶的東段，主要由額爾古納地塊、興安地塊、松嫩-張廣才嶺地塊、佳木斯地塊、興凱地塊以及其間的構(gòu)造縫合帶所組成(圖1; Liuetal., 2017; 許文良等, 2019)。該區(qū)在古生代期間主要經(jīng)歷了古亞洲洋構(gòu)造體系的演化，并以多個(gè)微陸塊之間的碰撞拼合以及古生代晚期-中生代早期古亞洲洋的最終閉合為特征(eng?retal., 1993; 李錦軼等, 1999; Li, 2006; Wuetal., 2011; Xuetal., 2013; Caoetal., 2013; Lietal., 2014; Liuetal., 2017; Zhouetal., 2018; 許文良等, 2019)。中生代期間，東北地區(qū)主要經(jīng)歷了西北部蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造體系以及東部環(huán)太平洋構(gòu)造體系的雙重疊加與改造作用(Tangetal., 2014, 2016, 2018; Guoetal., 2015; Lietal., 2018)。以往認(rèn)為東北地區(qū)中生代巖漿作用的形成與古太平洋板塊的俯沖作用相關(guān)(Wuetal., 2011)。然而，近年來，隨著對我國額爾古納地塊以及中蒙古地塊上斑巖型銅鉬礦床以及早中生代巖漿作用的研究，揭示了蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯沖作用的存在(Chenetal., 2011; Sunetal., 2013; Tangetal., 2014, 2016)。由此可見，蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造體系對東北地區(qū)中生代巖漿作用形成的影響比以往想象的更加重要。鑒于晚三疊世-早侏羅世巖漿作用在東北地區(qū)廣泛分布，本文對位于額爾古納地塊莫爾道嘎地區(qū)的花崗質(zhì)巖石進(jìn)行了年代學(xué)與地球化學(xué)研究，討論了花崗巖的形成時(shí)代、巖石成因及其形成的構(gòu)造環(huán)境，這對揭示蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造體系演化歷史以及中生代期間兩大構(gòu)造體系影響空間范圍具有重要意義。

1 地質(zhì)背景及樣品描述

蒙古-鄂霍茨克縫合帶是蒙古-鄂霍茨克洋閉合后的產(chǎn)物，西起蒙古中部的航愛山脈，東至鄂霍茨克海的烏達(dá)海灣，全長近3000km，在東亞大陸的形成演化過程中，該構(gòu)造體系產(chǎn)生了重要的影響。蒙古-鄂霍茨克洋普遍被認(rèn)為是古太平洋的巨型海灣，在晚古生代-早中生代期間分隔西伯利亞克拉通和中朝-蒙古板塊(Gordienko, 1994; Zorin, 1999; Parfenovetal., 2001; Li, 2006)。前人提出東北亞中生代的構(gòu)造演化主要受古太平洋板塊俯沖作用影響。蒙古-鄂霍茨克縫合帶以南的中蒙古地塊早中生代期間為被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境(Zorin, 1999)。然而，隨著同位素測年精度水平的提高，研究者們在額爾古納地塊上以及中蒙古地塊上鑒別出大量的晚二疊世-早侏羅世鈣堿性火成巖以及同時(shí)期的斑巖型銅-鉬礦床，并認(rèn)為它們的形成與蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯沖作用有關(guān)(Jahnetal., 2004; Orolmaaetal., 2008; Chenetal., 2011; Sunetal., 2013; Xuetal., 2013; Tangetal., 2014, 2016; Lietal., 2017)。對于該俯沖作用的起始時(shí)間主要存在以下兩種觀點(diǎn)：晚泥盆世(Sunetal., 2013)和晚二疊世(Lietal., 2017)。蒙古-鄂霍茨克洋的閉合方式普遍被認(rèn)為是呈自西向東剪刀方式閉合(Wangetal., 2022)，東部(額爾古納地塊西北)閉合時(shí)間的觀點(diǎn)主要集中在侏羅紀(jì)-早白堊世(Parfenovetal., 2001; Cognéetal., 2005; 李宇等, 2015; Renetal., 2016)，之后進(jìn)入大洋閉合后演化階段(Tangetal., 2015)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖(a,據(jù) Liu et al., 2017修改)Fig.1 Geological sketch map of the studied area (a, modified after Liu et al., 2017)

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的莫爾道嘎地區(qū)，大地構(gòu)造位置位于中亞造山帶東段的額爾古納地塊上(圖1)。傳統(tǒng)上認(rèn)為得爾布干斷裂是額爾古納地塊與興安地塊拼合構(gòu)造帶(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991; 黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)。然而，近年來的研究認(rèn)為其性質(zhì)為一巨型的走滑斷裂，并不具備縫合帶的特征。因此，目前更多數(shù)學(xué)者傾向于將塔源-喜桂圖斷裂作為額爾古納與興安地塊之間的縫合帶(Miaoetal., 2015; Zhouetal., 2015; Liuetal., 2017)。額爾古納地塊上發(fā)育有前寒武紀(jì)的興華渡口群、佳疙瘩組、額爾古納河組，近年來雖然對額爾古納地塊前寒武紀(jì)地層進(jìn)行了重新劃分，但仍可確定額爾古納地塊存在前寒武紀(jì)地質(zhì)體(Tangetal., 2013)。古生代出露的地層主要包括多寶山組、烏賓敖包組、臥都河組、泥鰍河組、紅水泉組、莫爾莫爾道嘎組、新伊莫爾道嘎組。相比較于古生代地層，額爾古納地塊中生代的南平組、塔木蘭溝組、吉祥峰組、上庫力組、伊列克得組及大磨拐河組的研究程度相對較高。額爾古納地塊上巖漿作用頻繁，巖漿事件的形成時(shí)代以古元古代、新元古代和古生代為主，而中生代巖漿作用相對較弱(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)。然而，隨著現(xiàn)代同位素測年技術(shù)的發(fā)展和精度的提高，發(fā)現(xiàn)額爾古納地塊上的元古宙和古生代火成巖出露面積并不大，而是以中生代火成巖為主(Wuetal., 2011; Sunetal., 2013; Tangetal., 2014, 2016)。

本文研究的花崗巖位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的莫爾道嘎地區(qū)。樣品TW001，黑云母花崗閃長巖，位于太平川南12km(120°18′21″E、51°21′13″N)。新鮮面灰白色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要組成礦物有石英(～30%)、斜長石(～45%)、堿性長石(～15%)以及黑云母(～7%)，副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦(～3%)(圖2a)。

樣品TW002，黑云母二長花崗巖，位于樣品TW001采樣點(diǎn)以東5km(120°20′17″E、51°20′00″N)。新鮮面肉紅色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要組成礦物有石英(～20%)、斜長石(～35%)、堿性長石(～35%)以及黑云母(～8%)，副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦(～2%)(圖2b)。

圖2 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖的鏡下顯微照片Af-堿性長石；Bi-黑云母；Pl-斜長石；Q-石英Fig.2 Photomicrographs of the Late Triassic-Early Jurassic granites in the studied areaAf-alkali feldspar; Bi-biotite; Pl-plagioclase; Q-quartz

樣品TW003，黑云母花崗閃長巖，位于莫爾道嘎鎮(zhèn)以西35km(120°24′15″E、51°18′51″N)。新鮮面肉紅色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要組成礦物有石英(～30%)、斜長石(～45%)、堿性長石(～15%)以及黑云母(～5%)，副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦(～5%)(圖2c)。

樣品TW018，二長花崗巖，位于金河鎮(zhèn)以北6km(121°31′03″E、51°20′10″N)。新鮮面灰白色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要組成礦物有石英(～30%)、斜長石(～25%)、堿性長石(～35%)以及黑云母(～7%)，副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦(～3%)(圖2d)。

2 分析方法

2.1 鋯石U-Pb定年

在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取新鮮的需要定年的樣品，送往河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所完成鋯石的分選工作。鋯石制靶、透射光、反射光以及陰極發(fā)光(CL)圖像在吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院以及武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成。鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析在吉林大學(xué)東北亞礦產(chǎn)資源評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的Agilent 7500a ICP-MS儀器上用標(biāo)準(zhǔn)測定程序進(jìn)行。具體實(shí)驗(yàn)步驟以及儀器參數(shù)見Liuetal.(2010)。本文測試分析采用的激光剝蝕束斑的直徑為32μm，每進(jìn)行8個(gè)測點(diǎn)分析就插入兩個(gè)91500標(biāo)樣作為外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正。數(shù)據(jù)處理通過軟件ICPMSDataCal完成(Liuetal., 2008, 2010)，為確保數(shù)據(jù)的可靠性，盡量保證樣品與標(biāo)樣91500具有相同的較寬的信號區(qū)間。普通鉛校正采用Andersen (2002)的方法，年齡諧和圖、加權(quán)平均年齡通過ISOPLOT宏程序完成(Ludwig, 2003)。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理和流程見Yuanetal.(2004)。

2.2 主量元素和痕量元素

本文火成巖樣品的主量元素和微量元素測試分析工作在吉林大學(xué)東北亞礦產(chǎn)資源評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成。樣品經(jīng)粗碎后，我們挑選出新鮮的、無風(fēng)化面的樣品進(jìn)行清洗、烘干后，將樣品磨碎至200目。主量元素分析測定采用目前最常用的分析方法：X射線熒光光譜(XRF)玻璃熔片法(儀器型號：Rigaku RIX 2100 spectrometer)。主量元素分析測試步驟如下：(1)將巖石粉末樣品(<200目)在105℃條件下預(yù)干燥2～4h，置于干燥器中，冷卻至室溫；(2)準(zhǔn)確稱取全巖樣品0.7000g、氟化鋰(LiF)0.4000g、無水四硼酸鋰(LiB4O5)5.2000g和硝酸銨(NH4NO3)0.3000g，將它們均勻混合倒入鉑金坩堝中，并加入1滴(約0.1mL)溴化鋰(LiBr)溶液，將鉑金坩堝置于熔樣機(jī)中，使樣品在1000℃下完全熔融；(3)將坩堝拿離熔樣機(jī)，在室溫下冷卻成為玻璃熔片，將玻璃熔片放入RIX2100型XRF上進(jìn)行主量元素的測定。

圖3 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖部分測定鋯石的CL圖像Fig.3 CL images of the selected zircons from the Late Triassic-Early Jurassic granites in the studied area

微量元素分析測定采用電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)。微量元素分析測試步驟如下：(1)稱取巖石粉末50mg于Teflon溶樣器中；(2)采用Teflon溶樣彈將樣品用HF+HNO3在195℃條件下消解48h；(3)將在120℃條件下蒸干除Si后的樣品用2% HNO3稀釋2000倍，定容于干凈的聚酯瓶；(4)在Agilent 7500a型質(zhì)譜儀上進(jìn)行微量元素測定。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)參數(shù)以及樣品處理過程步驟見Liuetal.(2008)。通過對國際標(biāo)樣BHVO-1(玄武巖)、BCR-2(玄武巖)和AGV-1(安山巖)的分析結(jié)果表明，主量元素分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于5%，而微量元素的分析精度及準(zhǔn)確度一般優(yōu)于10%(Rudnicketal., 2004)。

2.3 鋯石Hf同位素

鋯石原位Hf同位素分析是在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司配備的Neptune Plus質(zhì)譜儀和GeoLas 2005激光器上完成。分析時(shí)運(yùn)用的激光束斑為44μm，激光剝蝕時(shí)間50s，并采用鋯石國際標(biāo)樣91500作外標(biāo)。本文計(jì)算tDM1的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值分別為0.0384和0.282325(Griffinetal., 2000)，而用來計(jì)算tDM2的176Lu/177Hf 比值為0.015(Griffinetal., 2002)，用以計(jì)算εHf(0)和εHf(t)所采用的現(xiàn)代球粒隕石176Lu/177Hf比值為0.0332，176Hf/177Hf比值為0.282772(Blichert-Toft and Albarède, 1997)。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb定年

本文對內(nèi)蒙古莫爾道嘎地區(qū)花崗質(zhì)巖石樣品(TW001、TW002、TW003、TW018)進(jìn)行了LA-ICP-MS U-Pb定年，分析結(jié)果見表1。莫爾道嘎地區(qū)花崗質(zhì)巖石中的鋯石為自形晶或半自形晶，核邊結(jié)構(gòu)明顯，生長震蕩環(huán)帶發(fā)育(圖3)，Th/U 比值介于0.23～1.1之間(表1)，暗示其巖漿成因(Koschek, 1993)。

樣品TW001，黑云母花崗閃長巖，所測定的20個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于198±2Ma～204±3Ma之間(表1)，其加權(quán)平均年齡為201±1Ma(圖4a)，代表了黑云母花崗閃長巖的形成時(shí)代，為早侏羅世。

樣品TW002，黑云母二長花崗巖，所測定的16個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于210±3Ma～226±3Ma之間(表1)，其加權(quán)平均年齡為216±1Ma(圖4b)，代表了黑云母二長花崗巖的形成時(shí)代，為晚三疊世。

樣品TW003，黑云母花崗閃長巖，所測定的20個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于196±2Ma～205±2Ma之間(表1)，其加權(quán)平均年齡為200±1Ma(圖4c)，代表了黑云母花崗閃長巖的形成時(shí)代，為早侏羅世。

表1 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area

續(xù)表1Continued Table 1

樣品TW018，二長花崗巖，所測定的21個(gè)測點(diǎn)的206Pb/238U年齡值介于194±3Ma～197±2Ma之間(表1)，其加權(quán)平均年齡為195±1Ma(圖4d)，代表了白云母花崗巖的形成時(shí)代，為早侏羅世。根據(jù)本文的LA-ICP-MS鋯石U-Pb的定年測試結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)蒙古莫爾道嘎的巖漿作用可以劃分為以下兩個(gè)期次：晚三疊世和早侏羅世。

3.2 地球化學(xué)

內(nèi)蒙古莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖的主量元素和痕量元素分析結(jié)果見表2。

3.2.1 晚三疊世花崗巖

3.2.2 早侏羅世花崗巖

表2 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖主量元素(wt%)與微量元素(×10-6)分析結(jié)果Table 2 Major (wt%) and trace (×10-6) elements compositions for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area

圖4 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 Zircon U-Pb concordia diagrams for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area

圖5 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖SiO2-(Na2O+K2O)(a,據(jù)Irvine and Baragar, 1971)、SiO2-K2O(b,據(jù)Peccerillo and Taylor, 1976)圖解引用數(shù)據(jù)據(jù)Sun et al., 2013; Tang et al., 2016；圖7同F(xiàn)ig.5 Plot of total alkali versus SiO2 (TAS) (a, after Irvine and Baragar, 1971) and plot of SiO2 vs. K2O (b, after Peccerillo and Taylor, 1976) for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study areaData from Sun et al., 2013; Tang et al., 2016; also in Fig.7

3.3 Hf同位素

3.3.1 晚三疊世花崗巖

晚三疊世黑云母長花崗巖(TW002)中的鋯石U-Pb定年結(jié)果表明其形成時(shí)代為216±1Ma，對部分鋯石進(jìn)行微區(qū)原位Hf同位素分析，結(jié)果表明其176Hf/177Hf比值介于0.282554～0.282669之間，以鋯石年齡216Ma計(jì)算，鋯石εHf(t)值介于-3.1～+0.9之間，tDM2介于1451～1193Ma之間(表3、圖8)。

3.3.2 早侏羅世花崗巖

早侏羅世花崗巖(TW001、 TW003、 TW018)的鋯石U-Pb定年結(jié)果表明其形成時(shí)代為201～195Ma之間，對部分鋯石進(jìn)行微區(qū)原位Hf同位素分析，結(jié)果表明其176Hf/177Hf比值介于0.282465～0.282793之間，鋯石εHf(t)值介于-6.6～+4.7之間，tDM2介于1656～935Ma之間(圖8)。

表3 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖鋯石Lu-Hf同位素分析結(jié)果Table 3 Zircon Lu-Hf isotopic data for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area

圖6 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖的A/CNK-A/NK圖解(據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)Fig.6 Plot of A/CNK vs. A/NK for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study (after Maniar and Piccoli, 1989)

圖7 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a、c，標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b、d，標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns (a, c, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized trace element spider (b, d, normalization values after Sun and McDonough, 1989) diagrams for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area

圖8 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅花崗巖的鋯石εHf(t)-t圖解(據(jù)Yang et al., 2006)Fig.8 Zircon Hf isotopic features for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area (after Yang et al., 2006)

4 討論

4.1 額爾古納地塊晚三疊世-早侏羅世巖漿作用

前人對額爾古納地塊上巖體年代學(xué)的研究，主要是根據(jù)K-Ar法和巖石地層關(guān)系將其劃分為元古宙或古生代(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)。由于額爾古納地塊受到多期構(gòu)造巖漿作用疊加的影響，并且K-Ar體系具有較低的封閉溫度，進(jìn)而會(huì)影響其測年結(jié)果的準(zhǔn)確性。近年來，隨著同位素測年精度水平的提高，對額爾古納地塊地層及火成巖的形成時(shí)代有了新的認(rèn)識。例如，原定為太古代-古元古代的興華渡口群形成于新元古代-早古生代(苗來成等, 2007)；原定為古生代的大面積花崗巖主要形成于新元古代和中生代(Wuetal., 2011; Gouetal., 2013; Sunetal., 2013; Tangetal., 2014, 2016)。鑒于此，本文主要通過鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年方法，對額爾古納地塊上的莫爾道嘎地區(qū)出露的巖體行了定年。研究區(qū)花崗巖的鋯石CL圖像(圖3)可以清楚地看出鋯石具有典型的巖漿震蕩生長環(huán)帶，結(jié)合其較高的Th/U比值(0.23～1.1)，說明它們均是巖漿結(jié)晶作用的產(chǎn)物，所測定的年齡應(yīng)代表了巖體的形成時(shí)代。鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果顯示，研究區(qū)花崗巖的形成時(shí)代為為晚三疊世和中侏羅世。

圖9 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖K2O-Na2O圖解(據(jù)Collins et al., 1982)Fig.9 Plot of K2O vs. Na2O for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area (after Collins et al., 1982)

莫爾道嘎地區(qū)花崗巖形成于晚三疊世-早侏羅世，這與額爾古納地塊內(nèi)輝長閃長巖、石英閃長斑巖、花崗閃長巖、二長花崗巖以及正長花崗巖的形成時(shí)代一致(Wuetal., 2011; 佘宏全等, 2012; Sunetal., 2013; Tangetal., 2016)，表明研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世巖漿事件的存在。

4.2 晚三疊世-早侏羅世花崗巖的巖石成因

圖10 研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖(Y+Nb)-Rb圖解(據(jù)Pearce et al., 1984)Fig.10 Plot of Y+Nb vs. Rb for the Late Triassic-Early Jurassic granites in the study area (after Pearce et al., 1984)

莫爾道嘎地區(qū)早侏羅世花崗巖同樣具有高硅、富鋁、貧鎂、鐵的特征，富集輕稀土元素和大離子親石元素、虧損重稀土元素和高場強(qiáng)元素并且具有較低的Cr、Co、Ni含量。上述特征表明莫爾道嘎地區(qū)早侏羅世花崗巖同樣形成于下部陸殼物質(zhì)的部分熔融。與晚三疊世花崗巖相比，早侏羅世花崗巖具有明顯的Eu的負(fù)異常(Eu/Eu*=0.26～0.67)，表明源區(qū)斜長石的殘留或者經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用。早侏羅世巖體TW001和TW003與晚三疊世花崗巖(TW002)采樣位置靠近，它們顯示出相似的鋯石Hf同位素組成特征，以負(fù)的εHf(t)特征值為主(-6.6～+1.0)，表明原始巖漿其起源于古老地殼物質(zhì)的部分熔融。相比之下，位于金河附近的早侏羅世花崗巖(TW018)中的鋯石εHf(t)值均為正值(+2.0～+4.7)，表明其形成于新增生陸殼物質(zhì)的部分熔融。

4.3 構(gòu)造意義

額爾古納地塊晚三疊世-早侏羅世火成巖是一套鈣堿性系列的巖石組合，主要包括輝長閃長巖、閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖以及正長花崗巖(Sunetal., 2013; Tangetal., 2014, 2016)，這與活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境下形成的火成巖巖石組合相似(Pitcher, 1983)。此外，額爾古納地塊晚三疊世-早侏羅世火成巖富集輕稀土和大離子親石元素(如Ba、Rb、K等)，虧損重稀土和Nb、Ta、P、Ti等高場強(qiáng)元素，與俯沖帶環(huán)境形成的火成巖具有相似的地球化學(xué)特征(McCulloch and Gamble, 1991)。在(Y+Nb)-Rb圖解中，研究區(qū)花崗質(zhì)巖石樣品均落入了弧火成巖區(qū)域中，進(jìn)一步表明莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世巖漿作用形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境(圖10)。

圖11 東北地區(qū)晚三疊世-早侏羅世火成巖分布圖Fig.11 Distributions of Late Triassic-Early Jurassic igneous rocks in NE China

東北地區(qū)的構(gòu)造環(huán)境主要受控于三大構(gòu)造體制的影響，分別是古亞洲洋構(gòu)造體系、環(huán)太平洋構(gòu)造體系以及蒙古-鄂霍次了構(gòu)造體系(Xuetal., 2013; Lietal., 2020)。那么研究區(qū)莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世巖漿作用的形成究竟與古亞洲洋構(gòu)造體系、環(huán)太平洋構(gòu)造體系、蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造體系有關(guān)？這可從中生代火成巖的巖石組合、時(shí)空變異特征中得到回答(圖11)。

首先，與古亞洲洋構(gòu)造體系相關(guān)的早中生代火成巖主要是形成于古亞洲洋閉合后的伸展環(huán)境，空間上主要是沿著索倫-西拉木倫河-長春縫合帶呈東西向展布，巖性主要有A型花崗巖、堿性巖和雙峰式火成巖(Li, 2006; Wuetal., 2007, 2011; Caoetal., 2013; Yangetal., 2015)。而額爾古納地塊上晚三疊世-早侏羅世火成巖主要是呈北東向展布的鈣堿性巖石組合，形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，說明它們的形成與古亞洲洋構(gòu)造體系無關(guān)。那么，莫爾道嘎地區(qū)三疊世-早侏羅世巖漿作用的形成是否與古太平洋板塊的俯沖作用相關(guān)呢？吉黑東部晚三疊世巖石組合為雙峰式火成巖、A型花崗巖以及A型流紋巖，與晚三疊世被動(dòng)陸緣沉積建造一起揭示該區(qū)晚三疊世期間處于伸展環(huán)境(Xuetal., 2013; Zhangetal., 2015; Guoetal., 2016)，這表明古太平洋板塊在歐亞大陸下的俯沖作用在晚三疊世仍未發(fā)生。莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世鈣堿性系列巖石組合，形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，明顯不同于吉黑東部晚三疊世巖石組合也進(jìn)一步排除了它的形成與古太平洋板塊俯沖作用相關(guān)。早侏羅世期間，吉黑東部發(fā)育一套鈣堿性系列巖石組合，與東北亞陸緣侏羅紀(jì)增生雜巖一起揭示了古太平洋大洋板塊于早侏羅世開始發(fā)生俯沖作用(Wuetal., 2007; Xuetal., 2013; Guoetal., 2015; Tangetal., 2018; Lietal., 2020)。在松嫩-張廣才嶺地塊出露的早侏羅世火成巖為一套雙峰式火成巖組合，形成于古太平洋板塊俯沖于歐亞大陸下的弧后伸展環(huán)境(Yuetal., 2012)。莫爾道嘎地區(qū)早侏羅世火成巖為一套形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境下產(chǎn)出的鈣堿性系列的巖石組合，與松嫩-張廣才嶺地塊同時(shí)期的巖石組合、地化特征及形成的構(gòu)造環(huán)境明顯不同，進(jìn)一步表明莫爾道嘎地區(qū)早侏羅世巖漿作用與古太平洋板塊的俯沖作用無關(guān)。相比之下，本文報(bào)的莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世火成巖的巖石組合、地球化學(xué)屬性，與同期次中蒙古地塊、額爾古納地塊以及興安地塊上出露的火成巖特征相似(Lietal., 2013, 2018; Sunetal., 2013; Tangetal., 2014, 2016)。此外，它們的空間展布方向呈北東方向，這又與蒙古-鄂霍茨克縫合帶的展布方向一致。因此，我們認(rèn)為研究區(qū)晚三疊世-早侏羅世巖漿作用的形成與蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯沖作用密切相關(guān)。蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造體系的演化對東亞大陸的形成與演化產(chǎn)生了重要的影響。前人通過額爾古納地塊與中蒙古地塊鈣堿性系列火成巖出露的時(shí)代，認(rèn)為該大洋板片南向俯沖作用起始時(shí)間至少發(fā)生在晚二疊世(Lietal., 2017)。該大洋以剪刀式方式閉合(Wangetal., 2022)，在額爾古納地塊西北部的閉合時(shí)間發(fā)生在中侏羅世(李宇等, 2015)。綜上所述，莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世巖漿作用形成于蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯沖作用形成的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，也是尋找斑巖型銅-鉬礦床的有利區(qū)域(圖12)。

圖12 蒙古-鄂霍茨克縫合帶晚三疊世-早侏羅世演化模式圖(據(jù)Li et al., 2018)EM-XM：額爾古納、興安地塊；JM：佳木斯地塊；PPO：古太平洋；SC：西伯利亞克拉通；SZM：松嫩-張廣才嶺地塊Fig.12 Simplified tectonic model showing the Late Triassic-Early Jurassic tectonic evolution of the Mongol-Okhotsk tectonic regime (after Li et al., 2018)EM-XM: Erguna and Xing’an massifs; JM: Jiamusi Massif; PPO: Paleo-Pacific Ocean; SC: Siberian Craton; SZM: Songnen-Zhangguangcai Range Massif

5 結(jié)論

通過對莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世花崗巖的鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石地球化學(xué)分析，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化歷史，可以得出如下結(jié)論：

(1)莫爾道嘎地區(qū)花崗巖的鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示其主要形成于晚三疊世(～216Ma)和早侏羅世(201～195Ma)。

(2)莫爾道嘎地區(qū)花崗巖具有I型花崗巖的地球化學(xué)屬性，研究區(qū)西側(cè)花崗巖的原始巖漿起源于古老陸殼物質(zhì)的部分熔融，東側(cè)花崗巖原始巖漿起源于新增生陸殼物質(zhì)的部分熔融。

(3)莫爾道嘎地區(qū)晚三疊世-早侏羅世巖漿作用形成于蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯沖作用形成的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。