大兴安岭南段工农屯地区上侏罗统玛尼吐组火山岩U-Pb年龄、地球化学特征及其成因.pdf

2023May年5月GEOLOGIREVIEW评论质地No.3Vol.69第3 期第6 9 卷大兴安岭南段工农屯地区上罗统玛尼吐组火山岩U-Pb年龄、地球化学特征及其成因WWW 2 40 0 0;2）中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京，10 0 0 8 3内容提要：内蒙古扎鲁特旗工农屯地区玛尼吐组火山岩位于大兴安岭南段，LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为1491.1Ma，形成时代为晚侏罗世。地球化学特征显示Si0（58.14%6 3.6 9%），A l,0，（16.31%18.6 6%），Fe,0（3.17%5.39%），K,0+Na,0（6.58%7.8 6%），M g 0（0.8 2%2.0 4%），M g（2 5 41）。研究区玛尼吐组安山岩属于准铝质一弱过铝质高钾钙碱性岩石。稀土元素总量为136.4110-16 3.6 410-；轻稀土和重稀土元素之比为7.2 2 10.02，均值为8.42。（La/Yb）为7.7 0 10.44,均值8.95；（La/Sm）为3.18 3.7 7；因此可知轻稀土元素要比重稀土元素富集程度高，轻重稀土内部存在明显的分馏。8 Eu为0.8 4 0.90,均值0.8 7。显示较弱的负销异常；稀土元素配分模式为右倾型。富集大离子亲石元素Ba、T h、K；而高场强元素Ti、P、Nb 较为亏损。Nb/Ta为13.6 3 18.0 4之间。Rb/Sr为0.10 0.16。岩石成因可能是下地壳铁镁质岩石部分熔融，同时古太平洋板块向西俯冲过程有俯冲流体的加人。构造环境为活动大陆边缘环境，同古太平洋板块向西俯冲作用后的伸展作用相关。关键词：玛尼吐组；U-Pb年龄；火山岩；岩石地球化学；大兴安岭内蒙古扎鲁特旗工农屯地区地处大兴安岭南段，而大兴安岭南段地区中生代地区的构造演化复杂，构造活动频繁。古生代末期，随着兴蒙造山带与华北板块的碰撞运动，使得二者结合成一个整体（李锦轶等,1998;孙德有等,2 0 0 4;TangZongyuan etal.，2 0 18），而在古生代一中生代时期又遭受蒙古一鄂霍茨克洋和古太平洋板块向欧亚大陆俯冲的叠加改造作用，使得大兴安岭南段在中生代时期构造活动强烈，岩浆活动频繁，发育大量的中生代火山岩和构造行迹（许文良等，2 0 13；杨海星等，2 0 19;LuSheng etal.，2 0 19）。由于构造活动及岩浆作用的因素,使得该地区在中生代时期也发育了众多的大一中型多金属矿床及能源矿藏，从而使得大兴安岭地区成为我国北方矿产资源的重要分布地区（邵济安等，2 0 0 7；邵积东，2 0 0 7）。也是众多专家学者重点研究的地区之一（唐克东等，1995；邵济安等，1995)。近几年随着专家学者对大兴安岭地区的不断研究，在部分问题上也已经达成一定的共识，例如：大兴安岭地区的火山岩带属于我国东部中生代巨型火山岩带的重要组成部分，且该火山岩带呈北北东向分布（邵济安等，1995）。大兴安岭地区中生代火山岩的构造环境同伸展作用有关（武晓静等，2011；杨海星等，2 0 19；邵永旭等，2 0 2 0；崔玉斌等，2021）。但也存在着一些问题,首先,前人的一些研究数据主要集中在大兴安岭地区的北段和中段（程瑞玉等,2 0 0 6；程银行等，2 0 13；李世超等，2 0 13；司秋亮等，2 0 15；陶楠等，2 0 16；张力强等，2 0 17；杜乐丹等，2 0 17；邵永旭等，2 0 2 0；计向臣等，2 0 2 0；崔玉斌等，2 0 2 1），其次，关于伸展作用发生的构造背景仍有较大争议，目前主要有以下3种观点：同蒙古一鄂霍茨克洋的闭合作用有关（张玉涛等，2 0 0 7；苟注：本文为中国地质调查局项目“内蒙古1：5万工农屯（L51E021003）等六幅区域地质矿产调查”（编号：DD20160201-12）的成果。收稿日期：2 0 2 2-0 3-14；改回日期：2 0 2 2-12-0 8；网络首发：2 0 2 2-12-2 0；责任编辑：章雨旭。Doi：10.16 50 9/j.g e o r e v i e w.2 0 2 2.12.0 15作者简介：王亚东，男，1991年生，工程师，在读研究生，现主要从事地质矿产勘查工作Email：47 6 18 17 8 4 q q.c o m。通讯作者：姜山，男，1969年生，研究员级高级工程师，主要从事地质矿产勘查工作；Email：j i a n g s h a n 2 43 16 3.c o m。9742023年论质地评军，2 0 11；陶楠等，2 0 16；程银行等，2 0 16；计向臣等，2020；张祥信等，2 0 16，崔玉斌等，2 0 2 1）；同地慢柱活动有关（葛文春等，1999；邵济安等，2 0 0 1；林强等，2 0 0 3）；同古太平洋板块向欧亚板块俯冲作用有关（赵国龙等，198 9；杜乐丹等，2 0 17；杨海星等，2017；邵永旭等，2 0 2 0）。加之大兴安岭地区的中生代火山岩面积分布广泛，从北至南均有分布，因此，加强对大兴安岭南段的中生代火山岩的年代学及地球化学研究对于大兴安岭南段岩浆和构造演化及该地区成矿条件分析是有必要的。对大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩，前人有过初步的地层划分，但缺乏相应的年代学和地球化学数据。在此基础之上，笔者等在内蒙古扎鲁特旗工农屯地区开展1：5万区域地质调查工作，对扎鲁特旗工农屯地区的玛尼吐组火山岩进行研究分析，并采集该地区的中生代玛尼吐组火山岩样品，通过对样品进行年代学及岩石地球化学的相关研究，来讨论扎鲁特旗工农屯地区在中生代时期的火山岩的形成时代、岩石成因和形成背景。从而为大兴安岭南段岩浆和构造演化提供证据和资料。一区域地质概况研究区主要位于大兴安岭南段工农屯地区（图1），大地构造位置在华北板块北部陆缘增生带，宝音图一锡林浩特火山型活动陆缘，索伦一西拉木伦缝合带和贺根山一黑河断裂带之间（吴福元等，2 0 11）。古生代时期受古亚洲洋构造域演化的控制和影响，到三叠世时期，古亚洲洋闭合，此后研究区在开始受蒙古一鄂霍茨克构造域和环太平洋构造域的双重影响，晚古生代以来遭受古太平洋板块的俯冲作用，引起大规模的构造活动和火山岩喷发，因此在研究区大面积分布古生代和中生代的火山岩，其中中生代的火山岩主要分布在研究区西北部的工农屯地区，古生代火山岩主要分布在研究区的西南和南部。中生代火山岩主要出露中侏罗统新民组、上侏罗统满克头鄂博组、上侏罗统玛尼吐组、下白垩统白音高老组和下白垩统梅勒图组。满克头鄂博组发育一套陆相酸性火山岩一火山碎屑岩；玛尼吐组发育一套陆相中性火山岩、火山碎屑岩，整合接触于下伏地层满克头鄂博组，平行不整合于上覆白音高老组；下白垩统白音高老组发育一套杂色酸性火山碎屑岩、梅勒图组发育一套安山质角砾凝灰熔岩夹凝灰熔岩。研究区内岩浆侵人活动规模小，主要分布于研究区的西北部和中部，呈小岩株状零星出露。侵人200kmNK,bK,bJ,mnYS额尔古纳地块一喜桂图旗断裂带芒哈图嘎查70满洲里富裕村塔源一K,b扎兰屯66齐齐哈尔.mn哈尔滨东鸟旗S-67mk扎鲁特旗贺根山一黑河断裂带研究区索伦一西拉木伦缝合带YSB024kmJ.mkJ.mkJmkK,bOK,b双龙泉OJ,mk永乐屯J.mkJ.mnP,dsK,bJmnP.ds香山镇K,bJmnOKQKmP,dsP.IOK地名P,ds香山镇placename取样位置samplepoints下白垩统梅勒图组下白垩统白音高老组第四系K,mLowerCretaceousK,bLowerCretaceousQuaternaryMerletuFormationBaiyinGaolaoFormation上侏罗统玛尼吐组上侏罗统满克头鄂博组上二叠统林西组J.mnUpperJurassicJ.mkUpperJurassicP.lUpperPermianManituFormationManketoueboFormationLinxiFormation中二叠统大石寨组早白垩世石英二长岩P,dsoKMiddlePermianDashizhaiFormationEarlyCretaceousquartzmontmorillonite图1大兴安岭南段工农屯地区所在位置（a：据张乐彤等，2 0 15）及地质简图（b)Fig.1 The tectonic location and geological sketch map of Gongnongtunarea,southernGreat Hinggan Mountains(Fig.a from Zhang Letong et al.,2015&)975第3 期王业东等安岭南段工农屯地区上侏罗统玛尼吐组火山岩U-Pb年龄、地球化学特征及其成因时代以早白垩世为主，局部见少量早三叠世侵人岩，岩性主要为石英二长岩、花岗斑岩、二长岩，其次是花岗闪长岩、黑云母正长花岗岩、闪长扮岩（图1）。2岩石学特征及分析测试方法2.1岩石学特征大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组主要分布于主要出露在工农屯幅窟山、五道井子幅水泉沟、包郎格艾勒幅花根塔拉、查布嘎吐幅伊和嘎亥图地段，总体呈北东向带状分布，主要为一套陆相中性火山岩、火山碎屑岩。主要岩性为深灰色、灰色安山岩、英安岩、安山质凝灰岩、安山质晶屑凝灰岩等。平行不整合于满克头鄂博组之上，平行不整合于白音高老组之下。安山岩：灰色，块状构造，斑状结构、交织结构，斑晶矿物成分为中长石、黑云母。暗色矿物暗化边发育。长石半自形板柱状，斑晶含量约占5%，粒度细小一般小于0.5mm。基质具有交织结构，细小板条状斜长石微晶杂乱分布，格架间充填少量角闪石微晶及铁质质点。副矿物主要为磁铁矿、石、磷灰石等（图2）。安山质晶屑凝灰岩：为灰色、灰绿色，碎屑熔岩结构，块状构造。岩石由晶屑和少量岩屑经火山尘胶结而成，晶屑为中长石、黑云母，含2 5%。岩屑成分主要为安山质，内部具有斑状结构，含5%。基质具有显微晶质结构以及交织结构，前者由长石质构成，后者由细小板条状斜长石微晶定向半定向分布间夹铁质暗色矿物隐晶质等构成。火山尘脱玻化具有霏细结构，主要成分为长英质构成2.2分析测试方法本次7 组岩石地球化学样品均在工农屯幅内，具体位置是工农屯西北1.5km处和富裕村西北2(a)(b)(c)P1(d)BiP1P1P1P200m200um图2 大兴安岭南段工农屯玛尼吐组火山岩手标本和显微照片Fig.2 Photographs and microscopic photos of volcanic rocks from Manitu Formation in Gongnongtun area,southern Great Hinggan Mountains9762023年论质地评km处。分别是安山岩和安山质凝灰岩，样品新鲜，受风化剥蚀影响较小。样品送达以后首先经过岩矿鉴定，之后挑选最新鲜的样品进行岩石地球化学数据的分析。主量元素和微量元素的分析均在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，主量元素测试方法主要用玻璃熔片x射线荧光光谱（XRF）法分析，相对误差为3%。微量和稀土元素的测定运用电感耦合等离子体质谱仪等离子体质谱（ICP-MS）法来完成测定，相对误差10%（侯可军等，2009），测试结果真实可靠。本次的锆石测年样品在工农屯西北1km处采集，样品新鲜，测年样品分选、锆石阴极发光照相和LA-MC-ICP-MSU-Pb同位素测年等工作均在在中国冶金地质总局山东局分析测试实验室完成。锆石U-Pb测年主要使用激光电感耦合等离子体质谱仪NewWaveReseach213激光剥蚀系统仪器，其束斑直径31m，采用国际标准锆石9150 0 作为外部标准物质，具体的实验流程和实验方法可见参考文献（侯可军等，2 0 0 9；王亚东等，2 0 2 1），数据处理运用Isoplot3.0程序来完成。3测试结果3.1锆石U-Pb测年结果大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩通过LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析，相关年龄数据见表1。本次研究对2 4个锆石进行同位素测年分析。由图3可知，锆石呈淡黄色，多为短柱状、柱状，其次呈次浑圆一浑圆状，具振荡环带特征，属于岩浆结晶形成，晶体长度为8 0 12 0 m，宽度为50 8 0m。晶体的长宽比为2：1 3：1。经过打点测定，24个锆石中有1个锆石年龄明显偏离谐和线，未参与投图，其余2 3个年龄均在谐和线上。2 0%Pb/238U的年龄大部分集中在152 147 Ma，数据通过加权平均后年龄为149.0 1.1Ma（M SW D=0.6 8）。锆石年龄测定结果表明研究区玛尼吐火山岩的形成时代为晚侏罗世8151.02.6Ma150.02.8Ma56152.02.3Ma152.03.8Ma151.06.0Ma150.02.1Ma152.02.5Ma310.08.2Ma147.02.1Ma150.02.9Ma151.03.1Ma149.03.4Ma18147.02.3Ma147.02.1Ma148.03.5Ma146.03.4Ma15153.0-2.5Ma147.02.3Ma147.03.4Ma152.02.6Ma148.02.1Ma50m149.03.2Ma148.02.1Ma147.02.5Ma151.02.2Ma0.265Mean=1491.1MaMSWD=0.680.255160165(nsre)u/(qdo)u0.2451570.2351490.2251411400.2151330.2051250.100.120.140.160.180.200.220.24n(20s Pb)/n(27U)图3大兴安岭南段工农地区屯玛尼吐组火山岩阴极发光图像和U-Pb年龄谐和图Fig.3 CL images and U-Pb concordian diagram of volcanic rocks from Manitu Formation inGongnongtun area,southern Great Hinggan Mountains977第3 期王亚东等：大兴安岭南段工农屯地区上侏罗统玛尼吐组火山岩U-Pb年龄、地球化学特征及其成因（%）888%99%99%99%9%9%(n se)/(qdo0o)一82一635865一5523一232802236222232322i22i2222355555255354一一75一545344456644856854805666555465596L8LLI0698926S:1819991228LL8396+6I1913+t62601611S:81134881000100SO0O0900060006000to00SOOO06000(n sec)/(qdo0)uSO0O0t0000600006000SOOOt000to00to0o9000t000to0o t000to00to00SO0O028000SLOO0LICO09S000t6000900600tO100ESOOO96008S00LO0ZL00+L0019000LOIO0IS000(n sc)/(qd.o)uISO0009001900190021910tISIO+191LCLI0S191:0L8SI01L9109191060910ESSIO1691StsI09LS106t91:0StSI61SI81S161S1082000SOO9100LI009600LI1O0620009600091000L00:8100920020081008100SCOOL100SOSOOIISOO66toS9to1L9086t081SOS6tOIISO69t069to19t0IESO0OSO16t06LtLLtO08t00n/L81909606t098005S48491Lt090t88S1I661t969SL5(901x）吾号掌888手8524961287一76922SSI8SSI821一80732585810-05-V60-00-Vto-Oc-VSO-OS-V90-06-VLO-OE-V80-06-V60-05-V01-O0-V1I-00-VSI-O6-V91-06-VLI-O5-V61-06-V12-06-V-05-V忆-0-SZ-06-V9782023.年论质地评15(a)(b)响岩6碱玄质副长岩响岩流纹岩钾玄岩系列粗面岩碱性(%)0Y+0eN10碱玄岁4粗玄岩玄武高钾钙碱性系列岩一碱玄岩粗安岩(%）租面亚碱性5玄武岩2安山岩英安岩钙碱性系列玄武玄武岩安山岩低钾（拉斑）系列040506070804050607080SiO,(%)SiO,(%)图4大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩TAS图解（a）（Le M a i t r e e t a l.，198 9）和K,0SiO,碱性程度图(b）（Ri c k w o o d,198 9)Fig.4 TAS classification diagram(a)（(A f t e r Le M a i t r e e t a l.,198 9)a n d K,O Si O,d i a g r a m (b)(A f t e r Ri c k w o o d,198 9)of volcanic rocks from Manitu Formation in Gongnongtun area,southern Great Hinggan Mountains3.2主量元素特征大兴安岭南段扎鲁特旗工农屯玛尼吐组火山岩主量元素结果可见表2：Si0，含量为58.14%63.69%，A l,0，含量介于16.31%18.6 6%之间，Fe,0，含量介于3.17%5.39%之间，Fe0含量介于0.50%2.38%之间，Mg0含量介于0.8 2%2.0 4%之间，Mg介于2 5 41之间。K,0+Na,0含量介于6.58%7.86%之间，大兴安岭南段工农屯地区岩石总体具富铝、富铁镁、碱性程度高的特点，钙碱性火山岩特征较为明显。里特曼指数（）为2.143.25,碱度率(AR)为1.7 2 3.7 2。TAS火山岩分类命名图解中（图4a），样品投点大部分落在粗安岩、粗面岩区域。在TAS图解中除1个样品落在钙碱性系列,其它样品投点均落在高钾钙亚碱性系列,在K,0一SiO,图解中（图4b)大部分样品投点落在高钾钙碱性系列。A/CNK值为0.911.13,属准铝质一弱过铝质。安山岩固结指数(SI）为11.34 2 2.13，分异指数（DI）多数为71.1890.95。显示岩浆结晶分异程度一般。通过主量元素分析可得，本地区玛尼吐组火山岩为一套准铝质一弱过铝质高钾钙碱性火山岩3.3稀土和微量元素特征从表2 可以看出，大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩稀土元素总量为136.4110-163.6410-；其中，轻稀土元素总量（LREE）为123.1910-143.7310-。重重稀土元素总量(HREE)为12.8 0 19.9110-。轻稀土和重稀土元素之比为7.2 2 10.0 2,均值为8.42。（La/Yb）为7.7 0 10.44，均值8.95；（La/Sm）为3.18 3.77；因此可知轻稀土元素比重稀土元素富集程度高,轻重稀土内部存在明显的分馏。8 Eu位0.8 40.90,均值0.8 7。显示出较弱的负铕异常。从球粒陨石标准化曲线图可以看出稀土元素分配模式为右倾型。从原始地慢标准化后的微量元素蜘蛛图（图5）可以看出，大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组样品大离子亲石元素K、Ba、T h 呈现明显的富集特征，Ti、Nb、P元素则显示出较为明显的亏损现象。通过将本区安山岩与安第斯山、大陆岛弧、大洋岛弧及大洋岛弧的安山岩微量元素曲线进行比对，显示大陆岛弧安山岩和本区安山岩微量元素特征最为相符(Liu Changfeng et al.,2018)。4岩石成因及构造背景4.1玛尼吐组时代讨论众多学者在大兴安岭北段至南段众多地区对玛尼吐组火山岩做了相关的测年工作，从柴河地区到乌兰浩特地区；从鄂伦春旗齐力滨地区到霍林河地区均有相关的测年数据，具体可见下表3。通过梳理发现大兴安岭地区玛尼吐组火山岩所979第3 期王亚东等岭南段工农屯地区上保罗统玛尼吐组火山岩U-Pb年龄、地球化学特征及其成因9602091S8L8t80t6s6t9199L1190IL861SSS0乙6SOLOI8682S61IL-S人992t08160ts18ttS8629LS90Lt9S61S9SttI8LOL-SALS忆18160808SEL9St66LL19911290819F28S26SS821t297735一69-SA18909592t9c911661OL8160L009910t01008961890L9LILS001199192289-S人L61106L18101LLt80699698L6SSIt8L61018S9061St1ES826t1I906818L9-S人591 81269L68098S668LS9L8998t96t908808L21816181Z1I90L:81一2899-S1006LI821L665802I968068L66508S981SI18811L6611t61322N(q人/T)N(uS/eT)61096L0L691ZI10totos9tt866260819108L8SSS6L8L0180202IL-S人08LZ19960088099916L66970L26Stto90603752OL-S入01821t8008608801916L66SOT820L99S9SL8S888t60437二55269-S人98c9L019:2136116008243918L669821t885L60582889-S人6991691S6tS0LO086L66809t0962LL098L9L6891908290L032i2L9-S入tI8st80998166SL908196SL661L069S90S9087099-S人te19L68902108296L666018S9L&085900S5三t9081905一32一43一台智OeNod￥98020233年论质地评10001000(a)YS-66(b)YS66YS-6767YS-6868YS-695-69*YS-705-70100YS-7110071YS-72721010LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuRbKBaThUNbLaCeSrNdPZrHfSmTiYbLu图5大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩球粒陨石标准化稀土元素分配图（a）和原始地慢标准化微量元素蜘蛛图（b）（球粒陨石标准化值据Boynton，198 4；原始地慢标准化值据Sunetal.，198 9）Fig.5 Chondritenormalized REE patterns(a)and trace element spidergrams(b)for volcanic rocks from Manitu Formation inGongnongtun area,southern Great Hinggan Mountains(chondrite values after Boynton,1984;primitive mantle values after Sun etal.,1989)处的成岩时代约158 130 Ma（图6）。主要集中在晚侏罗一早白垩世。说明大兴安岭地区玛尼吐组火山岩的形成时段的跨度较大。本次工作对大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组安山岩样品进行锆石同位素测年研究，测得玛尼吐组安山岩年龄为获得年龄为1491.1Ma。该组整合覆盖于晚侏罗世满克头鄂博组之上，被下白垩统白音高老组平行不整合覆盖。所以说大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组安山岩为晚侏罗世时期4.2岩石成因探讨大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组安山岩Mg的均值为32，同下地壳铁镁质岩石部分熔融的岩浆大致相符（Mg50)(Rapp et al.,1999)。安山岩中Cr介于5.8 7 10-2 1.97 10-之间，均值为13.6 510,远远低于原始地慢中Cr的值。Nb/Ta为13.6 3 18.0 4,平均值16.17,低于地慢中Nb/Ta（17.1）（木合塔尔扎日等，2 0 15），高于地壳中Nb/Ta(7.9),Rb/Sr 为 0.10 0.16,高于地慢中Rb/Sr(0.031），高于地壳中Rb/Sr(0.36)。通过以上特征可以推断大兴安岭南段工农屯地区上侏罗统玛尼吐组安山岩可能是由下地壳铁镁质岩石部分熔融而成同时大兴安岭南段工农屯地区所处的玛尼吐组安山岩富集大离子亲石元素K、Ba、T h、U,而明显亏损Nb、P、T i、Sr 等元素。说明其表现出一定俯冲流体交代的特征。古太平洋板块发生俯冲作用的过程中，由于俯冲板块的断离，一些俯冲的流体和沉积物会加人下地壳。而通常洋壳俯冲流体具备富集Th，表3大兴安岭地区侏罗纪一白垩纪火山岩同位素年龄Table 3 Isotopic age of JurassicCretaceous volcanic rocksin the greater Hinggan Mountains序号位置年龄(Ma)测试方法文献来源1满洲里158.0146.0LA-ICP-MS锆石U-Pb孙德有等,2 0 112柴河135.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb李世超等，2 0 133突泉138.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb李永飞等，2 0 134乌兰浩特142.2 1.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb陶传忠等,2 0 155柴河148.0 139.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb司秋亮等，2 0 156索伦132.0 130.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb杜乐丹等,2 0 177温库吐141.31.7SHRIMP锆石U-Pb商宇航等，2 0 178科尔沁右翼前旗137.31.5LA-ICP-MS 锆石U-Pb张力强等，2 0 179霍林郭勒151.4 144.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb杨海星等，2 0 1910新巴尔虎右旗155.6 153.4LA-ICP-MS 锆石 U-Pb邵永旭等，2 0 2 011鄂伦春旗142.2 141.0LA-ICP-MS 锆石 U-Pb崔玉斌等,2 0 2 112阿尔山1311.0SHRIMP锆石U-Pb张乐彤等，2 0 1513呼伦湖144.30.6LA-ICP-MS 锆石U-Pb黄明达等，2 0 1614阿尔山-柴河135.6 124.8LA-ICP-MS 锆石 U-Pb聂立军等,2 0 1515扎鲁特旗127 1.2LA-ICP-MS 锆石 U-Pb王亚东等,2 0 1916工农屯1491.1LA-ICP-MSS锆石U-Pb本文981王亚东等：大岭南段工农屯地区上保罗统玛尼叶组火山U-Pb年龄地球化学特征及其成因第3 期而流失Ce的特点，因为Ce的化学性质更为活泼，从而使俯冲沉流体会呈现出高Th/Ce的特征（关庆彬等，2 0 16）。而大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩样品中Th/Ce值较高，显示出可能加人了俯冲流体。综上所述，大兴安岭南段工农屯地区的玛尼吐组安山岩的成因是下地壳铁镁质岩石的部分熔融，同时有加人了俯冲流体和沉积物4.3构造环境讨论大兴安岭地区安山岩所处的构造环境主要有3种认识：同蒙古一鄂霍茨克洋的闭合作用有关（张玉涛等，2 0 0 7；苟军，2 0 11；陶楠等,2 0 16；程银行等，2 0 16；计向臣等，2 0 2 0；张祥信等，2 0 16，崔玉斌等，2 0 2 1）；同地慢柱活动有关（葛文春等，1999；邵济安等，2 0 0 1；林强等，2 0 0 3）；同古太平洋板块向欧亚板块俯冲作用有关（赵国龙等，198 9；杜乐丹等，2 0 17；杨海星等，2 0 17；邵永旭等，2 0 2 0）。首先，根据前人年代学等资料显示，蒙古一鄂霍茨克洋闭合的时限最晚是在中侏罗时期（孙德有等，2 0 13），且根据地球物理特征表明，其向北部西英安质凝灰岩141.31.7Ma商宇航等（2 0 17）粗安岩158.0146.0Ma粗安岩142.2141Ma孙德有等（2 0 11）流纹岩1440.6 Ma崔玉斌等（2 0 2 1）黄明达等(2 0 16)火山岩132 130 Ma满洲里杜乐丹等（2 0 17）山岩131土1Ma扎兰屯火山岩148 139Ma张乐彤等（2 0 15）O司秋亮等（2 0 15）0齐齐哈尔安山岩火山岩142.2 1Ma阿尔山155.6153.4Ma陶传忠等（2 0 15）火山岩邵永旭等（2 0 2 0）137.31.5Ma流纹岩135 12 4Ma张力强等(2 0 17)突泉聂立军等（2 0 15）哈尔滨东鸟旗火山岩138 Ma安山岩扎鲁特旗李永飞等（2 0 13）火山岩135Ma151.4144MaO李世超等（2 0 13）杨海星等(2 0 19)安山质晶屑凝灰岩火山岩12 7 1.2 Ma1491.1Ma(本区）王亚东等（2 0 19）图6 大兴安岭地区侏罗纪一白垩纪火山岩锆石年龄区域分布图Fig.6 Regional distribution of zircon ages of JurassicCretaceous volcanic rocksin the Greater Hinggan Mountains伯利亚板块俯冲的可能性要大于向南俯冲的可能性（朱日祥等，2 0 19），从构造活动方向来看，大兴安岭地区中生代的火山岩沿着北北东向分布，同蒙古一鄂霍茨克洋的构造展布也是不相一致的。因此本地区中生代火山岩的形成不太可能与蒙古一鄂霍茨克洋闭合后伸展作用相关，其次，我国东北地区的中生代火山岩的出露面积很大（邵永旭等，2 0 2 0；杨文采，2 0 2 2；许文良等，2022；任永健等，2 0 2 2），在时空分布上不具备较短时间内形成环状火山的地慢柱岩浆作用特征。因此，安山岩的形成同地慢柱的构造活动并不相符合。大兴安岭南段工农屯地区的火山岩主要呈北东向分布，同我国东部古太平洋板块活动大陆边缘运动方向相同。这些现象运用地慢柱活动和蒙古一鄂霍茨克洋闭合作用均无法进行合理的解释。最后，研究表明，古太平洋板块在早侏罗世时期就已经开始向欧亚大陆板块俯冲，且一直持续到早白垩世。在我国东北地区那丹哈达发育板块俯冲增生杂岩带（程瑞玉等，2 0 0 6；周建波等，2 0 14；李三忠等，2 0 17；苏美霞等，2 0 2 0；吕洪波等，2 0 18；李皓东等，2 0 2 2），该俯冲增生杂岩带中发现的放射虫硅质岩、枕状熔岩及基性铁镁质岩石的最年轻的锆石测年数据显示为140 137 Ma（周建波等，2014）。该数据表明至少古太平洋板块从早侏罗世时期甚至更早开始俯冲作用，一直持续到早白垩世时期。因此，大兴安岭南段工农屯地区在晚侏罗一早白垩世时期正处于古太平洋板块向西俯冲欧亚板块的背景之下。因此该地区玛尼吐组火山岩的形成可能同古古太平洋板块的俯冲作用密切相关。大兴安岭南段工农屯地区的玛尼吐组安山岩主要岩性是一套陆相中性火山岩、火山碎屑岩。通过前文分析具备高钾钙碱性火山岩特征，富集大离子亲石元素K、Ba、T h，而明显亏损Nb、P、T i 等元素。在 Th/Yb一Ta/Yb 判别9822023年论质地评1010SHOCABOIBOIB活动大q人/川1玄武岩系CABTHE-MORB0.10.1系列大洋岛弧洋中脊-洋岛玄武岩美MORB(a)N-MORB(b)0.010.01-0.010.1100.1110100Ta/YbNb/Yb图7 大兴安岭南段工农屯玛尼吐组火山岩构造环境判别图解（a）据Sunetal.，198 9；（b）据Pearce,2008Fig.7 The discrimination diagrams for tectonic settings of volcanic rock from Manitu Formation in Gongnongtun area,southern Great Hinggan Mountains(a)after Sun et al.,1989;(b)after Pearce,2008SHO一钾玄岩；TH一拉斑玄武岩；CAB一钙碱性玄武岩N-MORB一正常型洋中脊玄武岩；E-MORB一富集型洋中脊玄武岩；OIB一洋岛玄武岩图解中（图7 a），投人活动大陆边缘区域。在Th/Yb一Nb/Yb判别图解中（图7 b），投人陆缘岛弧区域中。邻区罕山林场玛尼吐组安山岩同样投在岛弧火山岩区域，属于钙碱性火山岩。说明大兴安岭南段工农屯地区中生代玛尼吐组安山岩产生于活动大陆边缘环境。同古太平洋板块俯冲作用后的伸展作用相关。本区的玛尼吐组火山岩和邻区罕山林场玛尼吐组安山岩的性质有一定相似性5结论文通过对大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩进行岩石地球化学和年代学的研究可以得到下列几点结论：（1)大兴安岭南段工农屯地区玛尼吐组火山岩主要岩性为深灰色、灰色安山岩、英安岩、安山质凝灰岩等,为一套陆相中性火山岩、火山碎屑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的年龄为1491.1Ma,形成时代为晚侏罗世。（2)工农屯地区玛尼吐组火山岩属于准铝质一弱过铝质高钾钙碱性岩石。富集大离子亲石元素K、Ba、T h、，而明显亏损Nb、P、T i 等元素。岩浆来源可为下地壳的部分熔融，同时在加人了洋壳沉积物和俯冲流体。（3）工农屯地区玛尼吐组火山岩产自于活动大陆的环境，构造背景为古太平洋板块俯冲作用后的伸展作用。致谢：感谢张拴宏研究员和另一位审稿专家审阅文稿，并提出了宝贵的修改意见参考文献References(The literature whose publishing year followed by a“&is in Chinesewith English abstract;The literature whose publishing year followed by a#is in Chinese without English abstract)程瑞玉，吴福元，葛文春，孙德有，柳小明，杨进辉。2 0 0 6.黑龙江省东部饶河杂岩的就位时代与东北东部中生代构造演化。岩石学报，2 2(2)：353 37 6.程银行，刘永顺，滕学建，杨俊泉，李艳锋，彭丽娜，李影，刘洋2013.内蒙古莫合尔图中一晚侏罗世火山岩年代学、地球化学研究及其意义地质学报，8 7（7）：943 956.崔玉斌，王凯，何付兵，尹刚伟，王召林，王广磊，折士混2 0 2 1.大兴安岭北段奇力滨地区玛尼吐组火山岩年代学、地球化学特征及构造意义，地质学报，95（11）：330 1 3316.杜岳丹，和钟铧，隋振民，谭皓元，任子慧。2 0 17.大兴安岭中段索伦地区玛尼吐组火山岩年代学、地球化学及其构造背景.世界地质，36(2)：347 36 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