Petrogenesis of the Late Carboniferous Aolun granite in the southern Da Hinggan Mountains and its insight into the evolution of the Paleo-Asia Ocean
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摘要:
对位于兴安地块南段的敖仑岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学特征研究, 探讨了岩石成因及地质意义。岩体由石英二长岩、二长花岗岩2种岩性组成, 其中主体岩性二长花岗岩锆石U-Pb定年结果为315.6±0.9 Ma, 为晚石炭世岩浆活动的产物。岩体具有富钠(Na2O含量3.27%~7.24%)、富碱(Na2O+K2O含量8.19%~9.17%)、弱(强)过铝质(A/CNK=1.01~1.22)的特征, 稀土元素总量偏低(72.7×10-6~223.3×10-6), 负Eu异常不明显(δEu=0.62~0.93), 富集大离子亲石元素(Rb、Th、K等)及轻稀土元素, 亏损Sr, 不同程度亏损高场强元素(Ta、Nb、P、Ti), 成因类型以高钾钙碱性的I型为主, 并向A型过渡, 具有明显的陆壳成分特征; 结合相关构造图解分析, 岩体为造山后伸展阶段早期的产物, 进而推测该地区古亚洲洋的闭合在晚石安世(315.6±0.9 Ma)之前。
Abstract:In this paper, zircon U-Pb age, geochemical characteristics study has been conducted on the Aolun granite, which is located in the Xing'an block.The granite is composed of quartz monosite and monzontic granite.The zircon U-Pb age of monzontic granite is 315.6±0.9 Ma, indicating that they are the the products of magmatic activity in the Late Carboniferous.The Aolun granite is enriched in Na(Na2O=3.27%~7.24%), alkali(Na2O+K2O=8.19%~9.17%)and belongs to weakly peraluminous-strongly peraluminous granite(A/CNK=1.01~1.22).The granite has lower ΣREE, without pronounced negative Eu anomalies(δEu=0.62~0.93).It also enriched in some LILE(Rb, Th, K)and LREE, depletions Sr and different depletions HFSE(Ta, Nb, P, Ti).The granite is a I-type granite and belongs to the high K calc-alkaline series, and transitions to A-type granite.These features are similar to geochemical characteristics of continental crust composition.Combined with tectonic enevironment discrimination diagram, the Aolun granite is the product of the early stage post-orogenic extension, it is suggested that the region of the Paleo-Asian Ocean closed before the Late Carboniferous(315.6±0.9 Ma).
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大兴安岭地区属于兴蒙造山带东段的一部分，北侧以蒙古-鄂霍茨克缝合带与西伯利亚克拉通为界，南侧以索伦-延吉断裂带为界与华北克拉通区分开(图 1-a)。该地区先后经历了古生代古亚洲洋域、中生代蒙古-鄂霍茨克域、环太平洋构造域等不同构造体系的叠加、改造[2-3]，具有独特的造山过程，是研究兴蒙造山带演化的关键地区。其中，古亚洲洋域的造山过程主要分为古亚洲洋俯冲、板块碰撞缝合、造山后伸展、稳定陆内造山运动等过程[4]。在古亚洲洋域造山过程中，区域上形成了不同时期(240~320 Ma)、不同成因类型(I、A型为主)的花岗岩[5-6]。这些花岗岩在地表广泛出露，是研究古亚洲洋域造山过程较好的标志体。其中，在板块碰撞后形成了2条规模较大的二叠纪碱性花岗岩带，作为造山后伸展过程的岩浆响应，受到了较高程度的研究。前人研究结果表明，该碱性花岗岩锆石U-Pb年龄大部分介于272~303 Ma之间[4, 6-10]，多形成于造山后或造山后向陆内造山转换的阶段，而对于碰撞阶段或造山后早期的岩浆作用研究较薄弱，稍早期的岩浆活动产物仅见全胜林场正长花岗岩(322 Ma)[11]、额日敦岩体(315 Ma)[12]等花岗岩的研究报道。
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研究区位于内蒙古东乌旗北东的1:5万冈干哈尔图幅内，该地区及周围分布大面积的中生代火山岩，晚古生代的地层、岩浆岩出露十分有限。敖仑岩体为本次工作最新识别出的晚石炭世岩体，本文对其进行了年代学、地球化学等方面的研究，分析其成因、地质意义，可为该地区晚古生代的构造岩浆活动提供启示，进而为揭示该地区古亚洲洋的演化提供科学依据。
1. 地质背景及岩体地质
大兴安岭地区的构造格架主要形成于晚古生代板块碰撞、洋盆闭合时期，以各深大断裂为界，共划分出3个构造单元，由南向北分别为松嫩地块、兴安地块、额尔古纳地块(图 1-a)。
研究区位于兴安地块南段，区内晚古生代—中生代的火山活动较强烈，分布大面积该时期的陆相火山岩系，尤以中生代最发育。相应的地层为：①宝力高庙组，岩性以灰紫色、深灰色的安山岩、粗面岩为主，局部夹少量深灰色凝灰质砂岩，总体上为深色调，韵律特征明显，由下向上形成3~5个溢流相-喷发沉积相组成的韵律结构；②满克头鄂博组，岩性为灰褐色、灰黄色流纹岩、流纹质角砾凝灰岩等，地层中可见不规则状二长花岗岩角砾。另外，在沟谷及山坡平缓处有少量的第四系分布。
敖仑岩体为1:5万冈干哈尔幅区调工作首次发现，位于东乌旗北东的敖仑呼都格博仑高地。敖仑岩体呈北东向的岩株状展布，面积约9.0 km2，周围被第四系冲洪积、中生代火山岩地层覆盖。主要由二长花岗岩及少量石英二长岩组成，二者呈明显侵入接触。2种岩性的特征如下。
石英二长岩：浅灰红色，二长-文象结构，钾长石含量为40%，大小0.3~1 mm，他形；斜长石含量为45%，自形板状，大小0.5 mm×0.75 mm~1 mm×2 mm，边缘多为钾长石分布；石英含量为5%~10%，他形，大小0.5~2 mm；黑云母含量为5%，褐色，片状晶体；角闪石含量为1%~2%，粒状，大小0.5~2 mm。副矿物含量为2%，以磁铁矿及少量磷灰石、锆石等为主。另外，还有少量绿泥石、褐铁矿等蚀变矿物。
二长花岗岩：肉红色，岩石中可见晚期裂纹，裂纹中石英细脉发育，细粒花岗结构为主，少量可见文象结构。矿物颗粒均匀分布，大小0.5~2 mm，其中斜长石含量为40%，板状，局部可见绢云母化；钾长石含量为30%，他形粒状；石英含量为25%，他形文象形态；黑云母含量为2%，棕色片状。副矿物含量为1%，以磁铁矿、磷灰石、锆石为主。另外，还有零星绢云母、绿泥石等蚀变矿物。
2. 分析测试方法
对敖仑岩体进行了锆石U-Pb定年测试，样品岩性为二长花岗岩，采样位置为北纬46°08′35″、东经118°47′21″。对锆石的处理分为分选、制靶、(反射光、阴极发光)照相、测试等过程，以上过程均在天津地质矿产研究所同位素实验室完成。在选取测试点时，尽量避开裂隙发育、包裹体分布的位置，以便获得较真实的年龄信息，具体步骤及使用的仪器见李怀坤等[13]。数据处理、作图用Isoplot(Version3.0)[14]程序完成。
对敖仑岩体采集了7件主量、微量、稀土元素测试样品(位置见图 1)，并在武汉综合岩矿测试中心完成分析测试。
3. 锆石U-Pb年龄
通过对阴极发光(CL)图像的观察(图 2)，锆石为淡黄色或近于无色，大部分锆石晶形较好，呈短柱状，少量为不规则的棱角状，粒径大部分在70~200 μm之间，长宽比在1.5:1~2:1之间，且多见振荡环带结构。锆石U-Pb测试结果见表 1，共测试了18个锆石点，其Th含量为7×10-6~160×10-6，U含量为58×10-6~225×10-6，除17号点的Th/U值为0.06偏低外，其余点的Th/U值介于0.32~1.01之间，平均为0.69，具有岩浆锆石的成因特征。18个点年龄谐和一致，很均匀地落在谐和线上，可信度较高，206Pb/238U年龄加权平均值为315.6±0.9 Ma(n=18，MSWD=0.17)，为晚石炭世(图 3)。
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图 2 敖仑岩体锆石阴极发光(CL)图像及年龄Figure 2. CL images and dating of zircons for the Aolun granite表 1 敖仑岩体LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年结果Table 1. Results of LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating of the Aolun granite测点号 含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/ 206Pb 1σ 207Pb/ 235U 1σ 206Pb/ 238U 1σ 207Pb/ 206Pb 1σ 207Pb/ 235U 1σ 206Pb/ 238U 1σ 1 5 73 97 0.76 0.0525 0.0015 0.3631 0.0105 0.0502 0.0003 308 65 315 9 315 2 2 5 59 94 0.63 0.0528 0.0015 0.3668 0.0105 0.0504 0.0003 321 64 317 9 317 2 3 5 67 87 0.78 0.0527 0.0015 0.3624 0.0107 0.0498 0.0003 317 66 314 9 314 2 4 4 62 75 0.82 0.0527 0.0018 0.3645 0.0128 0.0502 0.0003 315 78 316 11 316 2 5 4 50 74 0.68 0.0527 0.0024 0.3639 0.0169 0.0500 0.0003 318 106 315 15 315 2 6 4 45 72 0.63 0.0527 0.0023 0.3653 0.0158 0.0503 0.0003 315 99 316 14 316 2 7 5 62 86 0.73 0.0527 0.0019 0.3639 0.0131 0.0501 0.0003 316 81 315 11 315 2 8 6 82 107 0.76 0.0527 0.0014 0.3650 0.0101 0.0502 0.0003 316 60 316 9 316 2 9 12 160 225 0.71 0.0526 0.0008 0.3648 0.0056 0.0503 0.0003 311 35 316 5 316 2 10 4 57 77 0.74 0.0528 0.0022 0.3662 0.0154 0.0503 0.0003 319 94 317 13 317 2 11 6 90 107 0.85 0.0528 0.0015 0.3649 0.0104 0.0502 0.0003 318 64 316 9 316 2 12 3 45 60 0.75 0.0813 0.0045 0.5617 0.0298 0.0501 0.0005 1229 109 453 24 315 3 13 7 86 130 0.66 0.0526 0.0012 0.3635 0.0084 0.0501 0.0003 311 52 315 7 315 2 14 3 35 58 0.60 0.0527 0.0025 0.3650 0.0176 0.0502 0.0003 316 109 316 15 316 2 15 6 82 115 0.71 0.0526 0.0015 0.3649 0.0102 0.0503 0.0003 312 64 316 9 316 2 16 4 22 71 0.32 0.0519 0.0022 0.3595 0.0154 0.0502 0.0003 282 97 312 13 316 2 17 5 7 118 0.06 0.0527 0.0015 0.3642 0.0107 0.0501 0.0003 315 66 315 9 315 2 18 9 116 151 0.77 0.0526 0.0009 0.3645 0.0067 0.0503 0.0004 310 41 316 6 316 3 注：测试单位为天津地质矿产研究所同位素实验室，测试时间为2010年10月 4. 全岩地球化学特征
4.1 主量元素
敖仑岩体由二长花岗岩及少量的石英二长岩组成，二者主量元素特征分述如下。
石英二长岩：SiO2含量为66.78%，在TAS图解上位于Ir下方(亚碱性区域)的石英二长岩区(图 4-a)，分异程度中等(DI为83.42)；Na2O含量为4.99%，K2O+Na2O含量为8.49%，K2O/Na2O值为0.7，具有明显的富钠、富碱特征，里特曼指数σ43=3.0，为钙碱性岩，样品在SiO2-K2O图(图 4-b)上位于高钾钙碱性区间；Al2O3含量偏高，为16.02%，A/CNK值为1.03，在A/CNK-A/NK图上位于弱过铝质区，为弱过铝质岩石(图 4-c)。
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二长花岗岩：SiO2含量介于70.21%~76.76%之间，在TAS图解上位于Ir下方(亚碱性区域)的花岗岩区(图 4-a)，分异程度较高(DI为91.4~96.25)；Na2O含量为3.27%~7.24%，K2O+Na2O含量为8.19%~9.17%，K2O/Na2O值为0.19~1.62，大部分小于1，显示富钠且富碱的特征，里特曼指数σ43= 2.26~5.23，大部分样品为钙碱性岩，且在SiO2-K2O图(图 4-b)上位于高钾钙碱性区间；Al2O3含量中等偏高，为12.25%~15.37%，A/CNK值为1.04~1.22，位于I、S型花岗岩分界线(A/CNK=1.1)附近，总体为弱(强)过铝质岩石(图 4-c)。
此外，在哈克图解上，随SiO2含量增加，TiO2、Al2O3、TFeO、MnO、MgO、CaO含量减少，而K2O含量增加，显示出同源岩浆演化的特征(图 5)。
4.2 微量及稀土元素
稀土元素方面，具有以下特征：①稀土元素总量ΣREE(不含Y)为58.92×10-6~191.41×10-6，平均值为140.60×10-6，含量明显偏低；②轻稀土元素(ΣLREE)为49.69×10-6~168.65×10-6，重稀土元素(ΣHREE)为9.23×10-6~25.88×10-6，二者比值(ΣLREE/ΣHREE)为3.57~6.40，(La/Yb)N值为2.24~6.35，表现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损，略呈右倾的稀土元素曲线特征(图 6-a)；③(La/Sm)N=1.38~2.88，(Gd/Yb)N=0.74~1.27，说明轻、重稀土元素内部之间分馏较弱；④δEu=0.62~0.93，Eu亏损不明显。
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图 6 敖仑岩体稀土元素球粒陨石标准化配分模式(a)及原始地幔标准化蛛网图(b)[18]Figure 6. Chondrite-normalized REE pattern(a)and primitive mantle-normalized spider diagram(b)of the Aolun granite微量元素方面，在原始地幔蛛网图中，呈现为富集Rb、Th、K等元素，不同程度亏损Ta、Nb、Sr、P、Ti等元素的右倾形式(图 6-b)，尤以P、Ti亏损明显。其中Ta、Nb的亏损暗示了岩体与地壳的密切关系，Sr、P、Ti的亏损应该与钛铁矿、磷灰石等矿物的分离结晶有关。
5. 讨论
5.1 形成时代
敖仑岩体为本次最新厘定的新岩体。通过野外观察，发现其被侏罗系火山岩地层覆盖，初步推断岩浆活动早于侏罗纪，但该岩体与石炭系在地表又缺少明确的接触关系。通过对其中的二长花岗岩进行锆石U-Pb定年，得到了315.6±0.9 Ma的地质年龄，时代为晚石炭世。该岩体稍早于区域上产于造山后伸展背景的其他岩体，例如京格斯台岩体(301.3±1.5 Ma)[7]、白音图嘎岩体(302.8±1.3 Ma)[8]、扎拉嘎岩体(272.3±0.7 Ma)[9]、白音乌拉岩体(276-286 Ma)[4]，代表了同一地质背景下较早时期的岩浆活动。
5.2 岩石成因
敖仑岩体由石英二长岩、二长花岗岩组成，其中石英二长岩含零星的角闪石，分异程度中等(DI=83.42)，且具有富钠(Na2O含量为4.99%)、准铝质(A/CNK=1.03)的特征，在K2O-Na2O图中位于I型区域(图 7-a)，成因类型上属于I型。
二长花岗岩具有高硅(SiO2含量为70.21%~76.76%)、富碱(K2O+Na2O为8.19%~9.17%)、高分异指数(DI=91.40~96.25)的特征，同时钛(TiO2为0.11%~0.49%)、钙(CaO为0.36%~0.75%)、镁(MgO为0.10%~0.24%)含量也很低，为高分异I、S或A型。其具有富钠(Na2O为3.27%~7.24%)、低磷(P2O5为0.02%~0.11%)的特征，明显不同于低钠(Na2O平均值为2.81%)、偏高的磷含量(P2O5平均值为0.14%)为特征的S型花岗岩[19]，在K2O-Na2O图中也均位于非S型区(图 7-a)，说明其成因不可能为S型，而很可能为地表之下未经风化的火成岩。另外，一些相关元素(P2O5、Rb、Th等)对岩石成因的区分也有较好的启示。例如，在准铝质、弱过铝质岩石中，磷具有偏低的溶解度，且随着分异程度升高而降低；在强过铝质岩石中，磷具有较高的溶解度，且随着分异程度增加而升高，磷的这种特性已经较广泛的应用到花岗岩成因(I、S型)区分上[23]。该岩性与石英二长岩的样品在P2O5-SiO2散点图上分布呈明显的负相关，显示出了I型花岗岩的演化特征(图 5-g)，这也得到Rb-Th图解支持(图 7-b)。因此，二长花岗岩应为高分异I型花岗岩。
此外，敖仑岩体又表现出一些A型花岗岩的地球化学性质，例如，①Zr含量为90.4×10-6~330.0×10-6，含量偏高，部分样品大于A型花岗岩的下限(250×10-6)[21]，且位于A型花岗岩区域(图 7-c)；②全岩锆石饱和温度TZr(℃)为744~857℃(表 2)，平均为830℃，符合A型花岗岩高温的特征[24]；③全铁TFeO含量为0.98%~3.52%，也与A型花岗岩富铁(TFeO＞1%)的特征吻合[25]。另外，在图 7-d中，大部分样品分布于高分异钙碱性区，个别位于碱性区。因此，综合认为敖仑岩体成因类型以I型花岗岩为主，并向A型过渡。
表 2 敖仑岩体主量、微量和稀土元素分析结果Table 2. Major, trace and rare earth elements compositions of the Aolun granite样品编号 PM303-1 PM301-10 PM301-11 PM303-2 D3935 PM301-13 PM301-12 岩性 石英二长岩 二长花岗岩 SiO2 66.78 71.88 72.41 70.21 70.88 76.76 72.37 TiO2 0.72 0.49 0.42 0.46 0.43 0.11 0.4 Al2O3 16.02 14.69 14.57 15.17 15.16 12.25 15.37 Fe2O3 2.52 1.91 1.61 2.63 2.26 0.95 1.48 FeO 1.25 0.25 0.27 0.25 0.15 0.13 0.17 MnO 0.09 0.05 0.03 0.06 0.04 0.02 0.04 MgO 0.65 0.20 0.24 0.14 0.13 0.10 0.11 CaO 1.99 0.37 0.55 0.66 0.75 0.36 0.43 Na2O 4.99 4.56 3.73 5.17 4.51 3.27 7.24 K2O 3.50 4.09 4.46 4 4.38 5.29 1.34 P2O5 0.23 0.11 0.09 0.08 0.09 0.02 0.09 CO2 0.1 0.06 0.17 0.04 0.06 0.08 0.06 H2O+ 0.94 1.13 1.25 0.91 0.94 0.51 0.76 DI 83.42 92.95 91.93 91.68 91.40 96.25 94.41 A/CNK 1.03 1.17 1.22 1.08 1.12 1.04 1.09 σ43 3.00 2.57 2.26 3.07 2.82 5.23 3.38 Na2O+K2O 8.49 8.65 8.19 9.17 8.89 8.56 8.58 K2O/Na2O 0.7 0.9 1.2 0.77 0.97 1.62 0.19 TFeO 3.52 1.97 1.72 2.62 2.18 0.98 1.50 TFeO/MgO 5.41 9.84 7.16 18.69 16.80 9.85 13.65 Rb 61.6 101.0 139.0 49.9 92.6 122.0 23.2 Nb 11.8 11.8 13.8 9.96 10.3 6.83 9.87 Ta 1.28 1.33 1.74 1.19 1.47 1.74 1.00 Th 5.70 5.70 9.85 3.72 6.89 18.10 2.72 Ba 879 788 714 875 819 368 288 Sr 283 113 99.6 93.7 183 73.9 47.4 Zr 304 303 289 330 258 90.4 276 Hf 8.24 8.4 8.17 9.21 7.35 3.4 7.76 Ni 5.78 6.29 5.99 4.14 5.12 15 6.92 Cr 6.65 8.1 5.46 8.17 3.58 5.1 6.11 La 27.20 26.30 34.00 27.90 22.80 11.90 13.30 Ce 68.70 58.70 77.30 71.30 48.50 20.70 31.30 Pr 8.48 7.65 9.75 8.72 5.95 3.00 5.16 Nd 35.50 30.60 38.10 35.10 23.50 11.20 23.50 Sm 8.00 6.31 8.04 7.78 5.11 2.39 6.18 Eu 2.24 1.40 1.46 1.90 1.33 0.50 1.30 Gd 6.45 5.00 5.90 6.82 4.35 1.85 5.30 Tb 1.20 0.99 1.11 1.17 0.69 0.37 0.97 Dy 6.80 5.79 6.02 6.77 4.35 2.30 6.10 Ho 1.37 1.22 1.21 1.33 0.88 0.49 1.23 Er 3.96 3.63 3.55 4.00 2.65 1.55 3.58 Tm 0.63 0.60 0.58 0.65 0.43 0.28 0.61 Yb 4.29 4.09 3.84 4.49 2.94 2.07 4.24 Lu 0.61 0.59 0.56 0.65 0.45 0.32 0.60 Y 34.90 32.60 32.00 33.90 25.40 13.80 30.50 ΣREE 175.43 152.87 191.41 178.58 123.94 58.92 103.38 ΣLREE 150.12 130.96 168.65 152.70 107.19 49.69 80.74 ΣHREE 25.31 21.91 22.76 25.88 16.75 9.23 22.64 ΣLREE/ΣHREE 5.93 5.98 7.41 5.90 6.40 5.38 3.57 (La/Yb)N 4.55 4.61 6.35 4.45 5.55 4.11 2.24 (La/Sm)N 2.20 2.69 2.73 2.31 2.88 3.21 1.38 (Gd/Yb)N 1.24 1.01 1.27 1.26 1.22 0.74 1.03 δEu 0.93 0.74 0.62 0.78 0.84 0.7 0.68 Mg# 22.27 13.60 17.79 7.66 8.45 13.60 10.20 TZr/℃ 833 856 857 853 834 744 837 注：测试单位为武汉综合岩矿测试中心，测试时间为2009年6月。主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6 岩体的2种岩性在空间上为侵入接触，在微量和稀土元素曲线上也具有相似的特征(图 6)，说明很可能来自于同一源区。岩体具有偏低的Cr(5.1×10-6~8.17×10-6)、Ni(4.14×10-6~15.00×10-6)含量，其Mg#值为7.65~22.27，低于地幔岩浆范围(68~75)[25]，Nb/Ta值为3.93~9.87，也与地壳值(10~14)接近[18]。以上特征均暗示了壳源岩浆的特征。
在哈克图解上，样品总体呈现明显的线性关系，但部分样品线性关系不明显，暗示岩体形成过程中经历了部分熔融、分离结晶2种作用(图 5)；La-La/Yb图解(图 8-a)显示，部分熔融作用可能是岩体形成的主要因素，分离结晶作用次之，这也得到Sr-Ba图解(图 8-b)的支持，该图解显示岩体在部分熔融或结晶分异过程中斜长石、钾长石未发生明显的分离结晶，与其Ba、Sr、Eu亏损不明显相对应(图 6)。综上所述，岩体来自于地壳部分熔融，并经历了一定程度的分离结晶作用。岩体稀土元素含量的变化主要与成岩过程中富轻稀土元素副矿物的分离结晶有关(图 8-c)。例如，部分具有高分异花岗岩特征的样品(PM301-12、PM301-13)，稀土元素含量明显偏低，应是岩浆晚期副矿物(磷灰石、独居石等)的分离结晶所致。
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5.3 地质意义
兴蒙造山带具有较复杂的构造演化过程，在不同块体俯冲、碰撞拼合过程中导致古亚洲洋消失。研究区西侧的迪彦庙蛇绿岩揭示了早石炭世(345.3± 2.3 Ma)为弧前环境[28]。而对于古亚洲洋闭合的时限，一直存在争议。其中一种普遍观点认为，区域上出露的2条具有鲜明特色的碱性花岗岩带，可以作为造山碰撞后伸展环境的标志[4]，近年来围绕该碱性花岗岩带上的京格斯台岩体等进行了较高程度的锆石定年研究，上述岩体时代多集中在晚石炭世—早二叠世[4, 6-11]，这也与林西组的沉积下限揭示洋盆闭合早于晚二叠世这一结论吻合[29]。
敖仑岩体成因类型以I型为主，并向A型过渡，与京格斯台碱性花岗岩等岩体具有相似的岩石成因，空间上又处于同一岩浆岩带上，因而具有一致的地质背景。样品在构造图解(图 9)中分布于火山弧花岗岩、板内花岗岩的分界线附近，暗示了其后碰撞的特征。综合敖仑岩体的锆石U-Pb年龄为315.6±0.9 Ma，稍早于碱性花岗岩带上的其他岩体，说明该岩体很可能是碰撞后伸展阶段早期的产物。
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图 9 敖仑岩体构造环境判别图解[30]Figure 9. Tectonic enevironment discrimination diagrams of the Aolun granite6. 结论
(1) 大兴安岭南段敖仑岩体由石英二长岩、二长花岗岩组成，U-Pb锆石年龄为315.6±0.9 Ma，时代为晚石炭世。
(2) 岩体具有明显的富钠、富碱、弱(强)过铝质的特征，稀土元素总量偏低，富集大离子亲石元素(Rb、Th、K等)及轻稀土元素，亏损Sr及高场强元素(P、Ti)，成因类型以高钾钙碱性的I型为主，并向A型过渡。
(3) 岩体是碰撞后伸展阶段早期的产物。
致谢: 感谢项目组成员在野外工作中的帮助，感谢审稿专家对本文提出的宝贵意见。 -
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图 2 敖仑岩体锆石阴极发光(CL)图像及年龄
Figure 2. CL images and dating of zircons for the Aolun granite
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图 6 敖仑岩体稀土元素球粒陨石标准化配分模式(a)及原始地幔标准化蛛网图(b)[18]
Figure 6. Chondrite-normalized REE pattern(a)and primitive mantle-normalized spider diagram(b)of the Aolun granite
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图 9 敖仑岩体构造环境判别图解[30]
Figure 9. Tectonic enevironment discrimination diagrams of the Aolun granite
表 1 敖仑岩体LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年结果
Table 1 Results of LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating of the Aolun granite
测点号 含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/ 206Pb 1σ 207Pb/ 235U 1σ 206Pb/ 238U 1σ 207Pb/ 206Pb 1σ 207Pb/ 235U 1σ 206Pb/ 238U 1σ 1 5 73 97 0.76 0.0525 0.0015 0.3631 0.0105 0.0502 0.0003 308 65 315 9 315 2 2 5 59 94 0.63 0.0528 0.0015 0.3668 0.0105 0.0504 0.0003 321 64 317 9 317 2 3 5 67 87 0.78 0.0527 0.0015 0.3624 0.0107 0.0498 0.0003 317 66 314 9 314 2 4 4 62 75 0.82 0.0527 0.0018 0.3645 0.0128 0.0502 0.0003 315 78 316 11 316 2 5 4 50 74 0.68 0.0527 0.0024 0.3639 0.0169 0.0500 0.0003 318 106 315 15 315 2 6 4 45 72 0.63 0.0527 0.0023 0.3653 0.0158 0.0503 0.0003 315 99 316 14 316 2 7 5 62 86 0.73 0.0527 0.0019 0.3639 0.0131 0.0501 0.0003 316 81 315 11 315 2 8 6 82 107 0.76 0.0527 0.0014 0.3650 0.0101 0.0502 0.0003 316 60 316 9 316 2 9 12 160 225 0.71 0.0526 0.0008 0.3648 0.0056 0.0503 0.0003 311 35 316 5 316 2 10 4 57 77 0.74 0.0528 0.0022 0.3662 0.0154 0.0503 0.0003 319 94 317 13 317 2 11 6 90 107 0.85 0.0528 0.0015 0.3649 0.0104 0.0502 0.0003 318 64 316 9 316 2 12 3 45 60 0.75 0.0813 0.0045 0.5617 0.0298 0.0501 0.0005 1229 109 453 24 315 3 13 7 86 130 0.66 0.0526 0.0012 0.3635 0.0084 0.0501 0.0003 311 52 315 7 315 2 14 3 35 58 0.60 0.0527 0.0025 0.3650 0.0176 0.0502 0.0003 316 109 316 15 316 2 15 6 82 115 0.71 0.0526 0.0015 0.3649 0.0102 0.0503 0.0003 312 64 316 9 316 2 16 4 22 71 0.32 0.0519 0.0022 0.3595 0.0154 0.0502 0.0003 282 97 312 13 316 2 17 5 7 118 0.06 0.0527 0.0015 0.3642 0.0107 0.0501 0.0003 315 66 315 9 315 2 18 9 116 151 0.77 0.0526 0.0009 0.3645 0.0067 0.0503 0.0004 310 41 316 6 316 3 注：测试单位为天津地质矿产研究所同位素实验室，测试时间为2010年10月 
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表 2 敖仑岩体主量、微量和稀土元素分析结果
Table 2 Major, trace and rare earth elements compositions of the Aolun granite
样品编号 PM303-1 PM301-10 PM301-11 PM303-2 D3935 PM301-13 PM301-12 岩性 石英二长岩 二长花岗岩 SiO2 66.78 71.88 72.41 70.21 70.88 76.76 72.37 TiO2 0.72 0.49 0.42 0.46 0.43 0.11 0.4 Al2O3 16.02 14.69 14.57 15.17 15.16 12.25 15.37 Fe2O3 2.52 1.91 1.61 2.63 2.26 0.95 1.48 FeO 1.25 0.25 0.27 0.25 0.15 0.13 0.17 MnO 0.09 0.05 0.03 0.06 0.04 0.02 0.04 MgO 0.65 0.20 0.24 0.14 0.13 0.10 0.11 CaO 1.99 0.37 0.55 0.66 0.75 0.36 0.43 Na2O 4.99 4.56 3.73 5.17 4.51 3.27 7.24 K2O 3.50 4.09 4.46 4 4.38 5.29 1.34 P2O5 0.23 0.11 0.09 0.08 0.09 0.02 0.09 CO2 0.1 0.06 0.17 0.04 0.06 0.08 0.06 H2O+ 0.94 1.13 1.25 0.91 0.94 0.51 0.76 DI 83.42 92.95 91.93 91.68 91.40 96.25 94.41 A/CNK 1.03 1.17 1.22 1.08 1.12 1.04 1.09 σ43 3.00 2.57 2.26 3.07 2.82 5.23 3.38 Na2O+K2O 8.49 8.65 8.19 9.17 8.89 8.56 8.58 K2O/Na2O 0.7 0.9 1.2 0.77 0.97 1.62 0.19 TFeO 3.52 1.97 1.72 2.62 2.18 0.98 1.50 TFeO/MgO 5.41 9.84 7.16 18.69 16.80 9.85 13.65 Rb 61.6 101.0 139.0 49.9 92.6 122.0 23.2 Nb 11.8 11.8 13.8 9.96 10.3 6.83 9.87 Ta 1.28 1.33 1.74 1.19 1.47 1.74 1.00 Th 5.70 5.70 9.85 3.72 6.89 18.10 2.72 Ba 879 788 714 875 819 368 288 Sr 283 113 99.6 93.7 183 73.9 47.4 Zr 304 303 289 330 258 90.4 276 Hf 8.24 8.4 8.17 9.21 7.35 3.4 7.76 Ni 5.78 6.29 5.99 4.14 5.12 15 6.92 Cr 6.65 8.1 5.46 8.17 3.58 5.1 6.11 La 27.20 26.30 34.00 27.90 22.80 11.90 13.30 Ce 68.70 58.70 77.30 71.30 48.50 20.70 31.30 Pr 8.48 7.65 9.75 8.72 5.95 3.00 5.16 Nd 35.50 30.60 38.10 35.10 23.50 11.20 23.50 Sm 8.00 6.31 8.04 7.78 5.11 2.39 6.18 Eu 2.24 1.40 1.46 1.90 1.33 0.50 1.30 Gd 6.45 5.00 5.90 6.82 4.35 1.85 5.30 Tb 1.20 0.99 1.11 1.17 0.69 0.37 0.97 Dy 6.80 5.79 6.02 6.77 4.35 2.30 6.10 Ho 1.37 1.22 1.21 1.33 0.88 0.49 1.23 Er 3.96 3.63 3.55 4.00 2.65 1.55 3.58 Tm 0.63 0.60 0.58 0.65 0.43 0.28 0.61 Yb 4.29 4.09 3.84 4.49 2.94 2.07 4.24 Lu 0.61 0.59 0.56 0.65 0.45 0.32 0.60 Y 34.90 32.60 32.00 33.90 25.40 13.80 30.50 ΣREE 175.43 152.87 191.41 178.58 123.94 58.92 103.38 ΣLREE 150.12 130.96 168.65 152.70 107.19 49.69 80.74 ΣHREE 25.31 21.91 22.76 25.88 16.75 9.23 22.64 ΣLREE/ΣHREE 5.93 5.98 7.41 5.90 6.40 5.38 3.57 (La/Yb)N 4.55 4.61 6.35 4.45 5.55 4.11 2.24 (La/Sm)N 2.20 2.69 2.73 2.31 2.88 3.21 1.38 (Gd/Yb)N 1.24 1.01 1.27 1.26 1.22 0.74 1.03 δEu 0.93 0.74 0.62 0.78 0.84 0.7 0.68 Mg# 22.27 13.60 17.79 7.66 8.45 13.60 10.20 TZr/℃ 833 856 857 853 834 744 837 注：测试单位为武汉综合岩矿测试中心，测试时间为2009年6月。主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6
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