LA-ICP-MS zircon U-Pb age of dykes from central Tarim Basin and its geological significance
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摘要:
塔里木盆地塔中地区地震资料显示，寒武系、奥陶系、二叠系中发育大量辉绿岩岩脉，在塔中隆起断裂带附近采集了侵入到志留系与奥陶系中的辉绿岩脉样品（中1井、中16井岩心）。用LA-ICP-MS测定技术，测定了其中锆石的U-Pb年龄和微量元素。锆石U-Pb年龄显示，这些辉绿岩岩脉形成于早二叠世（273~296 Ma）；测得的700~930 Ma（新元古代）、396~544 Ma（古生代）年龄显示，盆地早期有构造岩浆活动；121.0±8.5 Ma（早白垩世）锆石存在，显示其形成与盆地内部同期热液活动有关。
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关键词:
- 塔里木盆地 /
- 辉绿岩 /
- 热液活动 /
- 白垩纪 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄
Abstract:Seismic data obtained from the central Tarim Basin show that lots of diabase dykes are developed in Cambrian, Ordovician and Permian strata.Diabase dykes that invaded into Silurian and Ordovician strata were collected near the fault zone (Zhong 1 well, Zhong 16 well core).Using LA-ICP-MS determination technology, the authors determined U-Pb age and trace elements in zir-con.Zircon U-Pb age shows that the diabase dykes were formed in the Early Permian period of 273~296 Ma.Measured 700~930 Ma (Late Proterozoic) and 396~544 Ma (Paleozoic) show the tectonic-magmatic activity when basin was formed.121.0±8.5 Ma (Early Cretaceous) zircon indicates that the formation was related to hydrothermal activities in the same period.
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Keywords:
- Tarim Basin /
- diabase /
- hydrothermal activity /
- Early Cretaceous /
- LA-ICP-MS zircon U-Pb dating
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研究区位于兴蒙造山带东段，由北向南依次为额尔古纳地块、兴安地块和松嫩地块，经历了古生代多块体拼合作用过程和中生代陆内演化过程的叠加，地壳结构、构造相对复杂[1-2]。大兴安岭北段发育大面积的晚中生代火山岩，由于研究区内火山岩研究对象不同，众多学者对火山岩期次的划分与厘定存在分歧。关于火山岩形成的构造环境问题存在争议，先后有地幔柱成因[3-4]、板内成因[5]、蒙古-鄂霍茨克洋俯冲成因[6-8]、古太平洋俯冲成因[9-10]等多种观点。另一方面，大兴安岭北段的中西部地区目前有较多的年代学资料，但东部地区火山岩年代学及火山岩构造背景的研究较滞后。因此，本文对研究区不同期次火山岩开展详细的研究工作，进一步划分火山岩浆活动期次，讨论火山岩的成因及形成的构造环境，为晚中生代火山岩的构造环境提供依据。
1. 地质背景及岩石学特征
龙江盆地位于黑龙江省龙江县境内，内蒙古自治区东部，所在区域为古生代陆壳侧向增生区，亦为兴安地块和松嫩地块的缝合区（图 1-a）。在地质特征上，龙江盆地是由多个发育在海西褶皱基底上，以早白垩世为主体的一群中小规模的断陷湖盆组合而成，形成条件相近的断陷，具有各自独立的沉积体系。
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图 1 大兴安岭北部构造单元划分[11]（a）和龙江盆地地质简图（b）Figure 1. Tectonic setting map of the northern Da Hinggan Mountains (a) and simplified geological map of Longjiang basin(b)区内出露的地质体主要包括晚古生代大石寨组、花岗岩体及晚中生代火山岩。其中，大石寨组为一套经过低级变质作用改造的火山-沉积岩系[12]，其形成环境为浅海并伴随较强烈的火山活动；花岗岩主要由花岗闪长岩和二长花岗岩组成，为一套高钾钙碱性系列岩石。盆地内出露的晚中生代地层自下而上为下白垩统龙江组、光华组和甘河组，是大兴安岭北段火山盆地的基本类型。龙江组为偏中性火山岩，以安山岩、安山质凝灰岩、火山角砾岩、凝灰质细-粉砂岩夹少量英安岩、英安质凝灰岩为主，与下伏二叠系和侵入岩呈角度不整合接触。光华组为偏酸性火山岩，以流纹岩、碱流岩、流纹质凝灰岩、流纹质沉凝灰岩夹薄层凝灰质细-粉砂岩为主，灰白色粘土岩及沉凝灰岩中富产叶肢介、介形虫、淡水双壳类、腹足类、昆虫及植物化石，属于中期热河生物群。甘河组为偏中基性火山岩，以玄武岩、橄榄玄武岩和玄武安山岩为主，厚度大于82.6m，喷发覆盖于下伏地层之上。
本文涉及的光华组在光华村—兴义村一带分布，出露面积约89km2，碱流岩出露于大景星山附近（图 1-b），沿新兴村-大景星山-东临山进行地层剖面实测和采样，详细考察了龙江盆地碱流岩的野外产状、空间分布特征和野外地质关系。大景星山呈椭圆形，长轴方向为北北东向，与区域构造（断裂）走向一致，地貌表现为中央山峰高耸，周围是阶梯状下降的多轮环状山。碱流岩以大景星山为中心向四周溢流（图 2-a），覆盖于下部流纹质-英安质火山碎屑岩之上，流面发育（图 2-b），岩性稳定。本次研究的样品（PM412TW25）采自大景星山碱流岩中心部位，即北纬47°09′28″、东经122°56′27″。
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图 2 大景星山碱流岩野外照片（a、b）和显微照片（c、d）a—碱流岩宏观照片；b—流面发育；c—透长石斑晶裂纹发育；d—正长石流状定向；San—透长石；Or—正长石Figure 2. Field photographs (a, b) and microphotographs (c, d) for the pantellerite in Dajingxing Mountain碱流岩呈灰白色-灰紫色，斑状结构，基质具有球粒-显微嵌晶结构。斑晶成分为透长石（10%~ 15%），半自形板状，局部聚斑状，发育横向裂纹（图 2-c），卡氏双晶，粒径0.4~3.0mm。基质以长英质放射状、扇形球粒为主，球粒之间可见少量他形粒状石英中嵌有自形长柱状正长石微晶。正长石呈半自形板状，卡氏双晶，近平行消光，表面较洁净，可见流状定向（图 2-d），粒径均小于0.1mm。
2. 锆石U-Pb分析方法及结果
样品破碎和锆石分选由河北省廊坊市科大矿物分选技术股份有限公司完成。锆石阴极发光（CL）照相在中国地质科学院北京离子探针中心完成。锆石激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICP-MS）U-Pb同位素分析在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成。试验中采用高纯氦作为剥蚀物质载气，用标准参考物质NIST SRM610进行仪器最佳化，样品测定时用哈佛大学标准锆石91500作为外部校正。本次实验采用的激光斑束直径为30μm，激光脉冲为10Hz，能量密度为16~ 17 J/cm2。普通铅校正采用Anderson的方法，详细实验测试过程可参见文献[13]。锆石U-Pb同位素分析结果见表 1，代表性的锆石阴极发光图像见图 3，年龄加权平均值计算和U-Pb谐和图（图 4）由3.0版本的Isoplot程序完成[14]。
表 1 大景星山碱流岩（PM412TW25）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测试结果Table 1. LA-ICP-MS data of zircons from the pantellerite (PM412TW25) in Dajingxing Mountain测点号 组成/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 1 38 56 0.68 0.0500 0.0021 0.1376 0.0062 0.0198 0.0006 195.9 95 130.9 5.6 126.5 3.7 2 40 63 0.64 0.0508 0.0023 0.1352 0.0067 0.0200 0.0006 229.7 103 128.8 6.0 127.5 3.9 5 32 53 0.62 0.0499 0.0035 0.1300 0.0096 0.0198 0.0007 188.1 154 124.1 8.6 126.2 4.3 6 46 74 0.63 0.0484 0.0018 0.1247 0.0051 0.0184 0.0005 119.2 87 119.3 4.6 117.5 3.4 8 180 127 1.41 0.0549 0.0020 0.1497 0.0059 0.0195 0.0006 408.4 79 141.6 5.2 124.6 3.6 9 38 63 0.61 0.0510 0.0036 0.1326 0.0099 0.0196 0.0007 240.2 155 126.4 8.9 125.2 4.3 10 29 61 0.48 0.0491 0.0025 0.1339 0.0072 0.0196 0.0006 150.9 114 127.6 6.4 125.1 3.8 12 47 73 0.63 0.0495 0.0022 0.1305 0.0062 0.0188 0.0006 171.9 101 124.5 5.6 120.1 3.6 13 35 63 0.55 0.0507 0.0030 0.1259 0.0078 0.0187 0.0006 227.9 130 120.4 7.1 119.6 3.8 14 31 57 0.54 0.0491 0.0028 0.1273 0.0076 0.0191 0.0006 154.4 128 121.6 6.9 121.8 3.8 16 105 103 1.02 0.0534 0.0020 0.1389 0.0056 0.0189 0.0006 344.7 83 132 5.0 120.4 3.5 17 28 50 0.56 0.0473 0.0025 0.1257 0.0069 0.0190 0.0006 61.2 120 120.2 6.2 121.6 3.7 18 248 174 1.43 0.0496 0.0017 0.1340 0.0050 0.0195 0.0006 175.5 79 127.6 4.5 124.4 3.6 19 32 50 0.65 0.0496 0.0021 0.1365 0.0060 0.0198 0.0006 178.3 94 129.9 5.4 126.5 3.7 22 33 62 0.53 0.0482 0.0022 0.1306 0.0062 0.0188 0.0006 111 102 124.6 5.5 120.1 3.5 23 20 42 0.47 0.0475 0.0050 0.1239 0.0138 0.0182 0.0007 73.1 235 118.6 12 116.3 4.5 25 26 45 0.58 0.0548 0.0037 0.1427 0.0102 0.0196 0.0007 403 144 135.4 9.0 125.4 4.2 28 38 68 0.56 0.0472 0.0025 0.1264 0.0071 0.0188 0.0006 56.3 123 120.9 6.4 119.8 3.6 29 81 85 0.95 0.0505 0.0019 0.1312 0.0054 0.0188 0.0006 217.6 87 125.2 4.8 120.1 3.5 ![]()
图 3 大景星山碱流岩锆石阴极发光图像、测点编号及 206Pb/238U年龄Figure 3. Cathodoluminescence images of typical single-crystal zircons and their apparent ages from the pantellerite in Dajingxing Mountain![]()
图 4 大景星山碱流岩锆石U-Pb谐和图Figure 4. U-Pb concordia diagram of zircons from the pantellerite in Dajingxing Mountain锆石阴极发光图像显示，碱流岩样品中大多数锆石晶体多呈短柱状，部分长柱状，晶轴比为1：1~1：3，柱面和锥面较发育，韵律环带不很发育，Th/U值介于0.48~1.43之间，反映岩浆成因锆石的特点。对80粒锆石中的30颗锆石进行了测试分析，其中11个测点由于Pb丢失而偏离谐和曲线，无年龄意义。其余数据分布在谐和线上及其附近，206Pb/238U年龄加权平均值为122.4±1.7Ma（n= 19，MSWD=0.77）。该年龄与光华村光华组火山-沉积碎屑岩中的双壳类、叶肢介、三尾拟蜉蝣等热河生物群化石组合所属时代早白垩世相符合，代表火山岩的喷发年龄。
3. 岩石地球化学特征
本文对7件火山岩样品进行了主量、微量元素测试，结果见表 2。样品测试在国土资源部东北矿产资源监督检测中心完成，整个过程均在无污染设备中进行。主量元素采用X射线荧光光谱法(XRF)，微量元素分析采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)完成。主量元素分析精度和准确度优于5%，微量元素分析精度和准确度优于10%。
表 2 大景星山碱流岩主量、微量及稀土元素分析结果Table 2. Major, trace and rare earth elements compositions of the pantellerite in Dajingxing Mountain样品号 SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO TiO2 K2O Na2O CaO MgO MnO P2O5 烧失量 总量 AR DI PM412YQ7 73.32 14.04 0.63 0.54 0.2 5 4.84 0.15 0.23 0.003 0.03 0.24 99.23 5.51 96.75 PM412YQ9 73.29 13.82 0.16 0.54 0.2 5.25 4.65 0.52 0.49 0.01 0.03 0.29 99.23 5.45 95.65 PM412YQ10-1 73.85 13.41 0.74 0.54 0.2 5.3 3.95 0.29 0.73 0.034 0.03 0.17 99.24 5.15 94.42 PM412YQ10-2 72.94 13.35 1.28 0.4 0.19 5.44 4.21 0.21 0.54 0.044 0.05 0.43 99.1 5.93 95.39 PM412YQ23 74.16 12.76 1.18 0.56 0.17 4.72 4.64 0.28 0.63 0.01 0.04 0.33 99.47 6.09 95.71 PM412YQ25 75.64 12.96 0.3 0.4 0.16 4.54 4.54 0.13 0.18 0.004 0.04 0.19 99.09 5.53 97.54 PM412YQ27 73.14 13.85 0.58 0.45 0.2 4.92 4.9 0.21 0.54 0.004 0.04 0.29 99.14 5.64 96.21 A型花岗岩 73.81 12.4 1.24 1.58 0.26 4.65 4.07 0.75 0.2 0.06 0.04 样品号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y PM412YQ7 74.0 151 19.8 75.1 13.7 0.51 10.14 1.71 9.60 1.82 4.64 0.75 5.10 0.74 47.4 PM412YQ9 71.1 163 19.4 74.9 14.2 0.44 10.78 1.77 10.05 1.92 4.90 0.79 5.34 0.78 59.5 PM412YQ10-1 75.3 166 20.2 80.0 15.1 0.51 10.95 1.77 9.35 1.73 4.26 0.69 4.66 0.67 35.3 PM412YQ10-2 60.6 120 15.8 61.6 11.6 0.57 8.62 1.44 8.50 1.64 4.19 0.69 4.60 0.67 48.1 PM412YQ23 72.2 161 18.9 71.8 13.3 0.65 9.94 1.66 9.51 1.83 4.80 0.78 5.20 0.76 46.7 PM412YQ25 57.9 162 16.5 60.7 11.9 0.51 9.02 1.54 9.21 1.80 4.57 0.76 5.17 0.75 45.2 PM412YQ27 74.8 152 20.2 76.0 14.2 0.42 10.33 1.76 9.99 1.89 4.86 0.80 5.36 0.79 46.6 样品号 Sr Rb Ba Th Ta Nb Zr Hf Sc Cr Ni Cs ΣREE δEu (La/Yb)N PM412YQ7 13.2 141 25.7 6.25 1.09 37.0 765 13.9 6.66 11.4 2.36 0.83 369 0.13 9.79 PM412YQ9 14.2 146 33.2 6.16 0.54 35.2 776 14.3 6.57 14.2 1.95 1.12 379 0.11 8.97 PM412YQ10-1 13.1 150 26.5 6.51 0.77 36.0 708 13.6 5.14 16.6 4.32 1.57 391 0.12 10.91 PM412YQ10-2 11.5 151 40.3 6.87 0.86 37.9 724 10.4 6.02 8.7 3.60 1.24 301 0.17 8.89 PM412YQ23 13.2 144 42.7 6.41 0.84 39.9 627 12.2 4.92 17.2 5.59 0.69 372 0.16 9.35 PM412YQ25 11.6 137 24.0 6.68 1.29 38.1 667 11.7 4.26 20.5 2.67 0.35 343 0.15 7.55 PM412YQ27 12.8 140 25.6 6.59 1.24 36.6 759 14.5 6.53 15.4 2.23 0.77 374 0.10 9.40 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素为10-6；A型花岗岩数据据参考文献[15] 3.1 主量元素
大景星山碱流岩具有以下特征：①富Si（SiO2= 72.94%~75.64%），贫Mg（MgO=0.18%~0.73%）和Ca（CaO=0.13%~0.52%）, 在TAS图解（图 5-a）中，所有样品点均落在流纹岩区，分异指数高（DI=94.42~ 97.54）, 表现出高分异演化的特征。②碱含量高，全碱（K2O+Na2O）=9.08%~9.89%，碱度指数（AR）为5.15~ 6.09，且相对富钾，K2O/Na2O值为1.00~1.34，在Nb/Y-Zr/TiO2分类图解（图 5-b）中全部落在碱流岩区域。③准铝质-弱过铝质，A/CNK值变化范围为0.96~1.05。④低TiO2（0.16%~0.2%）和P2O5（0.03%~ 0.05%），显示岩浆经历了钛铁矿、磷灰石等矿物的分离结晶作用。上述主量元素特征与A型花岗岩平均值一致[15]。
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图 5 大景星山碱流岩TAS图解(a)和Nb/Y-Zr/TiO2图解(b)Figure 5. TAS(a)and Nb/Y-Zr/TiO2(b)diagrams of the pantellerite in Dajingxing Mountain3.2 微量元素
大景星山碱流岩稀土元素总量（ΣREE）在301 × 10-6~391 × 10-6范围内, 轻、重稀土元素比值（LREE/HREE）在8.91~10.47之间，(La/Yb)N=7.55~ 10.91，轻、重稀土元素分馏程度中等，轻稀土元素分馏较明显，（La/Sm)N值为3.06~3.49，重稀土元素分馏不显著。岩石的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线呈明显的右倾“V”字形特征（图 6-a），并显示较明显的负Eu异常（δEu=0.1~0.17）。微量元素蛛网图（图 6-b）显示，大景星山碱流岩富集Rb、Th、U、Zr和轻稀土元素，如La、Ce、Nd和Sm，明显亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。Nb和Ta具有中等-弱亏损。在Whalen等[15]提出的分类图（图 7）上，该区流纹岩与高度分异的I、S型花岗岩明显不同，所有样品点都落在A型花岗岩区。在花岗岩的微量元素构造判别图解（图 8）中，大景星山碱流岩全部落入板内花岗岩区。
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图 7 Zr（a），Nb（c）与10000×Ga/Al判别图和（K2O+Na2O）/CaO（b），TFeO/MgO（d）与Zr+Nb+Ce+Y判别图[15]FG—分异的I、S型花岗岩；OTG—未分异的I、S、M型花岗岩；I、S、A—I、S、A型花岗岩Figure 7. Zr(a), Nb(c)versus 10000×Ga/Al and (K2O+Na2O)/CaO(b), TFeO/MgO versus Zr+Nb+Ce+Y discrimination diagrams![]()
图 8 (Y+Nb)-Rb（a）和Y-Nb（b）图解[18]WPG—板内花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；syn-COLG—同碰撞花岗岩；ORG—洋脊花岗岩Figure 8. (Y+Nb)-Rb(a) and Y-Nb(b) discrimination diagrams4. 讨论
4.1 岩石成因
自1979年Loiselle等[19]提出以碱性、无水、非造山为特征的A型花岗岩以来，许多学者对A型花岗岩的岩石地球化学、岩石成因及构造背景进行了研究。目前认为，A型花岗岩不局限于非造山，也可以形成于不同的构造背景；在成分上，既可以是过碱的，也可以是准铝质或过铝质的[20-21]；在岩石学上，包括石英正长岩、亚碱性-碱性花岗岩、流纹岩、碱流岩等[22-23]。大景星山碱流岩岩石富硅、富碱，贫Mg、Ca；稀土元素配分曲线呈现右倾“V”字形特征，显示强烈的负Eu异常；微量元素显示较低的Sr和Ba丰度，以及较高的Rb、Th、U、Zr等特点。其地球化学特征类似于A型花岗岩。
目前认为，碱性长英质岩石的成因模式有：①幔源岩浆与深熔形成的壳源岩浆的混合和交代作用[24-25]；②富F、Cl麻粒岩高温部分熔融作用[26]；③碱性岩浆的分离结晶作用[27-28]；④在挥发组分作用下下地壳岩石部分熔融[29]。首先，由于研究区和相邻地区缺乏同时代的镁铁质岩石，可以排除大景星山碱流岩是幔源岩浆分离结晶作用产物的可能。其次，大景星山碱流岩富硅及贫Mg、Ca的特征可以排除幔源岩浆与深熔形成的壳源岩浆混合的成因机制。第三，岩石的高硅、相对富Na、贫Mg、贫Ca及强烈的负Eu异常等特征, 与下地壳麻粒岩物质部分熔融的成因模式并不吻合。
King等[20]认为，铝质A型花岗岩岩浆源于长英质地壳的部分熔融，而碱性花岗岩浆则为幔源镁铁质岩浆分异的产物。研究区大景星山碱流岩A/CNK值介于0.96~1.05之间，属于准铝质-弱过铝质，Si2O含量高、变化范围较小，含有低Al2O3、FeO和MgO含量，以及明显的Ba、P、Sr、Eu及Ti负异常特征，指示长英质成分的源岩在低压下发生部分熔融，其中斜长石、磷灰石及Ti、Fe氧化物在源岩中残留。综合上述特征可以判定，长英质地壳部分熔融及其后的分异作用可能为大景星山碱流岩形成的重要机制。
4.2 构造背景
1992年，Eby[22]把A型花岗岩分为A1型花岗岩（非造山花岗岩拉张环境）、A2型花岗岩（后造山环境）。在Nb-Y-Ce图解（图 9-a）中，大景星山碱流岩主要落在A1、A2的分界线上，而在Y/Nb-Rb/Nb判别图（图 9-b）中，样品点全部落入A1型花岗岩区，指示了一种非造山拉张环境。
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图 9 大景星山碱流岩Nb-Y-Ce（a）和Y/Nb-Rb/Nb（b）图解[22]Figure 9. Nb-Y-Ce(a)and Y/Nb-Rb/Nb(b)diagrams of the pantellerite in Dajingxing Mountain兴蒙造山带东部的大兴安岭地区从晚古生代—早中生代经历了古亚洲洋、蒙古-鄂霍次克洋的闭合及区内多块体的拼贴过程[30]。早—中三叠世兴蒙造山带南缘碰撞型花岗岩的发现标志着古亚洲洋的最终闭合[31]；早—中侏罗世，古太平洋板块开始向欧亚大陆俯冲，在吉黑东部（东宁—晖春）、小兴安岭—张广才岭地区形成大陆弧岩浆作用[32-34]，而在西部额尔古纳—根河地区出露的钙碱性火山岩组合[35]则反映了活动陆缘的构造背景，引起该期岩浆事件的区域动力应来自于蒙古-鄂霍芡克大洋板块向额尔古纳地块下的俯冲作用。中侏罗世晚期—早白垩世早期阶段，古太平洋板块进入了间歇期[36]，而在大兴安岭西坡—辽西地区存在一次重要的陆壳加厚过程[37-38]，与该区构造推覆使地壳增厚的伸展环境有关[35]，与蒙古-鄂霍芡克缝合带闭合时间一致。
早白垩世晚期火山岩（114 Ma ~131Ma，峰值年龄为125Ma）在大兴安岭地区广泛分布，北部以上库力组流纹岩和伊列克得组玄武岩为代表[39-40]，南部以白音高老组流纹岩和梅勒图组玄武岩为代表[41]，翼北—辽西地区，以义县组火山岩为代表，形成年龄为120~126Ma[42]。该期火山岩岩石组合为典型的双峰式火山岩，是早白垩世晚期区域性伸展的直接反映。同时，早白垩世晚期A型花岗岩的广泛分布[43]、变质核杂岩的产出[44]及同期沉积盆地的形成[45]都指示了伸展背景。大兴安岭巴尔哲碱性花岗岩和碾子山A型花岗岩（年龄为125Ma）是张性构造体制背景下的产物[46]。大景星山碱流岩的产出指示，大兴安岭北段龙江盆地在122.4Ma已经进入板内拉张环境，该期火山事件既与环太平洋构造体系有关，又与蒙古-鄂霍茨克构造带相联系，从大兴安岭地区中生代火山岩的空间展布可以判断，位于松辽盆地以西的龙江盆地碱流岩的形成与后者的联系更密切。
5. 结论
(1) 龙江盆地光华组碱流岩中的锆石为岩浆成因，LA-ICP-MS U-Pb定年结果为122.4±1.7Ma，表明其形成时代为早白垩世。
(2) 龙江盆地光华组碱流岩具有富硅、富碱、贫Mg、Ca的特征，具有显著的负Eu异常、低Sr和Ba丰度，以及较高的Rb、Th、U、Zr和轻稀土元素，说明其岩浆源区有斜长石、磷灰石及Ti、Fe氧化物残留，为长英质地壳部分熔融的产物。
(3) 龙江盆地光华组碱流岩的特征类似于铝质A1型花岗岩，形成于板内拉张环境，代表了伸展的大地构造背景。
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图 2 过中1井、中16井北西向三维地震剖面（沿断裂带发育的岩脉呈杂乱反射，钻井正好钻在断裂带及岩脉之上）
A—中1井北西向三维地震剖面；B—中16井北西向三维地震剖面；P2kpz—中二叠统开派雷兹克组；P1kpk—下二叠统库普库兹满组；S2y—中志留统依木干塔乌组；S1t—下志留统塔塔埃尔塔格组；O1y—下奥陶统鹰山组
Figure 2. Northwestward 3D seismic profile through well Zhong 1 and Zhong 16
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图版Ⅰ
A.中1井志留系塔塔埃尔塔格组，辉绿岩发生破裂，裂缝被方解石充填；B.中16井奥陶系鹰山组，辉绿岩发生溶蚀，形成空隙，被后期方解石充填；C.中1井志留系塔塔埃尔塔格组，辉绿岩裂缝被后期方解石充填；D、E.中16井奥陶系鹰山组，辉绿岩发生严重蚀变，可见短柱状蚀变辉石；F.中16井奥陶系鹰山组，长石发生溶蚀，被方解石充填
图版Ⅰ.
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图 4 中1井志留系塔塔埃尔塔格组泥质粉砂岩中辉绿岩岩脉（样品S-33）锆石CL图像及年龄
Figure 4. Zircon CL images and the age of diabase dyke (sample S-33) in the Silurian argillaceous siltstone, well Zhong 1
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图 5 中1井S-33样品锆石年龄分布
Figure 5. The distribution of the ages of zircon sample S-33, well Zhong 1
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图 6 中1井S-33样品锆石Th/U值
Figure 6. The ratio of Th/U from zircon sample S-33, well Zhong 1
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图 7 中1井二叠纪锆石U-Pb年龄谐和图及年龄
Figure 7. U-Pb plots and weighted average age of Permian zircon age in well Zhong 1
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图 8 中16井奥陶系鹰山组灰岩中辉绿岩岩脉样品锆石阴极发光图像及年龄
Figure 8. Zircon CL image and age of diabase dyke in the Ordovician Yingshan Formation limestone, well Zhong 16
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图 9 中16井锆石年龄分布、早白垩世锆石U-Pb谐和图及年龄加权平均图
Figure 9. The distribution of the ages of zircon sample from well Zhong 16, and U-Pb plots and weighted average age of Early Cretaceous zircons
表 1 测定锆石U-Pb年龄的辉绿岩样品岩心特征（中1井和中16井）
Table 1 Diabase core characteristics of zircon U-Pb ages
样品编号 井名 采样深度/m 围岩 围岩岩性 S-33 中1井 5041 S1t 泥质粉砂岩 S-28 中16井 4747 S2y 砂岩 S-27 中16井 5592 O1y 灰岩 S-30 中16井 5590.5 O1y 灰岩 S-31 中16井 5591.4 O1y 灰岩 
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表 2 中1井辉绿岩样品（S-33）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据
Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating of diabase (sample S-33) in the Zhong 1 well
点号 含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma 谐和度/% Pb* 206Pb 232Th 238U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ 1 8.161 136.5 104.0 216.2 0.0656 0.0020 1.2341 0.0318 0.1364 0.0018 0.0426 0.0008 794 63 816 14 824 10 842 16 99 2 227.142 180.5 596.0 857.8 0.0466 0.0022 0.3313 0.0145 0.0516 0.0008 0.0166 0.0004 27 110 291 11 324 5 333 7 90 3 64.25 72.7 86.3 122.6 0.0656 0.0023 1.1929 0.0367 0.1319 0.0018 0.0413 0.0008 793 72 797 17 799 10 818 15 100 4 61.781 301.3 309.8 502.1 0.0650 0.0016 1.1882 0.0213 0.1325 0.0016 0.0415 0.0005 776 50 795 10 802 9 823 10 99 5 66.013 63.8 173.3 197.1 0.0559 0.0042 0.6019 0.0429 0.0781 0.0017 0.0239 0.0008 447 158 478 27 485 10 478 16 99 6 43.086 116.7 275.4 297.7 0.0555 0.0018 0.6222 0.0174 0.0813 0.0010 0.0250 0.0004 433 71 491 11 504 6 500 8 98 7 26.463 39.6 117.9 202.4 0.0518 0.0025 0.3237 0.0147 0.0453 0.0007 0.0153 0.0004 275 108 285 11 286 4 308 8 100 8 84.608 241.9 321.0 409.6 0.0655 0.0016 1.2121 0.0220 0.1342 0.0016 0.0427 0.0005 790 50 806 10 812 9 845 10 99 9 29.902 116.3 155.8 353.6 0.0554 0.0019 0.5597 0.0167 0.0733 0.0010 0.0232 0.0005 426 75 451 11 456 6 464 9 99 10 45.101 39.7 98.1 198.7 0.0521 0.0029 0.3273 0.0169 0.0456 0.0008 0.0147 0.0005 290 121 288 13 287 5 294 9 100 11 66.691 57.2 75.9 91.0 0.0646 0.0027 1.1102 0.0413 0.1246 0.0019 0.0391 0.0008 761 84 758 20 757 11 776 15 100 12 33.654 190.8 215.5 196.6 0.0815 0.0031 2.7053 0.0919 0.2408 0.0040 0.0720 0.0014 1232 72 1330 25 1391 21 1405 27 89 13 9.37 132.1 258.3 426.4 0.0558 0.0018 0.5575 0.0152 0.0725 0.0009 0.0237 0.0004 443 70 450 10 451 6 474 8 100 14 40.787 282.8 204.1 472.4 0.0672 0.0017 1.3007 0.0246 0.1403 0.0017 0.0433 0.0007 844 51 846 11 847 9 856 13 100 15 34.628 676.3 73.4 225.5 0.2634 0.0052 20.6802 0.2419 0.5692 0.0065 0.1602 0.0023 3267 31 3124 11 2905 27 3004 40 112 16 91.859 133.9 132.5 213.2 0.0637 0.0021 1.0893 0.0309 0.1239 0.0017 0.0402 0.0009 733 69 748 15 753 10 796 17 99 17 22.961 131.4 92.9 201.5 0.0653 0.0018 1.1656 0.0266 0.1295 0.0016 0.0423 0.0010 783 58 785 12 785 9 837 20 100 18 37.749 437.0 139.5 269.8 0.1151 0.0026 5.6729 0.0859 0.3574 0.0043 0.1083 0.0015 1882 39 1927 13 1970 20 2078 28 96 19 121.02 27.9 74.7 143.6 0.0514 0.0034 0.3155 0.0201 0.0445 0.0008 0.0139 0.0005 260 147 278 16 281 5 279 10 99 20 59.188 128.0 84.1 215.8 0.0638 0.0022 1.1236 0.0333 0.1277 0.0017 0.0402 0.0009 735 71 765 16 775 10 797 18 99 21 55.789 265.4 70.8 129.3 0.1584 0.0035 10.2080 0.1547 0.4674 0.0058 0.1336 0.0020 2438 37 2454 14 2472 26 2535 36 99 22 24.46 19.5 49.9 99.3 0.0686 0.0047 0.4109 0.0266 0.0434 0.0009 0.0152 0.0006 888 135 350 19 274 5 305 11 128 23 5.633 168.1 207.9 290.1 0.0653 0.0019 1.1820 0.0280 0.1313 0.0017 0.0409 0.0006 782 60 792 13 796 9 810 12 100 24 51.847 13.2 40.9 64.1 0.0489 0.0051 0.3258 0.0327 0.0483 0.0011 0.0143 0.0007 144 226 286 25 304 7 286 14 94 25 82.234 203.4 208.3 336.7 0.0657 0.0022 1.2981 0.0371 0.1433 0.0020 0.0430 0.0006 797 68 845 16 863 11 852 12 98 26 168.909 207.4 98.6 168.2 0.1089 0.0029 4.2798 0.0876 0.2849 0.0038 0.0841 0.0015 1781 47 1690 17 1616 19 1633 28 110 27 126.122 18.8 55.6 91.4 0.0522 0.0043 0.3383 0.0266 0.0470 0.0010 0.0146 0.0006 294 176 296 20 296 6 293 12 100 28 22.593 718.2 194.0 375.0 0.1576 0.0033 9.6838 0.1251 0.4455 0.0051 0.1230 0.0015 2430 35 2405 12 2375 23 2344 28 102 29 33.922 220.3 550.0 693.8 0.0559 0.0023 0.5700 0.0214 0.0740 0.0011 0.0229 0.0005 446 90 458 14 460 6 457 9 100 30 72.082 74.0 86.9 127.5 0.0685 0.0033 1.2187 0.0541 0.1291 0.0022 0.0382 0.0011 883 96 809 25 783 13 757 21 103 31 52.454 219.5 329.1 354.6 0.0640 0.0018 1.1795 0.0260 0.1336 0.0016 0.0418 0.0006 742 58 791 12 809 9 827 11 98 32 20.343 244.9 56.0 156.8 0.1243 0.0030 6.2828 0.1110 0.3665 0.0047 0.1036 0.0020 2019 42 2016 15 2013 22 1992 37 100 33 3.965 188.3 243.2 315.6 0.0662 0.0018 1.2108 0.0256 0.1327 0.0016 0.0399 0.0006 812 55 806 12 803 9 791 11 100 34 16.171 11.8 31.1 57.9 0.0451 0.0053 0.2812 0.0324 0.0452 0.0012 0.0152 0.0008 0 216 252 26 285 7 305 17 88 35 6.82 98.2 313.9 307.2 0.0525 0.0021 0.5296 0.0185 0.0731 0.0010 0.0226 0.0004 309 86 432 12 455 6 452 7 95 36 40.164 229.6 162.1 379.8 0.0652 0.0023 1.3094 0.0408 0.1456 0.0021 0.0462 0.0011 782 73 850 18 876 12 912 21 97 37 91.767 284.2 104.5 149.7 0.1387 0.0031 8.1970 0.1240 0.4286 0.0052 0.1197 0.0016 2211 38 2253 14 2300 24 2285 29 96 38 12.054 36.5 119.1 184.1 0.0520 0.0029 0.3257 0.0169 0.0454 0.0007 0.0147 0.0004 287 122 286 13 286 4 295 8 100 39 71.363 155.5 323.2 272.4 0.0650 0.0020 1.1624 0.0288 0.1296 0.0016 0.0379 0.0005 775 62 783 14 786 9 753 10 100 40 227.07 216.8 330.5 369.5 0.0693 0.0023 1.3508 0.0389 0.1413 0.0019 0.0436 0.0007 909 68 868 17 852 11 862 13 107 41 77.161 85.3 59.0 79.8 0.0904 0.0031 3.0106 0.0911 0.2416 0.0037 0.0736 0.0015 1433 65 1410 23 1395 19 1435 29 103 42 27.786 97.9 117.4 285.8 0.0520 0.0024 0.5680 0.0245 0.0792 0.0012 0.0251 0.0007 287 104 457 16 491 7 502 14 93 43 38.568 147.4 109.8 241.9 0.0669 0.0020 1.2731 0.0308 0.1379 0.0017 0.0428 0.0008 835 60 834 14 833 10 847 15 100 44 72.606 86.0 133.0 153.6 0.0652 0.0026 1.1561 0.0408 0.1286 0.0019 0.0392 0.0008 781 81 780 19 780 11 776 15 100 45 29.899 227.0 344.4 749.1 0.0554 0.0017 0.5432 0.0143 0.0712 0.0009 0.0236 0.0004 427 68 441 9 443 5 471 8 99 46 13.971 50.7 65.2 87.8 0.0732 0.0030 1.3212 0.0480 0.1308 0.0020 0.0396 0.0009 1020 80 855 21 793 12 785 17 129 47 65.329 114.4 69.3 146.7 0.0696 0.0020 1.4615 0.0336 0.1523 0.0019 0.0453 0.0008 917 58 915 14 914 11 895 15 100 48 38.757 98.0 196.8 314.2 0.0573 0.0021 0.5419 0.0177 0.0685 0.0009 0.0216 0.0004 504 80 440 12 427 6 431 8 103 49 73.957 22.2 32.0 49.1 0.0615 0.0043 0.8719 0.0584 0.1028 0.0021 0.0329 0.0012 657 143 637 32 631 12 654 23 101 50 23.759 31.2 97.9 169.2 0.0515 0.0036 0.3080 0.0206 0.0433 0.0008 0.0138 0.0005 264 153 273 16 274 5 277 10 100 51 53.193 293.9 279.2 568.5 0.0636 0.0017 1.0110 0.0214 0.1153 0.0014 0.0374 0.0006 727 56 709 11 704 8 743 11 101 52 32.604 99.6 85.8 169.9 0.0696 0.0031 1.2027 0.0485 0.1253 0.0020 0.0439 0.0012 918 88 802 22 761 12 868 23 105 53 3.497 99.0 96.6 173.0 0.0657 0.0028 1.1568 0.0451 0.1277 0.0020 0.0410 0.0010 796 87 780 21 775 11 813 19 101 54 36.624 105.0 270.3 181.7 0.0676 0.0024 1.2518 0.0391 0.1343 0.0019 0.0406 0.0006 857 73 824 18 812 11 804 11 101 55 9.83 133.0 395.6 473.4 0.0532 0.0017 0.4656 0.0127 0.0634 0.0008 0.0202 0.0003 339 71 388 9 397 5 405 6 98 56 34.702 28.5 69.6 135.7 0.0521 0.0032 0.3377 0.0198 0.0470 0.0008 0.0145 0.0005 291 135 295 15 296 5 291 10 100 57 69.157 30.8 126.2 152.9 0.0520 0.0032 0.3270 0.0188 0.0456 0.0008 0.0147 0.0004 285 133 287 14 288 5 294 7 100 58 11.946 661.0 592.8 526.8 0.0988 0.0021 3.8727 0.0524 0.2843 0.0032 0.0802 0.0008 1602 40 1608 11 1613 16 1559 15 99 59 42.537 172.2 341.6 539.4 0.0552 0.0020 0.5103 0.0163 0.0670 0.0009 0.0194 0.0004 422 79 419 11 418 5 389 7 100 60 23.296 370.0 401.6 360.5 0.0948 0.0021 2.9961 0.0456 0.2293 0.0026 0.0638 0.0007 1523 42 1407 12 1331 14 1250 13 114 61 27.301 78.1 537.9 202.9 0.0587 0.0024 0.7130 0.0266 0.0881 0.0013 0.0251 0.0003 557 88 547 16 544 7 501 7 100 62 134.314 249.1 108.2 404.1 0.0681 0.0018 1.2911 0.0253 0.1375 0.0016 0.0419 0.0008 872 53 842 11 830 9 830 15 101 63 5.973 155.2 115.1 257.9 0.0677 0.0020 1.2509 0.0289 0.1340 0.0017 0.0399 0.0007 860 59 824 13 811 9 791 14 102 64 8.346 210.2 475.2 654.6 0.0548 0.0018 0.4941 0.0135 0.0654 0.0008 0.0202 0.0003 405 70 408 9 408 5 404 6 100 65 87.15 38.3 94.2 117.2 0.0612 0.0032 0.6101 0.0297 0.0723 0.0012 0.0217 0.0005 647 109 484 19 450 7 433 11 107 66 11.669 81.3 81.0 96.0 0.0798 0.0027 2.0840 0.0593 0.1893 0.0027 0.0591 0.0010 1193 64 1144 20 1118 14 1160 20 107 67 40.221 354.8 161.0 181.7 0.1593 0.0036 9.5022 0.1490 0.4326 0.0054 0.1214 0.0016 2448 38 2388 14 2318 24 2315 29 106 68 18.317 62.2 143.8 90.4 0.0692 0.0035 1.4780 0.0685 0.1550 0.0027 0.0484 0.0009 904 99 921 28 929 15 955 18 97 69 29.9 114.1 228.5 350.5 0.0548 0.0020 0.5231 0.0170 0.0693 0.0009 0.0207 0.0004 404 80 427 11 432 5 414 7 99 70 27.963 73.3 156.1 188.1 0.0538 0.0033 0.6437 0.0379 0.0868 0.0016 0.0332 0.0009 363 134 505 23 536 9 661 17 94 71 226.458 586.5 381.0 919.9 0.0674 0.0018 1.2203 0.0250 0.1313 0.0016 0.0397 0.0007 851 55 810 11 795 9 788 13 102 72 7.586 52.2 49.8 83.2 0.0807 0.0033 1.5653 0.0577 0.1406 0.0022 0.0496 0.0012 1215 79 957 23 848 12 979 23 143 73 15.952 43.5 121.1 131.6 0.0560 0.0044 0.5723 0.0433 0.0741 0.0016 0.0218 0.0008 453 166 460 28 461 10 435 15 100 74 11.161 73.1 118.2 135.2 0.0633 0.0031 1.0163 0.0460 0.1164 0.0020 0.0339 0.0008 719 101 712 23 710 11 674 16 100 75 65.116 26.1 64.1 128.7 0.0509 0.0034 0.3194 0.0201 0.0456 0.0008 0.0138 0.0005 235 146 281 16 287 5 276 10 98 注：Pb*指放射成因铅的总含量
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表 3 中16井辉绿岩（样品S-27、S-30、S-31）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb分析结果
Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating of diabase (sample S-27、S-30、S-31) in the zhong 16 well
点号 含量/10-6 同位素比值 年龄/Ma 谐和度/% 178Hf 232Th 238U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ S-27-1 9809.5 65.3 156.3 0.0532 0.0036 0.3926 0.0254 0.0535 0.0010 0.0181 0.0007 336 146 336 19 336 6 362 13 100 S-27-2 10204.5 2472.7 4253.8 0.0504 0.0013 0.1333 0.0026 0.0192 0.0002 0.0061 0.0001 213 58 127 2 122 1 122 2 104 S-27-3 10461.0 2280.7 1319.4 0.0521 0.0021 0.1159 0.0043 0.0161 0.0002 0.0049 0.0001 288 91 111 4 103 1 98 1 108 S-27-4 8358.4 352.3 360.2 0.0462 0.0028 0.1169 0.0067 0.0183 0.0003 0.0061 0.0001 8 140 112 6 117 2 122 3 96 S-27-6 10697.4 74.0 252.1 0.0714 0.0023 1.5841 0.0426 0.1610 0.0022 0.0529 0.0013 967 63 964 17 963 12 1043 25 100 S-27-7 10176.9 11059.5 15088.5 0.0530 0.0013 0.1373 0.0024 0.0188 0.0002 0.0064 0.0001 329 54 131 2 120 1 128 1 109 S-27-11 11077.3 423.2 1069.0 0.0481 0.0019 0.1513 0.0053 0.0228 0.0003 0.0074 0.0002 106 89 143 5 146 2 148 3 98 S-27-12 11004.6 940.0 614.0 0.0483 0.0031 0.1202 0.0072 0.0181 0.0003 0.0055 0.0001 112 143 115 7 116 2 112 2 100 S-27-13 11438.9 1579.1 3217.0 0.0489 0.0014 0.1406 0.0033 0.0209 0.0003 0.0065 0.0001 142 66 134 3 133 2 131 2 100 S-30-1 7443.6 111.9 60.5 0.0516 0.0143 0.1628 0.0442 0.0229 0.0012 0.0063 0.0004 269 534 153 39 146 7 127 8 105 S-31-1 10412.6 174.2 373.7 0.0728 0.0018 1.7067 0.0331 0.1700 0.0020 0.0498 0.0008 1008 50 1011 12 1012 11 983 15 100 S-31-2 13805.5 812.2 2194.6 0.0485 0.0016 0.1323 0.0039 0.0198 0.0002 0.0062 0.0001 125 77 126 3 126 2 125 2 100 S-31-3 73.9 442.8 45.5 0.0526 0.0147 0.3408 0.0943 0.0470 0.0021 0.0124 0.0003 311 535 298 71 296 13 249 6 101 S-31-4 9572.8 59.5 170.4 0.0564 0.0041 0.3363 0.0233 0.0432 0.0009 0.0146 0.0008 467 154 294 18 273 5 294 17 108 S-31-5 12338.4 257.8 553.2 0.0705 0.0021 1.2567 0.0307 0.1293 0.0016 0.0438 0.0009 942 60 826 14 784 9 867 17 105 注：Pb*指放射成因铅的总含量
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表 4 不同时代锆石89Y、178Hf含量
Table 4 89Y, 178Hf content of different ages of zircons
元素含量平均值/10-6 中1井新元古代 中1井寒武纪—泥盆纪 中1井早二叠世 中16井早白垩世 89Y 695 821 844 4164 178Hf 9059 8755 8932 9982
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