地质通报  2019, Vol. 38 Issue (4): 619-631  
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宋维民, 杜继宇, 那福超, 庞雪娇, 杨佳林, 刘英才, 孙巍, 陶楠, 葛锦涛. 大兴安岭中段突泉地区早白垩世碱性流纹岩锆石U-Pb定年及岩石成因[J]. 地质通报, 2019, 38(4): 619-631.
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Song W M, Du J Y, Na F C, Pang X J, Yang J L, Liu Y C, Sun W, Tao N, Ge J T. Zircon U-Pb dating and petrogenesis of Early Cretaceous alkaline rhyolites in Tuquan Basin of middle Da Hinggan Mountains[J]. Geological Bulletin of China, 2019, 38(4): 619-631.
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基金项目

中国地质调查局项目《太平洋构造域北段构造格局、演化历史研究和1:250万构造图编制》(编号:DD20179402-02)、《古亚洲构造域东段构造格局、演化历史研究和1:250万构造图编制》(编号:DD20179402-01)、《内蒙古1:5万前他克吐等五幅区域地质矿产调查》(编号:1212011220425)和《内蒙古1:5万孟恩套勒盖等五幅区域地质调查》(编号:1212011120646)

作者简介

宋维民(1983-), 男, 博士, 高级工程师, 从事岩石及大地构造方面的研究。E-mail:swmws@126.com

通讯作者

杜继宇(1988-), 男, 在读博士生, 工程师, 从事构造地质及岩石地球化学方面的研究。E-mail:dujiyu1@163.com

文章历史

收稿日期: 2018-06-23
修订日期: 2018-10-18
大兴安岭中段突泉地区早白垩世碱性流纹岩锆石U-Pb定年及岩石成因
宋维民1,2 , 杜继宇1,2,3 , 那福超1,2 , 庞雪娇1,2 , 杨佳林1,2 , 刘英才1,2 , 孙巍1,2 , 陶楠1,2 , 葛锦涛1,2     
1. 中国地质调查局沈阳地质调查中心, 辽宁 沈阳 110034;
2. 中国地质调查局东部大陆边缘研究中心, 辽宁 沈阳 110034;
3. 吉林大学地球科学学院, 吉林 长春 130061
摘要: LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明,突泉地区碱性流纹岩锆石的206Pb/238U年龄分别为135±1Ma、133±1Ma,属于早白垩世岩浆活动的产物。岩石地球化学资料表明,碱性流纹岩具富SiO2、K2O和高TFeO/MgO值,低Al2O3、CaO和MgO的特征,属于高钾钙碱性系列岩石,稀土元素总量较高,轻、重稀土元素分馏明显,具右倾的稀土元素分布模式,负Eu异常明显,相对富集Rb、U、Zr、Hf,亏损Sr、Ti、Nb、Ta等元素,花岗岩判别图解上,样品分布在A型花岗岩区;在Nb-Y-3Ga图解上,显示拉张构造环境的A2型花岗岩的特征;元素地球化学示踪指出,突泉地区碱性流纹岩可能起源于下地壳的部分熔融,结合区域上分布的同时代火山岩及A型花岗岩类,可以限定碱性流纹岩形成于伸展构造背景,并可能与北部蒙古-鄂霍茨克缝合带的演化有关。锆石Hf同位素研究显示,本区早白垩世流纹岩εHft)值为+4.2~+10.7,其二阶模式年龄平均为0.74~0.76Ga,结合松嫩地块、兴安地块Hf同位素资料,表明兴安地块与松嫩地块具有相似的地壳增生过程。
关键词: 突泉地区    碱性流纹岩    早白垩世    锆石U-Pb年龄    
Zircon U-Pb dating and petrogenesis of Early Cretaceous alkaline rhyolites in Tuquan Basin of middle Da Hinggan Mountains
SONG Weimin1,2, DU Jiyu1,2,3, NA Fuchao1,2, PANG Xuejiao1,2, YANG Jialin1,2, LIU Yingcai1,2, SUN Wei1,2, TAO Nan1,2, GE Jintao1,2     
1. Shenyang Center of Geological Survey, China Geological Survey, Shenyang 110034, Liaoning, China;
2. The Eastern Continental Margin Research Center of China Geological Survey, Shenyang 110034, Liaoning, China;
3. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, Jilin, China
Abstract: The LA-ICP-MS zircon 206Pb/238U age estimates for the alkeline rhyolites yielded weighted average ages of 135±1Ma and 133±1Ma, indicating Early Cretaceous. The whole-rock geochemistry of the alkeline rhyolites shows an A-type magmatic affinity, with a typical enrichment of SiO2, K2O and a high ratio of TFeO/MgO, and low content of Al2O3, CaO and MgO, belonging to Khigh calc-alkaline series rocks; high ∑REE and fractionated REE patterns show strong negative Eu anomalies, relative enrichment of Rb, U, Zr, Hf, but depletion of Sr, Ti, Nb, Ta. In the discrimination diagrams of granites, all of the samples show the characteristics of A-type granites; in the Nb-Y-3Ga diagram, the samples show the characteristics of A2-type granites. These elements show that the alkeline rhyolites were derived from partial melting of crust materials. Viewed from regional correlations with the volcanic rocks as well as A-type granites, it is held that the alkeline rhyolites were associated with an extensional tectonic setting, being the product of a regional extensional environment associated with the evolution of Mongol-Khotsk suture. Zircon Hf isotope analyses show that dacite of Cretaceous have εHf(t) values of +4.2~+10.7 with Hf modal ages being 0.74~0.76Ga, indicating that there existed similar crustal processes between Xing'an block and Songnen block.
Key words: Tuquan area    alkeline rhyolites    Early Cretaceous    zircon U-Pb age    

中国东北及邻区经历了复杂而长期的多块体拼贴和造山作用[1]。古生代—早中生代,该区经历了古亚洲洋的闭合、华北板块与西伯利亚板块的碰撞最终拼贴等过程[2-3];晚中生代,该区进入造山后作用阶段,表现出以裂陷作用为主导的构造活动[4],并伴随强烈的岩浆活动。作为北方造山带规模最大的中生代火山岩带,大兴安岭地区中生代火山岩的成因倍受国内外学者的关注[5-26]。近年来,对大兴安岭中生代火山岩的成因模式先后有几种观点:太平洋板块的俯冲作用[27-29]、裂谷作用[30]、边缘陆块型火山岩[31-32]、大陆根-柱构造[8]、地幔柱[11, 16-18]、幔隆或造山作用期后岩石圈的伸展作用[5-7]等。相对于大兴安岭北段和南段地区,中段的突泉地区中生代火山岩的研究程度较低,尤其是在火山岩的高精度测年和地球化学研究方面资料匮乏,导致对该区火山岩的时代划分、岩石成因及动力学背景不清。由此可见,在该区开展更多的年代学和岩石成因研究显得十分必要。本文通过对大兴安岭中段突泉地区白音高老组酸性火山岩开展锆石U-Pb测年及地球化学研究,为突泉盆地火山岩的对比研究提供确切资料,有助于深化大兴安岭中生代火山岩带的成因研究。

1 地质背景及岩石学特征

大兴安岭处于中亚造山带的东段,该区构造演化复杂,在古生代,该区经历了古亚洲构造域多个微陆块拼合的构造演化[1],而在中新生代,该区又经历了太平洋构造域的叠加与改造[23-26, 33-38]。研究区位于大兴安岭中段,在区域构造上,古生代处于华北板块与西伯利亚板块之间的缝合-造山带内,研究区西北为二连-贺根山断裂带(缝合带?),南部为西拉木伦河断裂带(缝合带?),中新生代构造-岩浆活动较强。另外,在上述两大断裂带(缝合带?)之间发育NEE向展布的锡林浩特-西乌旗-科右中旗晚古生代—中生代构造岩浆岩带,研究区位于该构造岩浆岩带的东部(图 1)。该区最显著的特点是大规模分布中生代岩浆岩,尤其是NNE向展布的岩浆岩更发育,另一特征是发育EW—NE向古生代构造岩浆活动,前者叠加在后者之上,构成了现在的地质构造-岩浆格局,并形成了多金属等诸多矿产资源,已引起地质工作者的广泛关注[4 39-40]

图 1 研究区地质简图(a)和区域大地构造简图(b,据参考文献[34]修改) Fig.1 Geological sketch map of the study area (a) and regional tectonic sketch map(b) 1—第四系;2—下白垩统梅勒图组;3—下白垩统白音高老组;4—上侏罗统玛尼吐组;5—上侏罗统满克头鄂博组;6—中侏罗统万宝组;7—下侏罗统红旗组;8—中二叠统哲斯组;9—上泥盆统-下石炭统色日巴彦敖包组;10—早白垩世花岗斑岩;11—早白垩世花岗闪长斑岩;12—晚侏罗世花岗斑岩;13—晚侏罗世花岗闪长斑岩;14—晚侏罗世闪长玢岩;15—花岗斑岩脉;16—二长斑岩脉;17—花岗闪长岩脉;18—实测断层;19—推测断层;20—晚侏罗世英云闪长岩;21—石英角斑岩。F1—蒙古-鄂霍茨克构造带;F2—塔源-喜贵图构造带;F3—贺根山-黑河构造带;F4—嫩江-八里罕断裂;F5—西拉木伦-长春构造带;F6—赤峰-开原断裂;F7—伊通-依兰断裂;F8—敦化-密山断裂;F9—牡丹江断裂;Ⅰ—额尔古纳地块;Ⅱ—兴安地块;Ⅲ—松嫩地块;Ⅳ—佳木斯地块;Ⅴ—那丹哈达地体;Ⅵ—华北北缘增生带;Ⅶ—华北板块

研究区地层较发育。笔者在2012—2014年主持内蒙古1: 5万突泉县等五幅区域地质调查项目时,根据接触关系、岩石组合、生物化石、变质变形特征、区域对比情况,结合本次工作测试的同位素资料,将研究区岩石地层划分为上泥盆统—下石炭统色日巴彦敖包组、中二叠统大石寨组、中二叠统哲斯组、下侏罗统红旗组、中侏罗统万宝组、塔木兰沟组、上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组、下白垩统白音高老组一段、白音高老组二段、梅勒图组、第四系更新统及全新统。侵入岩以中生代为主,多以小岩株产出。区内断裂构造以NE向和NW向为主,其次是SN向断裂。

笔者在1:5万地质填图中,对研究区中生代火山岩进行了详细的野外地质调研,确定白音高老组一段喷发不整合在晚侏罗统玛尼吐组之上,其上被白音高老组二段整合覆盖。早白垩世白音高老组一段熔岩主要为碱性流纹岩,具斑状结构,基质具雪片状、羽状结构。斑晶主要为斜长石,呈自形板状、板柱状,聚片双晶带较宽,部分双晶纹参差不齐,也见两晶体穿插生长,延长方向大致平行纹理方向,部分边缘折光率小于石英折光率,应为钠更长石,边缘具褐铁质成分镶边,粒径为0.5~3.2mm,占10%。基质呈雪片状、羽状长英质成分与石英条带相间分布,构成流纹构造(图 2)。石英条带呈断续、透镜状,充填粒状、柱状石英。单偏光下珍珠裂纹明显,沿裂纹褐铁质充填。

图 2 白音高老组流纹岩特征 Fig.2 Features of rhyolite in the Baiyingaolao Formation
2 锆石U-Pb测年 2.1 分析方法

样品破碎和锆石挑选在河北省区域地质调查大队地质实验室完成。挑选代表性的锆石制作样品靶,进行锆石U-Pb分析前,先进行透射光、反射光照相及阴极发光(CL)图像分析,以确定锆石颗粒的晶体形态、内部结构及标定测年点。英安岩样品锆石具有清晰的内部结构和典型的岩浆振荡环带,不具有核-幔结构,无后期变质边,表明这些锆石是岩浆结晶形成的,其年龄应代表岩体侵位的时代。样品锆石测年在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成,分析仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP213激光剥蚀系统。激光剥蚀斑束直径为30μm,频率为10Hz,能量密度约为2.5J/cm2,载气为氦气。LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采用单点剥蚀的方式,锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标,U、Th含量以锆石M127为外标进行校正。测试过程中每测定5~7个样品前后重复测定2个GJ-1对样品进行校正,并测量1个Plesovice,观察仪器的状态和测试的重现性。锆石标准的分析偏差在1%(2σ)左右,数据处理采用ICPMS DataCal程序[41]

在LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的基础上,进行锆石微区Hf同位素测定工作。锆石原位Lu-Hf同位素分析在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成。测试工作在193nm激光取样系统的Neptune多接收电感耦合等离子体质谱仪上进行,激光束斑直径为63μm,激光脉冲宽度为15ns。二阶段模式年龄采用平均地壳的fcc(-0.548)进行计算[42]

2.2 分析结果 2.2.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果

样品PM104-35采自突泉县明星水库以西,岩性为流纹岩,本次获得锆石测试数据见表 1。对该样品测定了14个单颗粒锆石,且这些锆石多为短柱状,粒度为80~150μm,长宽比为1:1~2:1。CL图像(图 3)显示,这些锆石内部具有典型的环带结构,显示岩浆成因特征。锆石样品Pb含量为27×10-6~ 780×10-6,U含量为69×10-6~424×10-6,14个数据点均落在谐和线上,其206Pb/238U年龄加权平均值为133±1Ma(图 4-a),代表岩体的岩浆结晶时代。

表 1 流纹岩锆石U-Th-Pb同位素分析结果 Table 1 Zircon U-Th-Pb isotopic analysis results of rhyolites
图 3 流纹岩锆石阴极发光(CL)图像 Fig.3 Zircon CL images of rhyolites
图 4 流纹岩锆石U-Pb谐和图 Fig.4 Zircon U-Pb concordia diagrams of rhyolites

样品PM101-35-1采自突泉县杜尔基大桥附近,岩性为紫色球粒流纹岩,本次获得锆石测试数据见表 1。对该样品测定了10个单颗粒锆石,这些锆石多为短柱状,粒度为80~100μm,长宽比为1:1~ 2:1。CL图像(图 3)显示,这些锆石具有典型的环带结构,显示岩浆成因。样品锆石Pb含量为22×10-6~101×10-6,U含量为94×10-6~505×10-6,10个测点均落在谐和线上,其206Pb/238U年龄加权平均值为135±1Ma(图 4-b),代表岩体的岩浆结晶时代。

2.2.2 Hf同位素分析结果

对流纹岩(PM101-35-1)共计进行了10个点的锆石Hf同位素分析(表 2),其176Hf/177Hf值为0.282907~0.282961,加权平均值为0.282925±000023 (2σ,n=10)。εHf(t)为7.5~9.4,加权平均值为8.2 ± 0.8。二阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)为0.66~ 0.78Ga,平均为0.74Ga。

表 2 流纹岩锆石Hf同位素分析结果 Table 2 Zircon Hf isotopic analyses of rhyolites

对流纹岩(PM104-35)共计进行了14个点的锆石Hf同位素分析(表 2),其176Hf/177Hf值为0.282818~0.283000,加权平均值为0.282915±000024 (2σ,n=14)。εHf(t)为4.2~10.7,加权平均值为7.8 ± 0.9。二阶段亏损地幔模式年龄(TDM2)为0.57~ 0.98Ga,平均为0.76Ga。

3 地球化学特征

样品的化学分析由自然资源部沈阳地质矿产研究所实验室完成。其中,主量元素用XRF等(FeO用化学滴定、烧失量用化学质量分析)测试,稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y采用ICP-MS测试,微量元素Ba、Rb、Sr、Zr、Nb、Ni、V、Cr、Co采用XRF测试,微量元素Th、U、Ta、Li采用ICP-MS测试,分析结果见表 3

表 3 火山岩主量、微量和稀土元素分析结果 Table 3 Major, trace element and REE result of volcanic rocks
3.1 主量元素

突泉地区白音高老组流纹岩SiO2含量高,介于74.39%~76.18%之间,Al2O3变化于12.57%~13.58%之间,富碱(K2O+Na2O=7.50%~8.24%),并为钾质(K2O/Na2O=1.19~1.73)。相反,贫镁(MgO= 0.17% ~0.42%)、贫钙(CaO=0.06% ~0.41%),低MgO/TFeO值(0.10~0.20),与A型花岗岩的主量元素组成特征类似[43]。在TAS火山岩分类命名图解(图 5-a)中,所有样品点均落入亚碱性系列的流纹岩范围;在SiO2-K2O图解(图 5-b)中,落入高钾钙碱性系列;A/CNK值为1.09~1.34,为过铝质岩石(图 5-c),过碱指数(NK/A)变化于0.73~0.88之间。

图 5 白音高老组TAS(a)、SiO2-K2O(b)和A/CNK-A/NK(c)图解 Fig.5 TAS (a), SiO2-K2O (b) and A/CNK-A/NK (c)diagrams of Baiyingaolao Formation Pc—苦橄玄武岩;B—玄武岩;O1玄武岩;O2—安山岩;O3—英安岩;R—流纹岩;S1—粗面玄武岩;S2—玄武质粗面安山岩;S3—粗面安山岩;T—粗面岩、粗面英安岩;F—副长石岩;U1—碱玄岩、碧玄岩;U2—响岩质碱玄岩;U3—碱玄质响岩;Ph—响岩;Ir—分界线,上方为碱性,下方为亚碱性
3.2 微量元素

白音高老组火山岩的稀土元素总量(∑REE)较高(表 3),为83.49×10-6~126.37×10-6。稀土元素配分模式为轻稀土元素富集右倾型,轻、重稀土元素明显分馏,(La/Yb)N=7.96~11.87,重稀土元素较平坦(图 6-a)。δEu=0.37~0.83,具中等负Eu异常,说明源区有斜长石残留或岩浆演化过程中经历了斜长石的分离结晶作用。

图 6 白音高老组球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b) Fig.6 Chondrite-normlized REE patterns(a)and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams(b) of Baiyingaolao Formation

在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 6-b)中,所有样品的微量元素蛛网图相似,大离子亲石元素(LILE)K、Rb、U、Th等相对富集,高场强元素(HFSE)Sr、Ti强烈亏损,Nb、Ta相对亏损,暗示岩浆可能来源于地壳。

样品的10000Ga/Al值多高于A型花岗岩的下限值2.6[44],平均值为3.34,Rb/Sr值平均为1.67。在花岗岩分类图解(图 7)上[44],所有样品点落入A型花岗岩范围,反映其具有A型花岗岩的成分特征。在Whalen等[44]的Nb-10000Ga/Al花岗岩分类图解(图 7-f)上,绝大多数样品点位于A型花岗岩区。

图 7 A型花岗岩判别图解 Fig.7 The A-type granites discrimination diagrams I & S—I型或S型花岗岩
4 讨论 4.1 形成时代

根据最新的高精度定年结果,大兴安岭中生代火山岩主要形成于122~173Ma之间[35-36, 45-51]。进一步的统计结果表明,大兴安岭中生代火山岩浆活动期具有3个明显的主峰期:160Ma(中—晚侏罗世)、140Ma(早白垩世早期)、125Ma(早白垩世晚期)[35-36],第一个主峰期与大兴安岭地区分布的塔木兰沟、满克头鄂博组及冀北—辽西地区的髫髻山组火山岩对应,第二个主峰期与大兴安岭地区分布的白音高老组及冀北—辽西地区的土城子组、部分张家口组火山岩对应,第三个主峰期与大兴安岭地区分布的光华组、梅勒图组、甘河组和冀北—辽西地区的张家口组火山岩对应。另外,大兴安岭地区中生代主要的火山岩浆活动期分别与该区的重要成矿期对应。其中,大兴安岭中段火山岩地层具有不同的划分方案,内蒙古自治区岩石地层[52]依据岩石组合,将该区中生代火山岩分别划分为晚侏罗世满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组和早白垩世梅勒图组,但对其形成时代缺乏详细的高精度年代学研究。本文研究的突泉地区碱性流纹岩属于白音高老组一段,其锆石均具有典型岩浆成因的特征,说明其定年结果(133±1Ma、135±1Ma)代表了火山岩的形成时代,即早白垩世,这与该组地层喷发不整合于下部晚侏罗世玛尼吐组火山岩的地质事件吻合。

4.2 岩浆源区及岩石成因 4.2.1 岩浆源区特征

大兴安岭中段突泉地区的流纹岩(PM101-35- 1)位于兴安地块和松嫩地块晚古生代拼合带附近,对应的Hf同位素具有正高的εHf(t)值和年轻的二阶段Hf模式年龄(平均为0.74Ga),在εHf(t)-t图解(图略)上,数据点落在球粒陨石演化线之上且相对集中分布,εHf(t)值较高(平均为+8.2;最高达+9.4);流纹岩(PM104-35)对应的Hf同位素具有正高的εHf(t)值和年轻的二阶段Hf模式年龄(平均为0.76Ga),在t-εHf(t)图解(图略)上,数据点落在球粒陨石演化线之上且相对集中分布,εHf(t)值较高(平均为+7.8;最高达+10.7),表明突泉地区早白垩世流纹岩的源岩具有初生地壳的性质,该结果不仅与兴安地块中生代Hf同位素组成特征一致[53-54],也与松嫩地块中生代岩浆岩Hf同位素组成特征类似[55]。因此,笔者认为兴安地块与松嫩地块具有相似的地壳增生过程。

4.2.2 岩石成因

目前对碱性长英质岩石的成因已经提出了多种成因模式,包括:①在挥发组分作用下的下地壳岩石的部分熔融;②具有或没有陆壳物质混染的幔源岩浆的分离结晶作用;③基性和酸性岩浆及其分异物的混合;④富集型岩石圈地幔的部分熔融[33, 56-58]。碱性流纹岩具有富碱、贫水的晶体粥特性[59-60],说明其不可能通过较大规模的分离结晶作用形成[61];同时,其高硅、贫钙镁的化学属性可以排除岩浆混合的成因模式,因为基性岩浆与酸性岩浆的混合必然造成混合后岩浆中钙镁组分的升高和SiO2含量的降低。但是,突泉地区碱性流纹岩以高硅、高碱、贫钙镁为特征,表明源岩为富铝质的古老地壳[62],或源于基性下地壳。富铝质下地壳部分熔融形成的应是铝质的A型花岗岩[63-65],这与碱性流纹岩富铝的地球化学属性吻合。

4.3 构造背景及区域构造演化

从区域大地构造分析可知,东北地区在晚中生代广泛发育伴随伸展构造、走滑断层、断块化、小型断陷盆地、A型花岗岩和流纹岩、双峰式火山岩和变质核杂岩[55]。大兴安岭地区在该时期发生了快速的岩石圈伸展、减薄和软流圈上涌作用[11, 66],进入裂陷作用为主的构造活动时期[4]。在岩石圈伸展和减薄背景下,岩石圈地幔由于固相线较低而发生减压部分熔融形成基性岩浆[67-69],在经历了深部岩浆房分异作用后形成一套高硅、碱性岩石。

突泉地区碱性流纹岩的104×Ga/Al(5~9)值较高,在Whalen等[44]提出的以Ga/Al值为基础的多种判别图解中,碱性流纹岩大多数投入A型花岗岩区域(图 7)。同时,在R1-R2、Nb-Y-3Ga图解(图 8)中,样品点均投入造山后A型花岗岩构造环境。因此,突泉地区碱性流纹岩具有A型流纹岩的地球化学属性[44, 60, 70],表明该区在早白垩世处于伸展构造环境,与区域资料指示的蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的造山期后大陆地壳伸展构造背景一致。

图 8 流纹岩R1-R2(a)和Nb-Y-3Ga(b)图解 Fig.8 R1-R2(a)and Nb-Y-3Ga (b)diagrams of rhyolites ①—幔斜长花岗岩;②—破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩;③—板块碰撞后隆起期花岗岩;④—晚造期花岗岩;⑤—非造山区A型花岗岩;⑥—同碰撞(S型)花岗岩;⑦—造山期后A型花岗岩;A1—非造山花岗岩;A2—造山后花岗岩
5 结论

(1)大兴安岭中段突泉地区白音高老组碱性流纹岩的锆石U-Pb年龄为133±1Ma、135±1Ma,形成于早白垩世,而非前人认为的晚侏罗世。

(2)突泉地区早白垩世流纹岩的源岩具有初生地壳性质,结合区域Hf同位素特征,认为松嫩地块与兴安地块具有相似的地壳增生过程。

(3)突泉地区白音高老组碱性流纹岩具有A型流纹岩的地球化学属性,形成于造山后的伸展环境,并与蒙古-鄂霍茨克缝合带的演化有关。

致谢: 成文过程中,中国地质调查局沈阳地质调查中心张允平研究员、刘世伟教授级高工给予悉心指导并提出宝贵的建议,在此表示衷心的感谢。

参考文献
[1]
Sengör A M C, Natal'in B A, Burtman V S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Paleozoic crustal growth in Eurasia[J]. Nature, 1993, 364: 299-307. DOI:10.1038/364299a0
[2]
Kuzmin M L, Abramovich G Y A, Dril S L, et al. The MongolianOkhotsk suture as the evidence of late Paleozoic-Mesozoic collisional processes in Central Asia[C]//The 30th IGC, 1996, 1: 261.
[3]
Zhao X X, Coe R S. Paleomagnetic constraints on the paleogeography of China: Implications for Gondwanaland[C]//The 30th IGC, 1996, 1: 231.
[4]
李思田, 杨世恭, 吴冲龙, 等. 中国东北部晚中生代裂陷作用和东北亚断陷盆地系[J]. 中国科学(B辑), 1987, 21(2): 185-195.
[5]
邵济安, 减绍先, 牟保磊, 等. 造山带的伸展构造与软流圈隆起——以兴蒙造山带为例[J]. 科学通报, 1994, 39(6): 533-537.
[6]
邵济安, 赵国龙, 王忠, 等. 大兴安岭中生代火山岩活动构造背景[J]. 地质论评, 1999, 45(增刊): 422-430.
[7]
邵济安, 刘福田, 陈辉, 等. 大兴安岭-燕山晚中生代岩浆活动与俯冲作用关系[J]. 地质学报, 2001, 75(1): 56-63. DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2001.01.006
[8]
邓晋福, 赵海玲, 莫宣学, 等. 中国大陆根-柱构造:大陆动力学的钥匙[M]. 北京: 地质出版社, 1996: 1-100.
[9]
邓晋福, 赵国春, 赵海玲, 等. 中国东部燕山期火成岩构造组合与造山-深部过程[J]. 地质论评, 2000, 46(1): 4l-48.
[10]
赵海玲, 邓晋福, 陈发景, 等. 中国东北地区中生代火山岩岩石学特征与盆地形成[J]. 现代地质, 1998, 12(1): 56-62.
[11]
林强, 葛文春, 孙德有, 等. 中国东北地区中生代火山岩的大地构造意义[J]. 地质科学, 1998, 33(2): 129-139.
[12]
林强, 葛文春, 孙德有, 等. 东北亚中生代火山岩的地球动力学意义[J]. 地球物理学报, 1999, 42(增刊): 75-84.
[13]
林强. 东北亚中生代火山岩研究若干问题的思考[J]. 世界地质, 1999, 18(2): 14-22.
[14]
林强, 葛文春, 孙德有, 等. 大兴安岭中生代两类流纹岩与玄武岩的成因联系[J]. 长春科技大学学报, 2000, 30(4): 322-328. DOI:10.3969/j.issn.1671-5888.2000.04.003
[15]
林强, 葛文春, 曹林, 等. 大兴安岭中生代双峰式火山岩的地球化学特征[J]. 地球化学, 2003, 32(3): 208-222. DOI:10.3321/j.issn:0379-1726.2003.03.002
[16]
葛文春, 林强, 孙德有, 等. 大兴安岭中生代玄武岩的地球化学特征:壳幔相互作用的证据[J]. 岩石学报, 1999, 15(3): 396-407.
[17]
葛文春, 林强, 李献华, 等. 大兴安岭北部伊列克得组玄武岩的地球化学特征[J]. 矿物岩石, 2000, 20(3): 14-18. DOI:10.3969/j.issn.1001-6872.2000.03.003
[18]
葛文春, 林强, 孙德有, 等. 大兴安岭中生代两类流纹岩成因的地球化学研究[J]. 地球科学(中国地质大学学报), 2000, 25(2): 172-178.
[19]
葛文春, 李献华, 林强, 等. 呼伦湖早白垩世碱性流纹岩的地球化学特征及其意义[J]. 地质科学, 2001, 36(2): 176-183. DOI:10.3321/j.issn:0563-5020.2001.02.005
[20]
张炯飞, 权恒, 武广, 等. 东北地区中生代火山岩形成的构造环境[J]. 贵金属地质, 2000, 9(1): 33-38. DOI:10.3969/j.issn.1671-1947.2000.01.006
[21]
郭锋, 范蔚茗, 王岳军, 等. 大兴安岭南段晚中生代双峰式火山作用[J]. 岩石学报, 2001, 17(1): 161-168.
[22]
高晓峰, 郭锋, 范蔚茗, 等. 南兴安岭晚中生代中酸性火山岩的岩石成因[J]. 岩石学报, 2005, 21(3): 734-748.
[23]
Xu W L, Pei F P, Wang F, et al. Spatial-temporal relationships of Mesozoic volcanic rocks in NE China:Constraints on tectonic overprinting and transformations between multiple tectonic systems[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2013, 4(3): 167-193.
[24]
孟凡超, 刘嘉麒, 崔岩, 等. 中国东北地区中生代构造体制的转变:来自火山岩时空分布与岩石组合的制约[J]. 岩石学报, 2014, 30(12): 3569-3586.
[25]
Tang J, Xu W L, Wang F, et al. Geochronology, geochemistry, and deformation history of Late Jurassic-Early Cretaceous intrusive rocks in the Erguna Massif, NE China:Constraints on the late Mesozoic tectonic evolution of the Mongol-Okhotsk orogenic belt[J]. Tectonophysics, 2015, 658: 91-110. DOI:10.1016/j.tecto.2015.07.012
[26]
解开瑞, 巫建华, 祝洪涛, 等. 大兴安岭南端芝瑞盆地流纹岩年代学、地球化学及岩石成因[J]. 地球化学, 2016, 45(3): 249-267. DOI:10.3969/j.issn.0379-1726.2016.03.003
[27]
徐公愉. 大兴安岭的大陆火山岩及其矿化作用[J]. 中国区域地质, 1983, 5: 39-49.
[28]
赵国龙, 杨桂林, 傅嘉友, 等. 大兴安岭中南部中生代火山岩[M]. 北京: 科学技术出版社, 1989: 1-260.
[29]
马家骏, 方大赫. 黑龙江省中生代火山岩初步研究[J]. 黑龙江地质, 1991, 2(2): 1-16.
[30]
蒋国源, 权恒. 大兴安岭根河、海拉尔盆地中生代火山岩[J]. 中国地质科学院沈阳地质矿产研究所所刊, 1988, 17: 23-100.
[31]
Faure M, Natal'in B. The geodynamic evolution of the eastern Eurasian margin in Mesozoic times[J]. Tectonophy, 1992, 208: 397-411. DOI:10.1016/0040-1951(92)90437-B
[32]
夏军, 王成善, 李秀华, 等. 海拉尔及其邻区中生代火山岩的特征与边缘陆块型火山岩的提出[J]. 成都地质学院学报, 1993, 20(4): 67-79.
[33]
Xu W L, Ji W Q, Pei F P, et al. Triassic volcanism in eastern Heilongjiang and Jilin provinces, NE China:Chronology, geochemistry, and tectonic implications[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2009, 34(3): 392-402. DOI:10.1016/j.jseaes.2008.07.001
[34]
Wu F Y, Sun D Y, Ge W C, et al. Geochronology of the Phanerozoic granitoids in northeastern China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2011, 41(1): 1-30.
[35]
孟恩, 许文良, 杨德彬, 等. 满洲里地区灵泉盆地中生代火山岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义[J]. 岩石学报, 2011, 27(4): 1209-1226.
[36]
徐美君, 许文良, 孟恩, 等. 内蒙古东北部额尔古纳地区上护林-向阳盆地中生代火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和地球化学特征[J]. 地质通报, 2011, 30(9): 1321-1338. DOI:10.3969/j.issn.1671-2552.2011.09.001
[37]
许文良, 王枫, 裴福萍, 等. 中国东北中生代构造体制与区域成矿背景:来自中生代火山岩石组合时空变化的制约[J]. 岩石学报, 2013, 29(2): 339-353.
[38]
Wang T, Guo L, Zhang L, et al. Timing and evolution of JurassicCretaceous granitoid magmatisms in the Mongol-Okhotsk belt and adjacent areas, NE Asia:Implication for transition from contractional crustal thickening to extensional thinning and geodynamic settings[J]. J Asian Earth Sci., 2015, 97(B): 365-392.
[39]
陈义贤, 陈文寄. 辽西及邻区中生代火山岩-年代学、地球化学和构造背景[M]. 北京: 地震局出版社, 1997: 1-279.
[40]
Wu F Y, Wilde S A, Zhang G L, et al. Geochronology and petrogenesis of post-orogenic Cu, Ni-bearing mafi-ultramafic intrusions in Jilin, NE China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2004, 23: 781-797. DOI:10.1016/S1367-9120(03)00114-7
[41]
Liu Y S, Hu Z C, Gao S, et al. In situ analysis of major and trace element s of anhydrousminerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard[J]. Chemical Geology, 2008, 257: 34-43. DOI:10.1016/j.chemgeo.2008.08.004
[42]
Veevers J J, Saeed A, Belousova E A, et al. U-Pb ages and source composition by Hf-isotope and trace element analysis of detrital zircons in Permian sandstone and modern sand from southwestern Ausralia and a review of the paleogeographical and denudational history of the Yilgarn craton[J]. Earth-Science Reviews, 2005, 68: 245-279.
[43]
孙德有, 吴福元, 高山, 等. 吉林中部晚三叠世和早侏罗世两期铝质A型花岗岩的厘定及对吉黑东部构造格局的制约[J]. 地学前缘, 2005(2): 263-275. DOI:10.3321/j.issn:1005-2321.2005.02.028
[44]
Whalen J B, Currie K L, Chappell B W. A-type granites:geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1987, 95: 407-419. DOI:10.1007/BF00402202
[45]
王友勤, 苏养正, 刘尔义. 东北区区域地层[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1997: 1-175.
[46]
Wang F, Zhou X H, Zhang L C, et al. Late Mesozoic volcanism in the Great Xing'an Range (NE China):Timing and implications for the dynamic setting of NE Asia[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2006, 251: 179-198. DOI:10.1016/j.epsl.2006.09.007
[47]
Zhang J H, Ge W C, Wu F Y, et al. Large-scale Early Cretaceous volcanic events in the northern Great Xing'an Range, Northeastern China[J]. Lithos, 2008, 102(1/2): 138-157.
[48]
Zhang J H, Gao S, Ge W C, et al. Geochronology of the Mesozoic volcanic rocks in the Great Xing'an Range, northeastern China:Implications for subduction-induced delamination[J]. Chemical Geology, 2010, 276(3/4): 144-165.
[49]
许文良, 葛文春, 裴福萍, 等. 东北地区中生代火山作用的年代学格架及其构造意义[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2008, 27(增刊): 286-287.
[50]
陈志广, 张连昌, 吴华英, 等. 二连盆地北缘晚中生代火山岩ArAr年代、地球化学及构造背景[J]. 岩石学报, 2009, 25(2): 297-310.
[51]
张吉衡.大兴安岭中生代火山岩年代学及地球化学研究[D].中国地质大学(北京)博士学位论文, 2009: 15-26. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10491-2009153771.htm
[52]
内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区岩石地层(全国地层多重划分对比研究)[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1996: 1-344.
[53]
Wu F Y, Jahn B M, Wilde S A, et al. Highly fractionated Ⅰ-type granites in NE China (Ⅱ):isotopic geochemistry and implications for crustal growth in the Phanerozoic[J]. Lithos, 2003, 67: 191-204. DOI:10.1016/S0024-4937(03)00015-X
[54]
隋振民, 葛文春, 徐学纯, 等. 大兴安岭十二站晚古生代后造山花岗岩的特征及其地质意义[J]. 岩石学报, 2009, 25(10): 2679-2686.
[55]
张允平. 东北亚地区晚侏罗-白垩纪构造格架主体特点[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2011, 41(5): 1267-1284.
[56]
Yang J H, Chuang S L, Wilde S A, et al. Petrogenesis of postorogenic syenites in the Sulu Orogenic Belt, East China:Geochronological, geochemical and Nd-Sr isotopic evidence[J]. Chemical Geology, 2005, 214(1/2): 99-125.
[57]
Zhong H, Zhu W G, Chu Z Y, et al. SHRIMP U-Pb zircon geochronology, geochemistry, and Nd-Sr isotopic study of contrasting granites in the Emeishan large igneous province, SW China[J]. Chemical Geology, 2007, 236(1/2): 112-133.
[58]
Liu S, Hu R Z, Gao S, et al. U-Pb zircon age, geochemical and Sr-Nd-Pb-Hf isotopic constraints on the age and origin of alkaline intrusions and associated mafic dikes from Sulu orogenic belt, eastern China[J]. Lithos, 2008, 106(3/4): 365-379.
[59]
Pitcher W S. The Nature and Origin of Granite[M]. London: Chapman & Hall, 1997: 1-386.
[60]
吴福元, 李献华, 杨进辉, 等. 花岗岩成因研究的若干问题[J]. 岩石学报, 2007, 23(6): 1217-1238. DOI:10.3969/j.issn.1000-0569.2007.06.001
[61]
Reid J B, Murray D P, Hermes O D, et al. Fractional crystallization in granites of the Sierra Nevada:How important is it?[J]. Geology, 1993, 21(7): 587-590. DOI:10.1130/0091-7613(1993)021<0587:FCIGOT>2.3.CO;2
[62]
King P L, White A J R, Chappell B W, et al. Characterization and origin of aluminous A-type granites from the Lachlan Fold Belt, southeastern Australia[J]. Journal of Petrology, 1997, 38(3): 371-391. DOI:10.1093/petroj/38.3.371
[63]
Patino Douce A E. Generation of metaluminous A-type granites by low-pressure melting of calc-alkaline granitoids[J]. Geology, 1997, 25(8): 743-746. DOI:10.1130/0091-7613(1997)025<0743:GOMATG>2.3.CO;2
[64]
Rajesh H M. Characterization and origin of a compositionally zoned aluminous A-type granite from South India[J]. Geological Magazine, 2000, 137(3): 291-318. DOI:10.1017/S001675680000399X
[65]
Zhao X F, Zhou M F, Li J W, et al. Association of Neoproterozoic A-and Ⅰ-type granites in South China:Implications for generation of A-type granites in a subductionrelated environment[J]. Chemical Geology, 2008, 257(1/2): 1-15.
[66]
邵济安, 张履桥, 牟保磊. 大兴安岭中南段中生代的构造热演化[J]. 中国科学(D辑), 1998, 28(3): 193-200. DOI:10.3321/j.issn:1006-9267.1998.03.003
[67]
Ellam R M. Lithospheric thickness as a control on basalt geochemistry[J]. Geology, 1992, 20: 153-156. DOI:10.1130/0091-7613(1992)020<0153:LTAACO>2.3.CO;2
[68]
Delay E E, DePaolo D J. Isotopic evidence for lithospheric thinning during extension:Southeastern Great Basin[J]. Geology, 1992, 20: 104-108. DOI:10.1130/0091-7613(1992)020<0104:IEFLTD>2.3.CO;2
[69]
McKenzic D P, Bickle M J. The volume and composition of melt generated by extension of the lithosphere[J]. Journal of Petrology, 1998, 32: 625-679.
[70]
Collins W J, Beams S D, White A J R, et al. Nature and origin of A-type granites with particular reference to southeastern Australia[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1982, 80(2): 189-200. DOI:10.1007/BF00374895