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1、 年 背 地 质 论 评 G E O L O G I C A L R E V I E W V 01 6 2 N o 6 N O V 2 0 1 6 大兴 安岭北段新林 区塔木兰沟组火 山岩 成 因及地 幔富集作用 杨 华 本 王 文 东 闫 永 生 魏 小 勇 耿 成 宝 1 武警黄金第三支 队 哈尔滨 1 5 0 0 8 6 2 吉林大学地球科学学院 长春 1 3 0 0 6 1 内容提要 本文报道了大兴安岭北段新林区塔木兰沟组玄武岩样品锆石 U P b定年结果和岩石地球化学分析 探讨了塔木兰沟组玄武岩的成因及中生代岩石圈地幔的性质 锆石 U P b定年结果显示 塔木兰沟组玄武岩形成于 晚侏
2、罗世 一1 5 3 Ma 该玄武岩样品的 S i O 含量介于4 9 9 6 5 9 0 6 之间 全碱含量介于 5 2 1 7 4 4 之间 Mg 1 0 0 n Mg Mg n F e 值介于 5 0 9 4之间 该玄武岩相对富集轻稀土元素 L R E E s 亏损 重稀土元素 H R E E s L a Y b 值介于 1 0 7 2 0 0之间 具有轻微的E u异常 8 E u 0 8 0 1 0 9 结合区域研究成 果 认为塔木兰沟组玄武岩形成于蒙古一鄂霍茨克洋闭合造山后岩石圈伸展环境 源区岩浆起源于石榴子石相二辉 橄榄岩与尖晶石相二辉橄榄岩部分熔融的混合形成 含富含挥发分的金云母和
3、角闪石等 暗示岩石圈地幔经历了交 代作用的改造 交代类型以俯冲板片流体 熔体交代为主 结合区域已有研究表明 本区地幔交代富集作用来源于 蒙古一鄂霍茨克洋的向南俯冲 塔木兰沟组火山岩形成于蒙古一鄂霍茨克洋闭合造山后岩石圈伸展背景 关键词 大兴安岭新林区 塔木兰沟组 地球化学 岩石圈地幔 交代作用 大兴安岭中生代火 山岩规模 巨大 从侏罗纪至 早 白垩世主要经历塔木兰沟期 满克头鄂博期 玛尼 吐期 白音高老期 梅勒图期等火山喷发活动 本次 工作引用 内蒙古 区域 自治 区划 分方案 岩石组合 总体表现为基一 中一酸重复变化特征 由于植被覆 盖严重 地层出露大多不全 地层 间接触关系不 明 再加上缺
4、乏古生物年代学资料 大兴安岭地 区中生 代火山岩系岩石地层单位的时间跨度大 不同岩石 地层单位时代重叠 加上岩石地层具有穿 时普遍性 特点 制约 了火 山岩地层时代 的有效 限定 塔木兰 沟组是大兴安岭地区中生代火山岩较早喷发 的火山 岩地层 其形成时代 曾被划归为晚侏 罗世和 中侏罗 世 内蒙古 自治区地质 矿产局 1 9 9 1 内蒙古 自治 区 地质矿产局 1 9 9 6 随着 同位素年代测试技术 的发 展 塔木兰沟组年龄数据 表 1 得到了更新 被认为 是晚侏罗世 早 白垩世 尹志刚等 2 0 0 5 Wa n g F e i e t a 1 2 0 0 6 孟恩等 2 0 1 1 赵
5、忠华 等 2 0 1 1 有些 地方 的塔木兰沟组火 山岩获得的年龄差异较大 而 可能 不 是 真 正 的塔 木 兰 沟 组 Wa n g F e i e t a 1 2 0 0 6 Z h a n g J i h e n g e t a 1 2 0 0 8 比如 额尔 古纳 地区护林一 向阳盆 地原定塔 木兰沟组 获得 1 2 4 1 2 7 Ma 徐美君等 2 0 1 1 和 1 8 2 2 Ma 1 9 3 5 Ma的 年龄 X u We n l i a n g e t a 1 2 0 1 3 Wa n g We i e t a 1 2 0 1 5 因此有必要对本 区塔木兰沟组火 山岩年
6、龄 进一步工作 可为区域火 山岩地层划分对 比提供精 确年代学依据 前人对大兴安岭地区新生代火山岩反演岩石圈 地幔性质的研究相对较多 由于缺乏地幔直接的样 品 通过中生代火 山岩对岩石圈地 幔的反演研究较 少 比如 对哈拉哈呵一绰尔第 四纪火山岩 中的尖 晶石和石榴子石橄榄岩捕掳体 的研究 表 明大兴安 岭保留有明显受改造的古老岩石圈地幔 赵勇伟 等 2 0 1 1 五大连池科洛荡子山新 近纪 的白榴碧玄 岩和其 中的方辉橄榄岩地幔包体和 白榴霓霞岩包体 的研究认 为岩石圈地幔的富集来 自软流圈富流体交 代作用 邵 济安 等 2 0 0 8 近 年来 通 过对 五 大 连 池一二克山一科洛地区
7、富钾玄武岩的研究认 为 本 区可能存在一个富集的岩石圈地幔 其形成时代远 年轻 于地 壳 形成 时代 Z h a n g Mi n g e t a 1 1 9 9 5 1 9 9 8 而地幔的橄榄岩包体进行研究表 明 兴蒙造 注 本文为中国地 质调查局黑龙江大兴安岭战备村 二中队幅 l 5万 区域地质矿产调查项 目 编号 1 2 1 2 0 1 1 3 0 7 2 4 0 0 的成果 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 2 3 改 回 日期 2 0 1 6 0 8 1 0 责任编辑 章雨旭 D o i 1 0 1 6 5 0 9 j g e o r e v i e w 2 0 1 6 0 6
8、0 0 8 作者简介 杨华本 男 1 9 8 6年生 硕士 工程 师 主要从事 区域地质调查工作 通讯地址 1 5 0 0 8 6 黑龙江 哈尔滨市南 岗区学府 路 4 0 0号 E ma i l y a n g h u a b e n 1 6 3 c o rn 地质论评 2 0 1 6定 山带具有古老的岩石圈和新生 的岩石圈地幔 并在 科洛和诺敏地区发现岩石圈地幔存在上新下老的倒 置现象 张彦龙 2 0 1 1 大兴安岭地幔 源区出现南 北分 带 的特 点 林 强 等 2 0 0 3 X u Y i g a n g e t a 1 2 0 1 2 在 中生代一新生代期 间 大兴 安岭乃 至整
9、 个兴蒙造 山带和中国东部 以大规模 的碱性一亚碱 性火山岩或双峰式火山岩喷发为特点 岩石圈地幔 的性质和演化复杂 对于大兴安岭地 区地幔性质的 确定还需要做更多工作 本文报道的是大兴安岭北 段塔木兰沟组玄武岩 的形成 时代和地球化学特征 并以此来反演地幔 的性质 为大兴安岭及 中国东北 地区地幔的不均一性和对 比提供证据 1 地质背景及岩石学特征 研究区大地构造位置处于 中亚造山带东部额尔 古纳地块之上 处于德尔布干断裂和塔源一喜桂图 断裂之间 区内断裂构造以 N E向和 N W 向为 主 其次为 S N向断裂 前 中生代地层分布极少 为零 星出露 奥 陶纪一志 留纪 大 乌苏 杂 岩 浊
10、积岩 组 合 黑龙江省岩石地层 黑龙江省地质矿产局 1 9 9 7 中称吉祥沟组 中生代 由陆相火 山岩地层和 侵入岩组成 1 2 0万塔源幅 1 9 8 5 将火 山岩地层 自下而上依次划分为 塔木兰沟组 吉祥峰组 上库 力组 依列克得组 通过本次 1 5万区域地质调查 工作 划分 为 下侏 罗统火 山岩组合 内部资料 待 刊 塔木兰沟组 满克头鄂博组 玛尼 吐组 白音高 老组 火 山岩的分布概况如图 1 所示 塔木兰沟组 玄武岩沿 N E向大兴安岭火山岩带 出露 研究 区出 露面积较小 从剖面上看其覆盖于下侏 罗统 酸性火 山岩地层 之上 岩层 产状较 为平缓 多介 于 2 5 一 4 0
11、 之间 覆盖其上为满克头鄂博组 火 山碎屑岩角 砾普遍含塔木兰沟组玄武岩 塔木兰沟组主要由玄 武岩 玄武 安 山岩和安 山岩 等熔岩 和火 山碎 屑熔 岩组成 鉴于其火 山熔 岩普遍含杏仁体 成分为粘 表 1大 兴安岭北段塔木兰沟组年龄数据 T a b l e 1 Ag e d a t a f o r t h e T a mu l a n g o u F o r ma t i o n i n n o r t h e r n Gr e a t e r Hi n g g a n M o un t a i n s 样品编号 采样位置 G P S 岩性 年龄 Ma 测试方法 参考 资料 P M 4 T
12、 C 5 1 新林 区 5 1 5 1 4 0 N 1 2 4 0 1 2 9 E 橄榄玄武安山岩 1 5 3 2 1 1 L A I C P MS 本 文 P M 4 T C 7 3 新林区 5 1 5 2 0 4 N 1 2 4 0 2 1 2 E 玄武安山岩 1 5 3 6 1 2 L A I C P MS 本 文 E Rl 8 1 上 护林 5 0 4 4 0 2 N 1 2 O 1 1 5 7 E 粗 玄岩 1 8 2士 2 L A I C p MS Wa n g We e t a 1 2 0 1 5 1 3 E R 2 O 一 1 莫尔道 嘎北 5 l 2 3 2 7 N 1 2
13、1 0 3 0 7 E 玄武安 山岩 1 9 3土 5 S I MS U P b Wa n g We e t a 1 2 0 1 5 P 9 b 2 2 扎 兰屯 玄武安 山岩 1 4 6 7 2 2 S HR I MP U P b L i S h i c h a o e t a 1 2 0 1 5 E R1 8 1 上护林 5 0 4 4 0 2 N 1 2 0 1 1 5 7 E 玄武安 山岩 1 8 2 2 L A I C P MS Xu We n l i a n g e t a 1 2 0 1 3 E R 3 1 根河桥北 5 O o 1 9 5 7 N 1 2 0 l 5 0 1 E
14、 玄武质粗安 岩 1 2 5 2 L A I C P MS 徐美君等 2 0 1 1 E R 1 9 2 上护林 5 0 o 4 2 3 7 N l 2 O o 1 2 5 2 E 玄武安山岩 1 2 7 l L A I C P MS 徐美君等 2 0 1 1 E R l 6 一 l 恩河镇 东 5 0 4 5 5 7 N l 2 O 1 O 3 7 E 流纹岩 1 2 4 l L A I C P MS 徐美君等 2 0 1 1 E R 5 1 根河桥北 5 0 2 6 1 4 N 1 2 0 O 0 5 4 E 安山岩 1 1 4 3 L A I C P MS 徐美君等 2 0 1 l M
15、O 0 3 1 满洲里南部 4 8 4 5 0 3 N l 1 6 2 6 2 9 E 橄榄玄武岩 1 6 1 2 L A I C P MS 赵忠华等 2 0 1 1 M 0 4 3 1 满洲里南部 4 8 5 3 2 4 N 1 1 6 2 0 5 7 E 橄榄玄武岩 1 6 1 2 L A I C P MS 赵忠华等 2 0 1 1 Ml 0 4 4 满洲里南部 4 8 5 1 1 4 1 1 6 5 8 5 4 E 辉石 玄武岩 l 6 l 2 L A I C P MS 赵忠华等 2 0 1 1 M1 3 3 1 满洲里南部 4 9 3 6 1 1 N 1 1 6 4 0 5 0 E 橄
16、榄 玄武岩 1 6 4 2 L A I C P MS 赵忠华 等 2 0 1 1 M Z 2 1 满洲里 4 9 1 7 3 3 N 1 1 7 3 1 3 6 E 辉石安山岩 1 6 6 2 L A I C P MS 孟恩等 2 0 1 1 0 5 M Z L 1 O 满洲里 4 8 o 1 6 1 0 N 1 1 6 o 1 5 1 7 E 玄武安山岩 1 6 4 2士3 7 S H R I MP U P b Yi n g J i f e n g e t a 1 2 0 0 8 O 5 MZ L 1 6 满洲里 4 8 1 4 O 1 N 1 1 6 1 7 4 8 E 玄武安山岩 1 4 9 5 1 7 S H R I MP U P b Yi n g J i f e n g e t a 1 2 0 0 8 G W0 4 0 3 7 三河镇 5 0 2 6 04 N 1 2 0 0 8 5 9 E 橄榄玄武岩 1 3 9 2 L A I C P MS Z h a n g J i h e n g e t a 1 2 0 0 8 G W0 4 O 3 7 三河镇 5 0 2 6 0 4
