大興安嶺北段構(gòu)造發(fā)展與某地層成因聯(lián)系

鄭巖

【摘 要】：本文通過(guò)對(duì)大興安嶺北部地區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行匯總，推演大興安嶺北段構(gòu)造發(fā)展史，并以大興安嶺北段構(gòu)造發(fā)展為依托，在對(duì)某地層火成巖進(jìn)行了巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)研究的基礎(chǔ)上，將該地層成因和構(gòu)造背景聯(lián)系起來(lái)，為該地區(qū)找礦工作提供新的地質(zhì)資料。

關(guān)鍵詞：構(gòu)造發(fā)展史；巖石學(xué)；巖石地球化學(xué)；大興安嶺

大興安嶺地區(qū)屬于中亞造山帶的東段，古亞洲洋在該地區(qū)經(jīng)歷了多地塊拼接之后閉合，構(gòu)造格局復(fù)雜，包括大量由俯沖作用形成的增生雜巖、巖漿弧以及夾雜著的海底高原、洋島和微陸塊。中、新生代疊加了環(huán)太平洋構(gòu)造域的改造作用，大量的中生代火山巖構(gòu)成了大興安嶺北段中生代的主要地層單位。研究區(qū)位于大興安嶺北段，海拔高度在500m～1200m，相對(duì)高差較大。區(qū)內(nèi)交通情況極差，可通行汽車，但由于道路年久失修，大部分地區(qū)并沒(méi)有常規(guī)意義上的道路，行車十分困難，工作展開(kāi)受到了阻礙。調(diào)查區(qū)內(nèi)晝夜溫差較大，雨季降雨量大。調(diào)查區(qū)植被覆蓋茂密，屬于淺覆蓋區(qū)，覆蓋物主要為腐植土層加殘坡積碎石層。

1、 大興安嶺北部構(gòu)造發(fā)展史

中晚侏羅世之前，區(qū)域上經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化過(guò)程，形成了不同的沉積建造、巖漿巖類及多期次的韌-脆性構(gòu)造形跡，但這些地史及形跡均被大面積中生代火山巖所掩蓋。

中晚侏羅世，鄂霍次克海發(fā)育到收縮階段，而此時(shí)濱太平洋板塊構(gòu)造域活動(dòng)正盛，受鄂霍次克海收縮和濱太平洋板塊構(gòu)造域的影響，本區(qū)處于隆起背景下拉張裂陷的構(gòu)造環(huán)境，給基性巖漿噴溢提供了良好的通道。在NW—SE向主壓應(yīng)力場(chǎng)作用下，地幔巖漿上涌，基性巖漿沿裂隙噴出地表，形成塔木蘭溝組玄武巖、玄武粗安巖；強(qiáng)烈的火山噴發(fā)，使地殼深部積累的能量得以大量放出，地殼暫趨穩(wěn)定。

在短暫抬升后，研究區(qū)進(jìn)入了晚燕山運(yùn)動(dòng)，太平洋板塊持續(xù)向大陸俯沖，造山運(yùn)動(dòng)和地殼活動(dòng)繼續(xù)加強(qiáng)，大陸活化處于鼎盛時(shí)期，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)由NW—SE向主壓應(yīng)力轉(zhuǎn)化為NE—SW向主壓應(yīng)力。應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)烈轉(zhuǎn)換，引起地幔上隆，NE向基底深大斷裂活化，表現(xiàn)為伸展和脆性剪切斷裂系，控制了滿克頭鄂博期火山構(gòu)造盆地的形成和發(fā)展。地幔巖漿的底侵作用，使下地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成的巖漿離開(kāi)源區(qū)沿構(gòu)造薄弱部位向上運(yùn)移，在火山構(gòu)造盆地中大規(guī)模噴發(fā)，形成晚侏羅世滿克頭鄂博—瑪尼吐期酸—中酸性火山巖帶，即大興安嶺北東向火山巖帶的主體。之后，構(gòu)造巖漿活動(dòng)漸趨微弱，來(lái)自上地幔的殘余巖漿在斷裂交匯部位及滿克頭鄂博—瑪尼吐期火口處上升，噴出形成早白堊世白音高老組（K1b）火山巖；同時(shí)，地幔巖漿在上升過(guò)程中同熔地殼物質(zhì)，在進(jìn)一步的分異結(jié)晶作用下，盡管能量減低，還是形成了早白堊世正長(zhǎng)斑巖及花崗斑巖小侵入體。

進(jìn)入第三紀(jì)，區(qū)內(nèi)整體進(jìn)入抬升剝蝕階段，一直到第四紀(jì)全新世，測(cè)區(qū)內(nèi)地殼活動(dòng)開(kāi)始加強(qiáng)，主要表現(xiàn)為差異性斷塊升降運(yùn)動(dòng)，形成復(fù)活斷裂等，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有新生性和繼承性特點(diǎn)，河流蛇曲、牛軛湖發(fā)育，河谷開(kāi)闊平坦，沼澤化普遍，最終形成了現(xiàn)今的地質(zhì)構(gòu)造格局。

2、 巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)特征分析

本文以早白堊世某地層巖漿巖為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行野外取樣和室內(nèi)分析，進(jìn)行了巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)研究。

手標(biāo)本特征：風(fēng)化面顏色為淺黃褐色，新鮮面為紫色，結(jié)構(gòu)為斑狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為流紋構(gòu)造。斑晶主要由鉀長(zhǎng)石（5%）和石英（3%）組成。鉀長(zhǎng)石為寬板狀，粒徑一般1-3mm左右；石英為它形粒狀，粒度小于0.5mm，基質(zhì)為隱晶質(zhì)。

SiO2含量70.0%～76.3%， Al2O3含量11.4～15.1%之間，堿含量較高，K2O含量為4.0～6.5%， Na2O含量為0.9～4.1%，具有典型的高鉀鈣堿性系列特征。稀土元素總量∑REE=131.8～182.9×10-6， LR/HR=4.6～14.3，LaN/YbN=3.8～17.2，由數(shù)據(jù)可得輕稀土元素較富集，并且輕重稀土元素分餾較明顯，存在微弱的Eu負(fù)異常（δEu=0.4～0.7），源區(qū)可能有斜長(zhǎng)石殘留。微量元素相對(duì)富集大離子親石元素（Rb、Th、U、K等），虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（Nb、Ta、P、Ti等），具有活動(dòng)大陸邊緣火山巖的地球化學(xué)特征（Gill，1987；Wilson，1989；Kelemen et al.，2003）。

3、 地層成因與構(gòu)造背景

對(duì)于該地層成因存在不同的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)根據(jù)中基性火山巖與酸性火山巖在地球化學(xué)方面的某些相似性，認(rèn)為區(qū)內(nèi)大面積分布的酸性火山巖是幔源基性巖漿結(jié)晶分異作用的結(jié)果；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為大興安嶺地區(qū)酸性火山巖是主要來(lái)源于下地殼巖石的部分熔融不是幔源基性巖漿演化的產(chǎn)物。然而大興安嶺地區(qū)酸性火山巖規(guī)模巨大，中基性巖石只占較小部分，因此酸性火山巖的成因顯然難以單純用幔源基性巖漿結(jié)晶分異模式來(lái)解釋，所以白音高老組酸性火山巖的主要來(lái)源應(yīng)該是地殼物質(zhì)的部分熔融。另一方面，本區(qū)晚侏羅世-早白堊世火山巖在巖石化學(xué)上均屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)，高鉀鈣堿性系列，這也說(shuō)明這些火山巖應(yīng)來(lái)源于下地殼火成巖物質(zhì)的部分熔融。酸性火山巖與中基性巖石在稀土、微量元素及同位素方面的某些相似性，可能表明二者源區(qū)上的成因聯(lián)系，即中基性火山巖與酸性火山巖源區(qū)形成于相同的增生事件中。

前人對(duì)于大興安嶺北段的白音高老組火山巖的形成的構(gòu)造背景的觀點(diǎn)主要有三種。第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，大興安嶺北段的白音高老組火山巖的形成與地慢柱的活動(dòng)或相關(guān)的板內(nèi)作用有關(guān)。第二種觀點(diǎn)則認(rèn)為，大興安嶺北段的白音高老組火山巖的形成與蒙古一鄂霍次克洋閉合作用以及閉合后的造山帶伸展作用有關(guān)。第三種觀點(diǎn)認(rèn)為，古太平洋板塊（Paleo-Paci?c plate）的俯沖作用及俯沖后的伸展作用是大興安嶺乃至整個(gè)中國(guó)東部中生代-新生代巖漿作用的根本原因。

本文通過(guò)分析樣品的巖石地球化學(xué)特征，認(rèn)為其具有同造山和后造山火成巖的特征，來(lái)源于巖石圈分層導(dǎo)致的下地殼物質(zhì)的部分熔融，是古太平洋板塊俯沖引起的伸展構(gòu)造體制下的產(chǎn)物。

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