趙勝金, 高利東，于海洋，樸麗麗，柳志輝，周穎帥，張 猛，張玉龍，楊海星，趙萬莉

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)第十地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024005)

1 概 述

本文的研究區(qū)位于大興安嶺北段西部，屬于大興安嶺火山噴發(fā)帶北段西部，位于額爾古納島弧，夾持于北側(cè)的蒙古—鄂霍茨克縫合帶與南側(cè)的得爾布干斷裂之間[1]。古生代—中新生代期間，依次經(jīng)歷了古亞洲洋構(gòu)造域、蒙古—鄂霍茨克構(gòu)造域和太平洋構(gòu)造域的演化與多重影響[2-8]，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。

大興安嶺北部地區(qū)中生代火山巖大面積分布，尤以中侏羅世—早白堊世火山巖為主，而早侏羅世火山巖所見甚少。早侏羅世火山巖見有柴河組[9]及戰(zhàn)備村組[10]，中侏羅世有塔木蘭溝組，以中基性偏堿性火山巖為主；晚侏羅世火山巖以酸性、中性為主，填圖單元歸屬為上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組、瑪尼吐組；早白堊世火山巖填圖單元歸屬為下白堊統(tǒng)白音高老組、梅勒圖組。晚侏羅世末期無基性火山巖已為大多數(shù)地質(zhì)工作者所接受。筆者在大興安嶺北段西部開展的1∶5萬新巴爾虎右旗烏音呼日樂廟地區(qū)區(qū)調(diào)填圖過程中新發(fā)現(xiàn)一套早侏羅世末期基性火山巖(圖1)。該套地層巖石組合與區(qū)內(nèi)存在的早白堊世梅勒圖期基性火山巖外貌相似，但兩套地層體所測同位素年齡時代有差異，不具有可比性，排除了梅勒圖期基性火山巖的可能性。且研究區(qū)均獲得了梅勒圖期、白音高老期鋯石SHRIMP U-Pb年齡[9]，對該期火山巖的歸屬具有限定意義。這套基性火山巖與原上侏羅統(tǒng)依列克得組可對比，但伊列克得組已經(jīng)取消。新發(fā)現(xiàn)的這一套早侏羅世末期基性火山巖目前無法歸屬到大興安嶺火山巖地層中，因其特殊性，筆者將其劃分為非正式填圖單元，即上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖。

2 建組剖面

哈日陶勒蓋玄武巖主要集中出露于烏音呼日勒廟南東側(cè)克魯倫河南東，霍特林呼都格及勃迪木呼都格附近零散分布，面積約12.5 km2。本單元是在開展1∶5萬填圖過程中從中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組中解體而來的一套具有特殊性的基性火山巖組合，地表呈北北東向帶狀展布，由內(nèi)蒙古新巴爾虎右旗烏音呼日勒廟東南哈日陶勒蓋實測剖面(PM16)控制。起點坐標X=20474612.26，Y=5375072.86?？傮w為一套單斜地層體，地表出露較全，控制厚度670.5 m，未見頂，底部角度不整合覆蓋于中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組之上(圖2)。其地層層序如下：

下伏：中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組 紫灰色粗安巖

由上述剖面可以看出：本區(qū)哈日陶勒蓋玄武巖巖石組合為灰黑色、深綠灰色、紫褐色玄武巖、氣孔(杏仁)狀玄武巖、伊丁石化橄欖玄武巖。以氣孔狀玄武巖為劃分韻律的起始層，共可劃分出4個韻律：第1韻律由第1層開始至第2層結(jié)束，厚度231.5 m；第2韻律由第3層至第5層結(jié)束，厚度225.9 m；第3韻律層及第4韻律層均由單層氣孔狀玄武巖組成，厚度分別為231.6 m、119.4 m。其中第1個和第2個韻律相對完整，反映了火山活動的平靜溢流、火山活動強度相對較弱的特征。

3 巖石學(xué)特征

哈日陶勒蓋玄武巖從礦物成分看主要為橄欖玄武巖、玄武巖，以塊狀構(gòu)造、少氣孔杏仁狀構(gòu)造為主，露頭可見球形風(fēng)化(圖3(a)和(b))。巖石呈灰黑色、深綠灰色、紫褐色，具斑狀結(jié)構(gòu)，(少量)氣孔(杏仁)狀構(gòu)造，基質(zhì)具間粒結(jié)構(gòu)或間粒間隱結(jié)構(gòu)。主要礦物成分有斜長石、橄欖石、輝石等，副礦物為磁鐵礦，次生礦物有蛇紋石、伊丁石等。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖(a)[11]及區(qū)域構(gòu)造位置圖(b)[12]Fig.1 Simplified geological (a) and tectonic (b) map of the study area1.第四系全新統(tǒng)沖積; 2.第四系全新統(tǒng)湖積; 3.第四系全新統(tǒng)殘坡積; 4.新近系中新統(tǒng)呼查山組; 5.白堊系下統(tǒng)大磨拐河組; 6.白堊系下統(tǒng)梅勒圖組; 7.白堊系下統(tǒng)白音高老組; 8.侏羅系上統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖; 9.侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組; 10.侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組; 11.侏羅系中統(tǒng)塔木蘭溝組; 12.侏羅系下統(tǒng)柴河組; 13.下三疊統(tǒng)哈達陶勒蓋組; 14.晚三疊世微細粒斑狀二長花崗巖; 15.晚三疊世細粒黑云母二長花崗巖; 16.早三疊世(糜棱巖化)花崗閃長巖; 17.中二疊世(壓碎)細中粒二長花崗巖; 18.脈巖; 19.地質(zhì)界線; 20.斷層; 21.正斷層; 22.左行正斷層; 23.逆斷層; 24.平移斷層;25.韌性剪切帶; 26.隱伏或物探推測斷層；27.剖面位置及編號；F2.得爾布干斷裂

圖2 大興安嶺北段新巴爾虎右旗烏音呼日勒廟東南上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖實測剖面圖 Fig.2 Geological cross-section of the Haritaolegai Formation basalt in the southeast of Wuyinhurilemiao, Xinbarehuyouqi region, northern Da Hinggan Mountains1.粗安巖; 2.輝石粗安巖; 3.玄武巖; 4.氣孔狀玄武巖; 5.伊丁石化橄欖玄武巖; 6.塔木蘭溝期次石英粗安巖; 7.中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組; 8.上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖; 9.剖面方位; 10.不整合界線; 11.層號

圖3 哈日陶勒蓋玄武巖露頭及顯微照片F(xiàn)ig.3 Field outcrop photos and thin section microphotographs of the Haritaolegai Formation basaltic rocks(a)—(b)野外露頭照片及風(fēng)化特征；(c)—(d)正交偏光照片：Pl.斜長石；Or.橄欖石； Cpx.單斜輝石

典型巖石描述如下。

堿性橄欖玄武巖：斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為中基性斜長石(15%)，其次有伊丁石化橄欖石(4%)。斜長石呈板柱狀或長柱狀，新鮮無蝕變，具聚片雙晶，部分顆粒具發(fā)育的環(huán)帶結(jié)構(gòu)；伊丁石呈粒狀或柱狀，原為橄欖石，斑晶粒徑在0.2～1.2 mm之間。基質(zhì)具間粒間隱結(jié)構(gòu)，斜長石微晶呈長條狀，粒徑0.1～0.3 mm，新鮮，具聚片雙晶，雜亂分布，組成不規(guī)則三角間隙。其中分布脫玻化物及粒徑小于0.1 mm的粒狀輝石、伊丁石化橄欖石、磁鐵礦等(圖3(c))。

玄武巖：斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為單斜輝石(5%)及基性斜長石(2%)。單斜輝石近無色，正高突起，柱狀，粒徑0.3～1.4 mm，斜消光，消光角大，干涉色可達二級藍綠色，可能為普通輝石。基性斜長石呈板柱狀，0.3～0.5 mm，新鮮，具聚片雙晶，含量2%。基質(zhì)中，基性斜長石呈長條狀，粒徑0.2～0.5 mm，新鮮，具聚片雙晶，雜亂分布，組成不規(guī)則的三角間隙，含量64%。單斜輝石近無色，正高突起，粒狀，0.05～0.2 mm，可能為普通輝石，含量25%。副礦物不透明，為粒狀或板狀，粒徑0.05～0.4 mm，可能為磁鐵礦和鈦鐵礦，含量4%(圖3(d))。

4 測試方法

本次選取的測年樣品采自哈日陶勒蓋玄武巖，地理坐標為116°39′53″、 48°32′58″。采集的樣品在河北省廊坊峰澤源巖礦檢測技術(shù)實驗室采用常規(guī)方法進行粉碎，并用強磁選和電磁選方法進行分選，在雙目鏡下挑選出晶形較好、無明顯裂痕和包體的鋯石顆粒。鋯石制靶、透射光、反射光及陰極發(fā)光圖像采集、樣品定年測試在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心完成，測試儀器為SHRIMP(Sensitive High Resolution Ion MicroProbe)儀，具體分析測試方法見宋彪[13]。

表1 哈日陶勒蓋期玄武巖主量元素、微量元素及稀土元素分析結(jié)果

注：主量元素單位為%，微量元素和稀土元素單位為10-6；固結(jié)指數(shù)(SI)=MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O) (%)；分異指數(shù)(DI)=Qz+Or+Ab+Ne+Lc+Kp(CIPW標準礦物含量)；堿度率(AR)=[Al2O3+CaO+(Na2O+K2O)]/[Al2O3+CaO-(Na2O+K2O)] (%)；當(dāng)SiO2>50%，1

樣品主量元素分析測試在內(nèi)蒙古自治區(qū)第十地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院完成，分析使用GGX-610原子吸收分光光度計、T6新悅可見光分光光度計及SRJX8-13箱式電阻爐，各項相對偏差及相對偏差允許限符合《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》。微量和稀土元素分析測試在華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實驗室完成，采用Thermo ICP-6000電感耦合等離子體光譜儀(ICP-AES)完成，微量稀土元素分析結(jié)果在檢出限三倍以內(nèi)時相對標準偏差≤40%，在檢出限三倍以上時相對標準偏差≤25%。

5 測試結(jié)果

5.1 常量元素特征

哈日陶勒蓋期玄武巖巖石化學(xué)成分及其主要參數(shù)見表1。其主要化學(xué)成分特征描述如下：與中國玄武巖(遲清華等[14])平均化學(xué)成分相對比，SiO2含量47.95%～52.69%、均值50.89%，Al2O3含量14.79%～16.60%、均值15.59%，總體略高；Fe2O3含量2.48%～5.59%、均值4.18%，總體略低；MnO含量0.11%～4.48%、均值0.16%，F(xiàn)eO含量3.71%～7.90%、均值5.61，TiO2含量1.20%～2.57%、均值1.90， MgO含量2.78～9.48%、均值5.31，明顯偏低；Na2O+K2O含量均值為5.15%，整體略高。顯示出該組火山巖具基性、偏堿性特征。

分異指數(shù)(DI)為16.19～39.36，均值為30.94；固結(jié)指數(shù)(SI)為0.38～39.29，均值為21.96，顯示巖漿結(jié)晶分異程度較低。在SiO2-(Na2O+K2O)(TAS)圖解中樣品落入玄武巖區(qū)(B)和玄武粗安巖區(qū)(S2)(圖4)，顯示該期火山巖具基性偏堿性的特點，巖石系列屬亞堿性系列，接近堿性區(qū)。在SiO2-K2O圖解中主體落入高鉀鈣堿性系列(圖5)，綜合分析該火山巖屬略偏堿性的高鉀鈣堿性火山巖。

圖4 哈日陶勒蓋期玄武巖TAS圖解Fig.4 TAS classification diagram of the Haritaolegai Formation basaltic rocksB.玄武巖；01.玄武安山巖； S1.粗面玄武巖；S2.玄武粗安巖

圖5 哈日陶勒蓋期玄武巖SiO2-K2O巖石系列劃分圖Fig.5 SiO2-K2O discrimination diagram for the Haritaolegai Formation basaltic rocks

5.2 稀土元素特征

哈日陶勒蓋期玄武巖稀土元素含量見表1。稀土元素總量(ΣREE)為169.79～436.02×10-6，均值為319.83，為較高豐度型；LREE/HREE值為7.24～14.02，均值為11.64。稀土配分曲線右傾(圖6)，斜率較大，屬輕稀土富集型；δEu均值為0.78，配分曲線Eu處略呈“谷”狀，略具有Eu負異常。上述特征顯示，巖漿經(jīng)歷的結(jié)晶分離作用不強。

圖6 哈日陶勒蓋期玄武巖稀土元素配分模式圖(標準化數(shù)據(jù)據(jù)文獻[15])Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns of the Haritaolegai Formation basaltic rocks

圖7 哈日陶勒蓋期玄武巖微量元素蛛網(wǎng)曲線圖(標準化數(shù)據(jù)據(jù)Wood，轉(zhuǎn)引自文獻[16])Fig.7 Primitive mantle-normalized trace element spider diagram for the Haritaolegai Formation basaltic rocks

圖8 哈日陶勒蓋玄武巖鋯石陰極發(fā)光圖和測點號Fig.8 Zircon CL images of zircon and laser spots of the Haritaolegai Formation basaltic rocks

樣品點號206Pbc/%U/10-6Th/10-6232Th/238U206Pb/10-6207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U(206Pb/238U)年齡/MaD1764-2-1.1—1071311.261.980.087 0±0.002 400.269±0.002 400.022 34±0.000 34142.5±4.7D1764-2-2.11.011221971.672.890.048 6±0.000 590.183±0.000 680.027 30±0.000 34173.7±5.7D1764-2-3.10791151.511.500.069 1±0.001 100.213±0.001 100.022 30±0.000 22142.2±3.1D1764-2-4.10.757062740.4022.900.051 5±0.000 340.266 1±0.000 370.037 47±0.000 14237.2±3.3D1764-2-5.14.091943291.754.130.048 0±0.002 100.158±0.002 100.023 77±0.000 21151.4±3.1D1764-2-6.15.175625771.0612.200.050 1±0.001 400.165±0.001 400.023 90±0.000 17152.2±2.6D1764-2-7.18.641581761.153.450.067 0±0.002 400.215±0.002 400.023 18±0.000 27147.7±3.9D1764-2-8.15.219671 4061.5018.000.049 1±0.001 100.139±0.001 100.020 54±0.000 18131.1±2.3D1764-2-9.17.706568041.2714.100.050 2±0.001 900.159±0.001 900.023 02±0.000 20146.7±2.9D1764-2-10.10.511282061.662.440.079 3±0.001 100.242±0.001 100.022 11±0.000 19141.0±2.7D1764-2-11.10.24921041.161.870.060 0±0.001 700.194±0.001 700.023 52±0.000 24149.8±3.6D1764-2-12.113.0245621.441.000.095 0±0.004 100.300±0.004 100.022 80±0.000 52145.3±7.5D1764-2-13.11.361592131.383.150.057 8±0.000 780.181±0.000 810.022 79±0.000 20145.3±2.9

圖9 哈日陶勒蓋玄武巖鋯石U-Pb諧和圖Fig.9 Zircon U-Pb concordia plot of the Haritaolegai Formation basaltic rocks

5.3 微量元素特征

微量元素分析結(jié)果見表1。巖石樣品的微量元素蛛網(wǎng)曲線圖型式一致性較好(圖7)，反映巖石的母巖漿應(yīng)該具有同源性。巖石中Sr略低，富集大離子親石元素Rb、K、Ba，虧損高場強元素Nb、Ti。

5.4 鋯石SHRIMP U-Pb 年齡

對樣品進行鋯石U-Pb 同位素分析。樣品鋯石CL圖像顯示，鋯石顆粒晶型較好，具巖漿成因的振蕩生長環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖8)，為巖漿成因鋯石。

D1764-2樣品采自露頭較好、巖石新鮮處，巖相學(xué)鑒定為橄欖玄武巖，地球化學(xué)成分為玄武巖。10 個鋯石測點均位于U-Pb 諧和線上，206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(146.7±3.1) Ma(MSWD=1.7)，代表巖漿結(jié)晶年齡(圖9，測試數(shù)據(jù)見表2)。其時代歸屬為晚侏羅世末期。

6 討 論

6.1 形成時代

通過橄欖玄武巖(樣品D1764-2)的鋯石CL圖像(圖 9)可以看出，鋯石具有巖漿振蕩生長環(huán)帶，結(jié)合其較高的Th/U比值(0.24～1.55)，分析認為它們均是巖漿結(jié)晶作用的產(chǎn)物，所測定的年齡應(yīng)代表了火山巖的形成時代。鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示，13個鋯石測點僅有3個分散的年齡點，其余10 個鋯石測點均位于U-Pb諧和線上，年齡數(shù)據(jù)較為可靠；所測定的橄欖玄武巖的年齡為(146.7±3.1) Ma(MSWD=1.7)，為晚侏羅世末期。

從研究區(qū)哈日陶勒蓋玄武巖與其它地質(zhì)體的接觸關(guān)系看，其角度不整合覆蓋于中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組粗安巖之上，噴發(fā)不整合于上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組流紋質(zhì)火山碎屑巖之上(鋯石U-Pb定年為162～156 Ma)[9]，與其它中生代火山巖未見直接接觸。研究區(qū)存在晚侏羅世—早白堊世火山巖，上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組及下白堊統(tǒng)白音高老組、梅勒圖組的鋯石U-Pb定年為分別153.5 Ma(與北側(cè)臨幅私人通信)、137.1 Ma、130.6 Ma[9]。限定了不能用巖石學(xué)對比方法將哈日陶勒蓋玄武巖歸入下白堊統(tǒng)梅勒圖組，而其巖石組合及年代學(xué)也不同于上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組。

目前，在大興安嶺地區(qū)地層清理后的地層柱中無晚侏羅世末期的基性火山巖地層[17-18]。本文厘定的哈日陶勒蓋玄武巖巖石組合及其巖石學(xué)特征具有特殊性，與區(qū)域上的中性火山巖在年齡及巖石組合上不具有對比性，又無法歸入目前在大興安嶺地區(qū)建立的火山巖地層中。根據(jù)上述因素，結(jié)合目前地層劃分情況，筆者將此套巖石組合歸為非正式單元，命名為上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖(J3h)，時代為晚侏羅世末期。

6.2 地質(zhì)意義

前人對大興安嶺北部中生代火山巖的地球化學(xué)[19-23]及年齡做了大量的工作[6,9,24-30]，這些年齡數(shù)據(jù)反映大興安嶺北部地區(qū)火山活動集中在晚侏羅世到早白堊世。而處于大興安嶺北段西側(cè)的滿洲里新巴爾虎右旗中生代火山巖卻缺乏可靠的年齡研究，筆者所在的項目組基于1∶5萬區(qū)調(diào)工作進行了系統(tǒng)的測年工作，采用了一致的工作手段和方法，建立了新巴爾虎右旗地區(qū)中生代火山巖的年代學(xué)格架[9]，并發(fā)現(xiàn)一些“特殊”的火山巖地層[31]。本文的上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖即為其中之一，其鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(146.7±3.1) Ma。該年齡值在前人研究中已有報道，新巴爾虎右旗西南部的粗安巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(149.5±1.7) Ma[22]，呼倫湖西岸靈泉盆地取得的粗安巖鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡為(146±2) Ma[25]，但這些研究未對地層歸屬進行討論。滿洲里1∶20萬新巴爾虎右旗幅相關(guān)資料[32]定義有上侏羅統(tǒng)伊列克得組(J3y)，其巖石組合為玄武巖、橄欖玄武巖等，但缺少可靠年齡依據(jù)。本文上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖與1∶20萬新巴爾虎右旗幅劃定的伊列克得組的巖石組合一致，與伊列克得組原始定義相符，當(dāng)屬同一地層層位。與哈日陶勒蓋期玄武巖相當(dāng)?shù)囊亮锌说媒M玄武巖形成于板內(nèi)大陸裂谷環(huán)境[33]，二者形成的構(gòu)造環(huán)境是一致的。而目前大興安嶺或內(nèi)蒙古巖石地層中已無上侏羅統(tǒng)伊列克得組，在巖石地層清理過程中已經(jīng)將其歸入下白堊統(tǒng)梅勒圖組，置于白音高老組之上。本文厘定的哈日陶勒蓋玄武巖非正式單元與上侏羅統(tǒng)伊列克得組實則為同物異名，因目前伊列克得組已經(jīng)取消并停止使用，因此本文建立非正式單元，以引起地質(zhì)工作者的注意。上侏羅統(tǒng)伊列克得組的使用值得商榷，但本文認為大興安嶺北段存在晚侏羅世基性火山巖地層是合理的。結(jié)合本文資料，該組建立依據(jù)可靠，應(yīng)當(dāng)為上侏羅統(tǒng)伊列克得組正名，建議恢復(fù)上侏羅統(tǒng)伊列克得組，其原始定義可以保留。

本文所厘定的晚侏羅世基性火山巖地層——上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖，代表了晚侏羅世一次基性巖漿活動事件，有其特定的地質(zhì)意義。通過本文的分析及筆者所在項目組的工作成果可見，隨著地質(zhì)工作調(diào)查程度及測試手段的深入，大興安嶺地區(qū)新的火山巖地層時有出現(xiàn)[9-10,31]，過去較為單一的火山巖地層對比、歸并應(yīng)該慎重，在系統(tǒng)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，要綜合考慮區(qū)域構(gòu)造、區(qū)域地層、高精度測年等其它因素，合理地劃分地層。

7 結(jié) 論

(1)大興安嶺北段新巴爾虎右旗地區(qū)新建立上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖非正式填圖單元。

(2)上侏羅統(tǒng)哈日陶勒蓋玄武巖的厘定說明大興安嶺地區(qū)存在晚侏羅世基性火山活動事件，為中生代構(gòu)造巖漿活動的研究及中生代火山巖地層劃分對比提供了新資料。

(3)建議恢復(fù)上侏羅統(tǒng)伊列克得組，保留其原始定義。