大兴安岭地区古生代构造格架重建:来自俯冲增生杂岩研究进展

大兴安岭地区古生代处于古亚洲洋闭合阶段,其间发育众多的弧盆系和蛇绿岩带,笔者等在大兴安岭地区1: 1 000 000地质编图和野外地质调研基础上,应用“洋板块地质”学术思想在大兴安岭地区元古宙、古生代地质体中划分出一系列“俯冲增生杂岩”、地块基底残块、岛弧、弧前盆地、弧后盆地等构造单元,结合陆(地)块和岩浆弧、弧前盆地、弧后盆地和“俯冲增生杂岩”的时空展布,划分出9条俯冲增生杂岩带,其中新识别出3条俯冲增生杂岩带。俯冲增生杂岩带主要分布于兴蒙造山带内部各地块之间和地块与大型岛弧带之间,相当于地块间及地块与岛弧带间的缝合带。依据俯冲增生杂岩带两侧对应的陆(地)块、岛弧带等构造级别,归并出5条结合带。俯冲增生杂岩带的展布方向以北东向为主,时代自北向南依次变新,从早奥陶世演化到中—晚二叠世,暗示古亚洲洋洋盆向大兴安岭地区陆(地)块俯冲作用最早发生在北部额尔古纳一带,逐渐向南后撤,不断形成新的洋壳和产生俯冲增生作用,相应的活动陆缘从北部额尔古纳地块向南逐渐增生,配套弧盆系时代也逐渐向南变新。早—中三叠世至西拉木伦一带发生陆-陆拼贴,完成华北板块与西伯利亚板块的对接。通过对大兴安岭地区古生代“俯冲增生杂岩”的研究,重建了大兴安岭地区古生代构造格架,提高了古亚洲洋东段洋-陆转换的研究程度。     

大兴安岭中生代火山岩地层时空分布与蒙古—鄂霍茨克洋、古太平洋板块俯冲作用响应

为了提高大兴安岭中生代火山岩地层的区域可对比性、深入研究大兴安岭中生代火山岩与古太平洋和蒙古—鄂霍茨克洋的构造关系,本文在大兴安岭地区1: 1 000 000地质图编图的基础上,依据岩石组合、古生物、接触关系、区域对比以及最新的年代学(锆石U-Pb、⁴⁰Ar/³⁹Ar测年)资料,对大兴安岭中生代火山岩地层重新进行了厘定。进一步界定了塔木兰沟组(172~161 Ma)、满克头鄂博组(162~148 Ma)、玛尼吐组(158~145 Ma)、白音高老组(145~129 Ma)、梅勒图组(143~128 Ma)、龙江组(128~120 Ma)、光华组(128~118 Ma)、甘河组(120~113 Ma)和孤山镇组(118~110 Ma)的形成时代。结合古太平洋、蒙古—鄂霍茨克洋板块对东亚大陆边缘的俯冲作用,解析了中生代火山岩形成的构造背景,认为中—晚侏罗世NE向展布的火山岩主要形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块向南东俯冲的伸展背景,早白垩世NNE向展布的火山岩主要形成于伊泽奈岐板块向东亚大陆俯冲的伸展背景。晚侏罗世与早白垩世火山岩地层之间发育的开库康组、木瑞组等类磨拉石建造,是两个构造体系转换阶段的主要沉积记录。     

大兴安岭中段林西组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭中段扎赉特旗西北部分布大面积的晚二叠世林西组沉积地层,该沉积地层主要为长石砂岩、粉砂岩、长石岩屑砂岩夹不同规模的含砾砂岩及灰岩,中部含有较为丰富的双壳类、植物化石。本次研究针对林西组下部的长石岩屑砂岩进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年工作,共获得98个有效年龄,年龄分布范围为（2 552.3±22.5）~（227.6±5.4）Ma,大部分年龄位于谐和曲线上,部分结果偏离曲线,根据测试数据按年龄值和频率分布特征大致分为以下几组：上泥盆世—晚二叠世（380.0~246.1 Ma）、志留纪—寒武纪晚期（489.0~413.8 Ma）、中元古代—新元古代（1 239.5～808.1 Ma）、古元古代（2 554.0～1 784.3 Ma）。上述年龄与区域上的岩浆事件基本吻合。综合研究表明研究区内林西组沉积下限为（253.4±1.5） Ma,林西组的物源主体应来自于西拉木伦河—延吉一线,其余锆石来源主要为兴蒙造山带内部、华北板块北缘和东北各地块,1.8和2.5 Ga的碎屑锆石更有可能来自华北板块北缘,华北板块和西伯利亚板块在（253.4±1.5） Ma之前已经完成碰撞、拼合,古亚洲洋已经闭合,兴蒙海槽形成。林西组海相核形石的发现表明晚二叠世大兴安岭中段地区应以海相环境为主,直到三叠纪早期才逐渐转变为陆相沉积环境。     

大兴安岭南段北大山含锡石与不含锡石花岗岩特征对比

近年来,人们在大兴安岭南部发现了多处与白垩纪花岗岩相关的锡多金属矿床,但并非所有该时期的花岗岩都与锡矿伴生.为了解花岗岩伴生锡矿的形成条件,本文对内蒙古北大山岩体中的含锡石（磨盘山）与不含锡石（窟窿山）花岗岩开展了锡石U-Pb年龄、锆石U-Pb年龄、全岩地球化学及矿物地球化学分析测试,并进行岩石学、年代学和岩浆演化物理化学条件的对比.结果表明,窟窿山石英正长斑岩和磨盘山黑云母花岗岩的锆石U-Pb加权平均年龄分别为140.2±0.7 Ma和139.9±0.7 Ma,磨盘山黑云母花岗岩锡石U-Pb加权平均年龄为134.9±1.4 Ma,时代均属于早白垩世.全岩地球化学分析结果表明,这些岩石具有高硅（SiO₂=64.96%~76.71%）,富碱（Na₂O+K₂O=8.28%~9.03%）,过铝质（Al₂O₃=12.42%~15.88%）的特点.相对富集Th、Pb、Hf等元素,亏损Nb、Ta、Ti、Sr、P等元素.轻稀土相对重稀土明显富集,Eu异常明显.窟窿山石英正长斑岩与磨盘山黑云母花岗岩在哈克图解上,随着SiO₂含量增加,TiO₂、FeOT、Al₂O₃、CaO、Na₂O、P₂O₅含量逐渐降低,呈现较好的负相关关系,暗示二者具有同源性.但窟窿山样品的DI值为89,Sn含量为2×10?6;磨盘山样品具有较高的DI值（96~98）,Sn含量高（15×10?6~36×10?6）.从矿物学特征反演的物理化学条件推测,窟窿山岩体经历了温度降低、氧逸度升高的过程,而磨盘山岩体在降温过程中氧逸度进一步降低.另外,在流体卤素含量上,黑云母的Ⅳ（F）、Ⅳ（Cl）指示磨盘山花岗岩（Ⅳ（F）=0.95~1.15,Ⅳ（Cl）=-3.66~-3.54）相较于窟窿山石英正长斑岩（Ⅳ（F）=1.24~1.28,Ⅳ（Cl）=-2.96~-2.52）具有更高富集程度的Cl和F含量.综上,低氧逸度、高演化程度和高的F、Cl丰度是影响北大山地区花岗岩是否含锡的重要原因.      

大兴安岭多年冻土泥炭地无机氮动态对秋季冻融的响应北大核心CSCD

大兴安岭多年冻土泥炭地是对全球变暖响应敏感的地区之一。在全球变暖、多年冻土退化背景下,为了探明秋季冻融对多年冻土泥炭地无机氮时空变化的影响,本研究于2019年9—11月以大兴安岭三种多年冻土泥炭地为研究对象进行野外原位实验,分析了秋季冻融前、中和后期多年冻土泥炭地浅层和深层土壤无机氮的时空变化特征以及浅层和深层土壤含水量和温度的变化规律,建立了土壤无机氮含量与土壤温度和含水量间的多元线性回归模型。研究表明:多年冻土小叶章泥炭地(XY)、兴安落叶松-泥炭藓泥炭地(XA)和白毛羊胡子苔草泥炭地(BM)的土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量变化范围:(1.00±0.00)~(20.60±0.20)mg·kg^(-1),硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量的变化范围:(0.02±0.01)~(14.64±1.11)mg·kg^(-1),且无机氮以土壤NH_(4)^(+)-N为主;秋季冻融后期无机氮含量明显高于前期。尽管水热交互作用对该时期无机氮没有显著影响,但是在不同冻融阶段,无机氮对环境因子的响应程度存在差异:在秋季冻融前、中和后期浅层无机氮动态分别与浅层温度和含水量的变化相关,但在整个秋季冻融期间BM浅层无机氮含量仅对10~20 cm含水量存在响应(R^(2)=0.344,P<0.01)。研究表明,秋季冻融期内,多年冻土泥炭地无机氮发生初步累积,且浅层环境因子对无机氮响应程度最大。本研究可补充大兴安岭多年冻土泥炭地秋季冻融对土壤无机氮影响研究的相关数据,并为多年冻土泥炭地响应全球变暖的温室气体释放的研究提供基础数据支撑。     

大兴安岭北段诺敏大山地区早白垩世侵入岩地球化学特征及其构造意义

本文选择大兴安岭北段诺敏大山地区早白垩世侵入岩进行了锆石U-Pb年代学和地球化学研究,探讨该区域侵入岩成因类型、岩浆来源及构造环境。该区侵入岩岩性主要为正长花岗岩、正长花岗斑岩和似斑状正长花岗岩,对其中正长花岗岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,正长花岗岩侵位年龄为129.5±0.4 Ma,应为早白垩世岩浆活动的产物,结合区内侵入岩与地层相互接触关系,本区侵入岩形成时代为早白垩世。区内侵入岩具有富硅（SiO2= 67.36%~74.09%）、富碱（K2O+Na2O= 8.88%~9.34%）、高铝（Al2O3= 12.56%~16.15%）,低MgO、TiO2、CaO的特点,属于高钾钙碱性岩石系列;铝饱和指数（A/CNK）为0.94~1.31,为准铝质—过铝质岩石。微量元素富集Rb、U、Th、K等大离子亲石元素,强烈亏损Ti、Nb、Sr、P等高场强元素,具有明显的Eu负异常,属于高分异I型花岗岩。岩石Rb/Sr为0.9~2.0,Sr/Y为4.2~7.2,显示出高Sr、低Y的特点,指示岩浆源区为地壳物质的部分熔融。结合区域研究成果,蒙古—鄂霍茨克构造域在早白垩世之前已结束碰撞,诺敏大山地区早白垩世岩浆活动可能发生在蒙古—鄂霍茨克造山后的伸展环境。     

大兴安岭南部幸福之路组的时代及二叠—三叠系界线研究——来自凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

多数研究者认为西拉木伦河—长春—延吉断裂带为华北与西伯利亚两大板块的最后缝合带,但最后拼合时间仍存在分歧,原因之一是对晚二叠世—早三叠世地层研究不足,尤其是对上二叠统与下三叠统接触关系研究更为欠缺。幸福之路组分布于大兴安岭南部,为一套以红层为主要特征的杂色碎屑岩组合,含有叶肢介、介形虫、双壳、植物及孢粉化石。笔者对采自巴林右旗幸福之路苏木幸福之路组上段的岩屑晶屑凝灰岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析,结果为(254.3±2.6)Ma。结合已有的火山岩测年及化石资料认为,幸福之路组上段下部时代为晚二叠世,上部为早三叠世早期,大兴安岭地区上二叠统与下三叠统为连续沉积,晚二叠世晚期两大板块发生碰撞拼合,古亚洲洋消失,发生南北生物群的混生,早三叠世西伯利亚板块和华北板块碰撞结束。     

黑龙江省大兴安岭地区大黑山钼矿床流体包裹体特征及成矿机制探讨

大黑山钼矿床位于黑龙江省大兴安岭北段,是一个与花岗闪长岩有关的钼矿床。根据矿物组合和脉体穿插关系,将成矿过程划分为4个阶段:石英-钾长石阶段(Ⅰ)、石英-辉钼矿阶段(Ⅱ)、石英-多金属硫化物阶段(Ⅲ)和石英-方解石阶段(Ⅳ)。流体包裹体岩相学、显微测温以及显微激光拉曼探针研究显示,该矿床成矿流体为H2O-NaCl-CO2体系,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段均可见水溶液包裹体(L+V型)、含子晶多相包裹体(S型)和含CO2包裹体(C型);而第Ⅳ阶段仅发育水溶液包裹体(L+V型)和纯液相包裹体(L型)。成矿流体演化从早到晚,流体包裹体的均一温度峰值分别为:330~430,320~360,280~340,180~240℃,呈现逐步降低的趋势;对应的盐度w(NaCleq)分别为5.86%~54.10%,4.07%~51.70%,3.23%~46.20%和0.70%~9.08%,也逐步降低。主成矿阶段的流体最低捕获压力为17~58 MPa,对应的成矿深度约为1.7~5.8km。成矿流体的δ18Ow值为-5.8‰~4.2‰,δDW值为-139.8‰~-127.2‰,成矿流体可能为岩浆水与雨水的混合流体。主成矿阶段发生了流体沸腾作用,使CO2大量逸出,导致流体还原性增强,造成大量MoS2的沉淀而形成钼矿床。     

内蒙古柴河地区柴青岩体年代学及地球化学特征

内蒙古柴河地区位于大兴安岭中部,对研究区内柴青岩体进行了系统的岩相学、锆石U-Pb同位素年代学和地球化学分析。研究表明柴青岩体主体岩性为花岗斑岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年年龄为(139.1±2.7)Ma,即早白垩世。岩石富硅(Si O2=72.15%~72.43%)、铝(Al2O3=14.21%~14.36%)、碱(K2O+Na2O=8.77%~8.84%),贫铁(Fe O*=2.02%~2.04%)、镁(Mg O=0.6%~0.62%)、钙(Ca O=0.72%~1.21%),为高钾钙碱性系列岩石。样品相对富集轻稀土亏损重稀土,具有Eu异常(δEu=0.52),富集Ba、K、Cs、Th、U,亏损Nb、P、Ti,为I型花岗斑岩。柴青岩体具有造山后花岗斑岩的特征,形成于早白垩世伸展的构造背景。     

基于3种不同类型的炭屑数据定量重建大兴安岭火历史的结果对比

如何根据沉积物中的炭屑记录准确重建火历史是当前古火研究的热点.在古火研究中,大于125μm的大炭屑和小于125μm的微炭屑是最常用的炭屑数据.本文根据大兴安岭以北的漠河县图强泥炭剖面(TQ)的微炭屑面积浓度(AC)、微炭屑颗粒浓度(MiN)和大炭屑颗粒浓度(MaN)这3种不同类型的炭屑数据并利用目前国际上使用比较广泛的CharAnalysis模型定量重建了该地区的火历史.研究结果表明,同一沉积剖面不同类型的炭屑数据所重建的火历史总体规律基本一致,均表现出在距今1690年以来着火次数为12～14次;火事件间隔期变化均较为平缓,单次火事件的平均间隔期为81～124年;火事件发生频率经历了先上升后下降再上升的变化趋势,平均频率为3.5～4.1次/500年.但3种不同类型的炭屑数据重建火事件的次数、频率和间隔期之间仍有一些差异.这种差异可能是由于炭屑破碎程度不同所致.