大兴安岭北部永庆林场-十八站花岗岩锆石U—Pb年龄、Hf同位素特征

永庆林场一十八站花岗岩体位于大兴安岭东北部的额尔古纳地块,主要由花岗闪长岩组成,二长花岗岩和石英闪长岩在岩体中零星出露。岩体中锆石呈自形晶,发育振荡生长环带,显示高Th／U比值（0．23～1．35）,表明锆石岩浆成因。锆石的LA—ICP—MSU-Pb定年结果为443．5～447．5Ma,属于晚奥陶世岩浆活动的产物,而非前人所划分为的新元古代。锆石的Hf同位素研究显示,2件花岗岩样品的εHf（t）值分别为一1．1～＋2．4和一0．4～＋3．6,二阶段模式年龄为1．2～1．5Ga。结合额尔古纳地块已有的早古生代和中生代花岗岩锆石Hf同位素资料,笔者认为额尔古纳地块不同时代的花岗岩具有相似的模式年龄,其地壳增生的时间主要发生在中一新元古代。目前已有研究表明,兴安地块地壳增生发生在新元古代一显生宙,暗示它们具有不同的地壳演化过程。     

大兴安岭北部永庆林场-十八站花岗岩锆石U—Pb年龄、Hf同位素特征

永庆林场一十八站花岗岩体位于大兴安岭东北部的额尔古纳地块,主要由花岗闪长岩组成,二长花岗岩和石英闪长岩在岩体中零星出露。岩体中锆石呈自形晶,发育振荡生长环带,显示高Th／U比值（0．23～1．35）,表明锆石岩浆成因。锆石的LA—ICP—MSU-Pb定年结果为443．5～447．5Ma,属于晚奥陶世岩浆活动的产物,而非前人所划分为的新元古代。锆石的Hf同位素研究显示,2件花岗岩样品的εHf（t）值分别为一1．1～＋2．4和一0．4～＋3．6,二阶段模式年龄为1．2～1．5Ga。结合额尔古纳地块已有的早古生代和中生代花岗岩锆石Hf同位素资料,笔者认为额尔古纳地块不同时代的花岗岩具有相似的模式年龄,其地壳增生的时间主要发生在中一新元古代。目前已有研究表明,兴安地块地壳增生发生在新元古代一显生宙,暗示它们具有不同的地壳演化过程。     

大兴安岭北部塔河花岗杂岩体的地球化学特征及成因

塔河杂岩体位于塔源-喜桂图缝合带北侧的额尔古纳地块东部,是早古生代侵入的花岗杂岩体。该杂岩体的主要岩石类型为正长花岗岩、二长花岗岩,少量碱长花岗岩和花岗闪长岩,辉长岩以包体存在于花岗岩中。岩石成因类型为典型的Ⅰ型后造山侵入体。岩体在野外地质特征、矿物组合、显微结构、化学成分及锆石Hf同位素特征等方面都表现出岩浆混合成因。在早古生代额尔古纳地块与兴安地块拼合后的后造山伸展拉张背景下,地壳和地幔都发生部分熔融,直接起源于亏损地幔的玄武质岩浆侵入到下地壳熔融的花岗质岩浆房,经结晶分异作用,形成了塔河杂岩体不同的岩石类型。花岗岩的εHf(t)为-0.8~+5.6之间,Hf模式年龄在0.9~1.5Ga之间,反映塔河花岗岩的源岩应该是在中-新元古代时期由亏损地幔起源的新生地壳物质。结合额尔古纳地块早古生代和中生代花岗岩锆石Hf同位素资料,我们认为额尔古纳地块在中-新元古代时曾发生过一次重要的地壳增生事件。     

额尔古纳地块太平川巨斑状花岗岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

大兴安岭北段额尔古纳地块莫尔道嘎-太平川一带分布有大量的新元古代巨斑状花岗岩,该岩体形成的确切时代及成因尚不清楚。笔者等运用LA ICP MS技术进行了锆石U Pb定年和锆石Hf同位素组成测定。锆石U Pb年龄结果揭示太平川巨斑状花岗岩形成时代为791.4 Ma。锆石Hf同位素研究显示εHf（t）为1.4~6.4,均>0,反映亏损地幔来源新生地壳物质在花岗岩的形成中起主导作用,锆石Hf单阶段的模式年龄tDM为1.09~1.28 Ga,与岩石的形成时间791.4 Ma有较长的时间间隔,表明该区花岗岩的母岩来自具有较长地壳滞留时间的地壳物质的部分熔融。结合额尔古纳已有的花岗岩锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中、新元古代曾发生过地壳增生事件,存在1.09~1.28 Ga的中元古代晚期增生地壳。     

大兴安岭东北部早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

大兴安岭东北部早古生代花岗岩属于Ⅰ型花岗岩。锆石的LA-ICPMS U-Pb年代学研究表明,十八站岩体、内河岩体、白银纳岩体的形成年龄分别为499±1、500±1和460±1Ma,而查拉班河岩体为一多次侵入的杂岩体,其形成年龄在465～481Ma。结合本区和邻区其它早古生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄,限定了大兴安岭东北部地区早古生代花岗岩浆活动的时限为460～500Ma。锆石的LA-MC-ICPMS Hf同位素研究显示,本区早古生代花岗岩的锆石ε_(Hf)(t)多数介于 1.5～ 3.8之间,二阶段模式年龄介于1.1～1.4Ga,表明其主要起源于中-新元古代增生的地壳物质。结合兴安地块其它花岗岩的锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中-新元古代时期曾发生一次重要的地壳增生事件,与兴安地块主要为显生宙地壳的特点明显不同。     

大兴安岭新林镇岩体的同位素特征及其地质意义

新林镇岩体位于大兴安岭北部,主要由花岗闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩、碱长花岗岩组成,局部见到细粒辉长岩和闪长岩包体。岩石地球化学和岩石学特征表明,该杂岩体属于高钾钙碱性I型花岗岩。两个花岗闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为(132±3)Ma和(131±3)Ma,属于早白垩世岩浆活动的产物。样品的Sr-Nd同位素组成比较均一,而Hf同位素特征变化较大,其εHf(t)变化介于1.32~8.32之间,Hf模式年龄与Nd模式年龄一致,表明花岗质岩浆主要起源于元古代增生的地壳物质,在岩石形成过程中有地幔组分的贡献。岩体的同位素特征将额尔古纳地块地壳增生时间限定在新元古代,而兴安地块地壳增生发生在新元古代—显生宙,暗示它们具有不同的地壳演化过程。     

内蒙古塔尔气地区晚古生代花岗岩的锆石U——Pb 年龄及Hf 同位素特征

内蒙古塔尔气地区位于大兴安岭中段兴安地块上,该区出露大面积晚古生代花岗岩。其锆石的 LA-ICP-MS U--Pb 测年结果显示,正长花岗岩形成于335 ± 5 Ma,二长花岗岩形成于313 ± 3 Ma,花岗闪长岩形成于320 ± 1 Ma,表明塔尔气地区花岗岩为晚古生代多期花岗质岩浆活动的产物。花岗质岩浆的就位与古生代时期古亚洲洋闭合中洋壳俯冲作用有重要关系。花岗闪长岩的176Hf /177Hf 为0. 282 833 ～ 0. 282 951,εHf ( t) 为+ 1. 1 ～ + 5. 6,TDM2 为525 ～ 752 Ma,暗示花岗岩的源岩为新元古代-早古生代时期亏损地幔来源的基性下地壳物质。结合目前已发表的花岗岩Sr --Nd 和锆石Hf 同位素资料,认为兴安地块可能从中元古代就开始地壳增生,峰期集中在新元古代-早古生代。     

大兴安岭北段下侏罗统柴河组的厘定及地质意义

大兴安岭北段首次厘定出下侏罗统柴河组,为一套沉积岩及中性岩为主的火山岩岩石组合。在底部沉积岩层位中发现早侏罗世植物分子,为Podozamites sp.(苏铁衫属),Equisetites sp.(似木贼属)。火山岩-粗安岩锆石U-Pb同位素年龄为183.8±3.9Ma,时代为早侏罗世。锆石Hf同位素显示,初始~(176)Hf/~(177)Hf值分布于0.282935~0.282991之间,ε_(Hf)(t)值为+9.7~+11.4,Hf二阶段模式年龄T_(DM2)为495~612Ma,说明这些火山岩的原始岩浆来自新生中下地壳的部分熔融,表明额尔古纳地块的主体增生年代为新元古代。柴河期火山岩形成于活动陆缘弧环境,是早侏罗世蒙古-鄂霍茨克洋向南东方向俯冲的产物。下侏罗统柴河组的厘定,说明大兴安岭地区存在早侏罗世火山岩地层及相应的火山活动事件。该组的确立及引入,对大兴安岭中生代构造岩浆活动的研究及中生代火山岩地层划分对比、区域构造演化探讨具有重要的地质意义。     

龙镇地区花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素及地质意义

龙镇地区花岗岩位于大、小兴安岭的结合部,属于兴安地块与松嫩地块中的A-I型花岗岩带;该区各岩体岩石类型基本相同,主要为花岗闪长岩和二长花岗岩,地球化学特征显示为高钾钙碱性系列的I型花岗岩。花岗岩中锆石的LA-ICP-MSU-Pb年代学分析结果表明,正达山岩体形成于320～315Ma,模拉布山岩体形成于169±3Ma,朝阳林场岩体形成于187～171Ma。这些花岗质岩浆的就位分别与古生代时期古亚洲洋闭合过程中的块体拼合作用及中生代古太平洋的构造演化有关。Hf同位素成分特征表明,两期花岗岩的源岩均为新元古代-显生宙期间亏损地幔来源的火成岩。结合已发表的Sr-Nd-Hf同位素资料,本文认为兴安地块大陆地壳增生的时间主要为新元古代-显生宙,这与松嫩地块一致,而明显晚于额尔古纳地块的地壳增生时间(中-新元古代),从而揭示了它们不同的地壳演化历史。     

黑龙江省东部饶河杂岩的就位时代与东北东部中生代构造演化

黑龙江省东部饶河杂岩由含放射虫深海沉积岩以及镁铁质的熔岩和侵入岩组成,并被视为大洋壳的残片。该杂岩被晚期蛤蚂河和太平村花岗岩侵入。锆石U-Pb年龄结果表明,上述两花岗岩岩体均形成于早白垩世,其中蛤蚂河岩体形成于131、124和～115Ma三个阶段,太平村岩体形成于111～114Ma左右。饶河杂岩中辉长岩的锆石U-Pb年龄为166±1Ma,深海沉积岩中最晚出现的放射虫的时代为160～150Ma,显示饶河杂岩的就位应发生在150～131Ma的晚侏罗世—早白垩世,古地磁资料显示本区自晚三叠世—侏罗纪有明显的从低纬度向高纬度的北移现象：从而表明在晚侏罗世—早白垩世及以前该区存在太平洋板块的俯冲-走滑作用。岩石学研究显示,两花岗岩岩体中均存在岩浆结晶成因的堇青石,并具有过铝质花岗岩的特点,为典型的来源于沉积岩部分熔融形成的S型花岗岩。Hf同位素测定发现,这些花岗岩中的锆石具有较高的~(176) Hf/~(177)Hf同位素比值和较正的ε_(Hf)(t)值,以长英质地壳为源岩的Hf同位素模式年龄为500～780Ma,说明其源岩应为新元古代—显生宙新增生的地壳物质,从而反映在晚侏罗世—早白垩世以前本区曾发生过显著的地壳抬升与风化剥蚀。     

大兴安岭中部乌兰浩特地区中生代花岗岩的锆石U-Pb年龄及地质意义

大兴安岭中生代花岗岩浆作用的时间和期次的确定对讨论东北地区中生代的构造-岩浆演化具有重要意义。本文采用激光ICP-MS技术进行锆石U-Pb年龄测定的结果表明,大兴安岭中部乌兰浩特-索伦地区的中生代花岗岩浆活动可以划分为3期:中-晚三叠世花岗岩岩浆侵位结晶年龄为235-225Ma;早-中侏罗世花岗岩岩浆侵位结晶年龄为182-175Ma;早白垩世花岗岩岩浆侵位结晶年龄为140-125Ma,与该区广泛分布的中生代火山岩时代一致。该区花岗岩的年代学格架与松辽盆地东缘的张广才岭-小兴安岭地区完全可以对比。花岗岩中的捕获锆石具有与额尔古纳地块新元古代花岗岩一致的的年龄信息(-800Ma),反映该区曾经具有前寒武纪结晶基底。结合岩石学特征和邻区的其它地质资料,该区三叠纪花岗岩的形成可能与古亚洲洋闭合造山后的岩石圈伸展体制有关,侏罗纪花岗岩可能是佳木斯地块西缘洋壳俯冲及与松嫩地块拼合作用的产物,而早白垩世花岗岩的形成则与板内拉张性构造体制有关。     

孙吴-嘉荫地区早中生代花岗岩的年代学、地球化学与成因

对小兴安岭北部孙吴-嘉荫地区早中生代花岗岩进行了年代学和地球化学研究,据此探讨其成因及形成的构造背景。锆石U-Pb同位素定年结果表明,研究区早中生代花岗岩分为晚三叠世和早侏罗世两期,形成时代分别为210 Ma和187~181 Ma。晚三叠世碱长花岗岩属铝质A型花岗岩,岩浆源区为新元古代从亏损地幔中增生的基性火成岩地壳。早侏罗世英云闪长岩-花岗闪长岩和二长花岗岩属埃达克岩,是由加厚下地壳物质部分熔融形成的;正长花岗岩-碱长花岗岩与同期埃达克岩具明显不同的地球化学特征,岩浆源区为中元古代从亏损地幔中增生的基性地壳物质。结合区域地质构造演化特征,认为晚三叠世花岗岩是华北板块和西伯利亚板块碰撞造山后伸展构造环境下的产物,早侏罗世花岗岩的形成与古太平洋板块俯冲产生的挤压构造环境有关。     

大兴安岭东部花岗岩类锆石饱和温度及其地质意义

通过对花岗岩锆石饱和温度的计算,求得大兴安岭东部不同时代花岗岩浆的起源温度,为探讨花岗岩的形成条件和构造背景提供重要信息。计算结果表明,大兴安岭地区早古生代花岗岩、部分晚古生代I 型花岗岩( ＜ 300 Ma) 、晚古生代A 型花岗岩( 260 ～ 290 Ma) 属于高温花岗岩,高热的产生与造山后伸展构造背景导致的软流圈上涌/幔源岩浆的底侵作用有关; 部分晚古生代I 型花岗岩 ( ＞ 300 Ma) 及侏罗纪花岗岩属于低温花岗岩,可能反映了一种有流体参与的与俯冲有关的构造背景; 白垩纪I 型花岗岩的锆石饱和温度与侏罗纪花岗岩基本相同,属低温花岗岩,其形成可能与流体的加入有关,流体可能来自古太平洋俯冲板片残留体; 而白垩纪A 型花岗岩属高温花岗岩,高热的产生可能与白垩纪时期板内伸展构造体制下岩石圈减薄导致的地幔岩浆底侵有关。     

内蒙古突泉—科尔沁右翼中旗地区中生代花岗岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古突泉—科尔沁右翼中旗地区位于大兴安岭中南段,中生代岩浆活动较为频繁,岩浆作用形成的岩石类型主要包括花岗闪长岩、正长花岗岩、二长花岗岩和花岗斑岩等。鉴于目前研究区地质资料缺乏对整个突泉—科右中旗地区中生代花岗岩较为完善的研究和论述,笔者旨在对全区范围内的中生代花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,同时在总结前人资料的基础上划分该地区不同的中生代岩浆作用期次,进而讨论本区不同花岗岩所代表的地质意义。花岗岩锆石U-Pb年龄测试结果表明,孟恩陶勒盖花岗闪长岩的形成时代为（241.2±2.8） Ma,杜尔基镇南部正长花岗岩的形成时代为（148.2±1.0） Ma,宝格吐岩体的花岗闪长岩的形成时代为（226.0±1.1） Ma,马家屯花岗斑岩的形成时代为（124.6±1.1） Ma,这与广泛分布于本区中生代火山岩的形成时代较为一致。结合前人研究成果以及邻区的地质资料,认为本区岩浆活动可以划分为中—晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世;中—晚三叠世花岗岩可能属于古亚洲洋闭合造山后岩石圈伸展作用的产物,而晚侏罗世花岗岩的形成可能与中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合后岩石圈伸展作用有关,早白垩世花岗岩可能反映了板内拉张的构造背景。     

小兴安岭南部早侏罗世二长花岗岩形成时代、地球化学特征及地质意义

通过对小兴安岭南部二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学分析,确定了其形成时代及岩石成因。测得二长花岗岩的同位素年龄为188±2Ma,形成于早侏罗世。地球化学特征显示其富硅、富碱,CaO、Fe203、TiO2、MnO、MgO和P2O5的含量较低,A/CNK=0.95~1.12,A/NK=1.17~1.32,属于准铝-弱过铝质、高钾钙碱性系列岩石;富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素Hf、Zr、Th,相对亏损大离子亲石元素Ba、Sr和高场强元素Nb、Ta、Ti和P;稀土元素总量(∑REE)较高,配分曲线分布型式为轻稀土元素(LREE)相对富集、重稀土元素(HREE)相对亏损的右倾型,表现出轻微的负Eu异常。元素地球化学特征表明,二长花岗岩显示出I型花岗岩特征。结合区域研究资料,小兴安岭南部早侏罗世二长花岗岩的形成应与古大平洋板块向欧亚大陆下的俯冲作用和蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块之下的俯冲作用,即双向俯冲作用的弧后伸展环境相对应,其岩浆起源于下地壳物质的部分熔融。     

兴安地块东北部晚侏罗世C型埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及构造环境意义

大兴安岭地区发育强烈的中生代岩浆作用,一直以来是本地区地质构造研究的热点,但关于晚侏罗世花岗岩的研究报道较少。文中根据三件花岗岩样品的锆石U-Pb LA-ICP-MS测年结果获得的(158.5±1.6) Ma、(156.1±0.59) Ma和(154.1±1.1) Ma年龄结果将兴安地块东北部原定为早中生代的花岗岩形成时间厘定为晚侏罗世。该晚侏罗世花岗岩以中粗粒花岗闪长岩—二长花岗岩为岩石组合,岩石具富硅碱、高钾、过铝、低铁钛镁等特点,属于过铝质高钾钙碱性系列,富集LREE,亏损HREE、Y和HFSE,高Sr,低Yb,高La/Yb、Sr/Y比值,具有“C型”埃达克质岩的特点。该花岗岩的形成与蒙古鄂霍茨克洋闭合引起的陆陆碰撞造山作用密切相关,岩浆源于造山带加厚的下地壳底部基性岩的部分熔融,岩浆形成演化中有富铝地壳物质的加入。该系列花岗岩与紧邻的早、中侏罗世TTG花岗岩反映侏罗纪蒙古鄂霍茨克洋经历了由洋壳俯冲到陆陆碰撞的构造演化。     

秦-祁构造结合部位陇山岩群中碎屑锆石年代学研究及其地质意义

秦-祁构造结合部位以新阳-元龙大型剪切带为界,北侧的北祁连造山带和南侧的西秦岭造山带的构造线呈斜截关系,致使两侧岩石单元的对比存在困难。陇山岩群位于秦-祁结合部位的北祁连构造单元东端,是一套岩性复杂的中深程度变质杂岩,其形成年代和构造属性一直存在较大的争论。本文重点以陇山岩群中黑云母石英片岩为研究对象,对其中的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年。其测年结果明显分为4组,两个主要区间为1 097～795 Ma （49%,峰期年龄约为929 Ma）和2 713～2 265 Ma （21.5%,峰期年龄约为2 435 Ma）,另有两个次级年龄组为575～471 Ma （12%,峰期年龄约为541 Ma）与1 864～1 539 Ma （14%,峰期年龄约为1 717 Ma）。通过最小岩浆峰期年龄和陇山岩群内侵入体的最老年龄初步限定其形成时代介于寒武纪早期-早-中奥陶世（539～454 Ma）,与已报道的晚太古代-早元古代陇山岩群TTG片麻岩形成于不同时代,不属于华北板块南缘基底的沉积岩系。通过与周边构造单元年龄特征峰值的对比研究发现,其新太古代-古元古代（2 713～2 265 Ma）和中元古代（1 864～1 539 Ma）的碎屑物质主要来自华北板块南缘基底,新元古代（1 097～7 95 Ma）的碎屑物质主要来自于北秦岭造山带和中祁连陆块,早古生代（575～471 Ma）的碎屑物质来自于天水-武山构造带,与该洋盆形成过程有关。因此,陇山岩群中黑云母石英片岩的碎屑物源既包括北侧的华北板块南缘基底,又包括南侧的秦岭-祁连造山带,可能形成于早古生代红土堡弧后盆地的形成扩展阶段,与北秦岭东段宽坪岩群副变质岩和二郎坪岩群变沉积岩形成构造环境相似。     

内蒙古西乌珠穆沁旗地区中生代中酸性火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄和地球化学特征

西乌旗地区处于大兴安岭南部,广泛分布中生代火山岩。中生代火山岩中性岩组SHRIMP锆石U-Pb年龄为163Ma±2Ma,为岩浆上侵结晶的年龄;研究区南区下营子地区查干诺尔组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为144.2Ma±1.4Ma,表明西乌旗地区晚中生代火山岩形成时代为晚侏罗世—早白垩世。在TAS图中,中性岩样品数据点落入粗面岩区,属碱性岩系列,REE分馏明显,LILE富集,Nb、Ta等元素亏损,Eu异常不明显,具有正高εNd（t）值,推断粗面岩是由地幔的碱性、过碱性岩浆经过分离结晶过程形成的;流纹岩属高钾钙碱性岩系列,REE分馏明显,部分LILE富集,Ba、Sr和HFSE强烈亏损,推测该岩石由相对较浅的中下地壳物质部分熔融形成并具有A2型花岗岩的特征。综合研究并结合前人的资料,认为从晚侏罗世（163Ma）开始,西乌旗所在大兴安岭地区已经处于伸展构造环境。