大興安嶺中南段甘珠爾廟地區(qū)晚中生代兩期花崗巖的時(shí)代、成因、物源及其構(gòu)造背景*

楊奇荻　郭磊　王濤　曾濤　張磊　童英　史興俊　張建軍

1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京　1000372.東華理工大學(xué)，撫州　3300133.中國地質(zhì)大學(xué)，北京　1000831.

1　引言

大興安嶺位于中亞造山帶東段或興蒙造山帶中西段，其經(jīng)歷了西伯利亞板塊與華北板塊碰撞和之后向古太平洋體制轉(zhuǎn)換的過程(趙越等,1994; Wuetal.,2002,2011a)以及可能的蒙古-鄂霍茨克洋體制的疊加(李錦軼等,2004,2009)，因此，是研究中國乃至東北亞中生代構(gòu)造巖漿演化的重要地區(qū)之一。該地區(qū)及整個(gè)東北發(fā)育5期重要的花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)，分別為475～505Ma、310～340Ma、240～270Ma、170～200Ma、115～145Ma，其中大興安嶺地區(qū)主要分布有晚古生代(310～340Ma)和早白堊世(115～145Ma)花崗巖(Wuetal.,2011a; 張興洲等,2012)。在晚中生代，整個(gè)東北亞發(fā)生了巨型的地殼伸展(Davisetal.,2001; Wangetal.,2011)和大規(guī)模巖漿作用(葛文春等,1999; 林強(qiáng)等,2004; 邵濟(jì)安等,2005; Wuetal.,2011a)。大興安嶺及鄰區(qū)廣布的晚中生代花崗巖類是這一大規(guī)模構(gòu)造巖漿事件的重要表現(xiàn)。在大興安嶺中南段，特別是林西地區(qū)，晚侏羅世和早白堊世花崗巖已有報(bào)道和研究，認(rèn)為兩者具有相同的構(gòu)造巖漿演化背景(邵濟(jì)安等,1998; 祝洪臣等,2005; 劉偉等,2007)。事實(shí)上該區(qū)晚侏羅世花崗巖研究很弱，它們與早白堊世巖漿活動(dòng)是否具有相似的性質(zhì)，指示何種構(gòu)造背景，還有待于進(jìn)一步研究確定。相對而言，大興安嶺中南段中部甘珠爾廟地區(qū)目前未見有晚中生代花崗巖的報(bào)道，因此制約了整個(gè)大興安嶺中南段晚中生代的構(gòu)造巖漿演化的認(rèn)識。

本文報(bào)道了甘珠爾廟地區(qū)5個(gè)晚中生代花崗巖的鋯石年齡和地球化學(xué)、鋯石Hf同位素?cái)?shù)據(jù)，分析了晚侏羅世與早白堊世花崗巖的巖漿成因及物源，同時(shí)結(jié)合區(qū)域相關(guān)資料，進(jìn)一步討論了區(qū)域上晚中生代花崗巖漿年代學(xué)格架、成因演化及構(gòu)造背景。該研究為完整認(rèn)識大興安嶺中南段地區(qū)晚中生代構(gòu)造巖漿演化及其環(huán)境提供了新的依據(jù)。

2　區(qū)域地質(zhì)背景

圖1　甘珠爾廟地區(qū)地質(zhì)簡圖(大地構(gòu)造位置分區(qū)圖(圖1a)據(jù)張興洲等,2006)圖1b中花崗巖年齡資料來源: ①葛文春等,2005; ②江思宏等,2011a; ③江思宏等,2011b; ④Liu et al.,2005; ⑤Zhou et al.,2012; ⑥Wu et al.,2011a; ⑦馬星華等,2009; ⑧Wu et al.,2011b;⑨曾慶棟和劉建明,2010; ⑩張曉靜等,2010Fig.1　Geological sketch map of Ganzhuermiao region (Fig.1a,modified after Zhang et al.,2006)Sources of ages of granitoids in the Fig 1b: ①Ge et al.,2005; ②Jiang et al.,2011a; ③Jiang et al.,2011b; ④Liu et al.,2005; ⑤Zhou et al.,2012; ⑥Wu et al.,2011a; ⑦M(jìn)a et al.,2009; ⑧Wu et al.,2011b;⑨Zeng and Liu,2010; ⑩Zhang et al.,2010

大興安嶺中南段北鄰興安地塊，南鄰華北北緣構(gòu)造帶，東為松嫩地塊，西接錫林浩特中間陸塊(圖1a,張興洲等,2006)。該區(qū)主要由顯生宙地層組成(邵濟(jì)安等,2005)，西部錫林浩特地區(qū)曾認(rèn)為存在前寒武變質(zhì)基底(李雙林和歐陽自遠(yuǎn),1998; 任紀(jì)舜等,1999)，后來的研究認(rèn)為代表該基底的錫林郭勒雜巖可能是晚古生代雜巖(陳斌等,2009; 薛懷民等,2009)，但最新的年代學(xué)資料顯示，該區(qū)的確存在元古代變質(zhì)巖系(孫立新等,2013)。甘珠爾廟地區(qū)主要出露晚古生代淺-微變質(zhì)的火山沉積巖系(王成文等,2009)，以及晚中生代侏羅系和白堊系陸相中-酸性火山巖及陸相碎屑沉積巖(郭鋒等,2001; Guoetal.,2010)，主要為侏羅系新民組(淺色凝灰?guī)r、炭質(zhì)頁巖及酸性凝灰?guī)r)、滿克頭鄂博組(流紋巖、凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖)、瑪尼吐組(安山巖、流紋巖安山巖及凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖)、白音高老組(流紋巖、凝灰?guī)r、流紋安山巖及凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖)；其次為晚古生代壽山溝組(濱海相砂、板巖組合)、大石寨組(分布廣泛，為淺海-濱海相的細(xì)碧巖、角斑巖及凝灰?guī)r組合)、哲斯組地層(下部為黃綠色砂礫巖、灰色生物碎屑巖和硅質(zhì)巖，上部為灰色塊狀炭質(zhì)粉砂巖、板巖)；另外，還有少量的白堊系平山組地層(中-基性熔巖及火山碎屑巖，酸性凝灰?guī)r)。前人報(bào)道有甘珠爾廟晚古生代變質(zhì)核雜巖(張履橋等,1998)，本次野外調(diào)研初步顯示其可能為穹隆構(gòu)造。

大興安嶺中南段地區(qū)的巖漿作用十分發(fā)育，其中晚侏羅世火山巖分布面積占該區(qū)的60%(邵濟(jì)安等,1999a,b)，而甘珠爾廟地區(qū)的三疊紀(jì)至早白堊世花崗巖基本侵位于二疊系或侏羅系地層，其巖性主要為正長花崗巖、二長花崗巖-花崗巖斑巖。

位于賀根山-嫩江-黑河縫合帶與索倫山-西拉木淪-長春-延吉縫合帶之間東部的甘珠爾廟地區(qū)，經(jīng)歷二疊紀(jì)末至三疊紀(jì)初沿后者的古亞洲洋的最后閉合(Xiaoetal.,2003)，侏羅紀(jì)晚期蒙古-鄂霍茨克造山帶完成，早白堊世進(jìn)入后碰撞階段，后期開始受到古太平洋的影響(李錦軼等,2004)。

3　晚中生代花崗巖體基本特征與樣品概況

3.1　巖體特征

本研究在甘珠爾廟地區(qū)鑒別出的晚中生代花崗巖體主要有晚侏羅世土木富洲巖體，早白堊世早階段烏蘭達(dá)壩巖體、小井子巖體、花加拉嘎巖體，早白堊世晚階段巴里木哈德巖體(圖1c)。

土木富洲巖體位于甘珠爾廟地區(qū)的西南部，由數(shù)十個(gè)小巖體及巖株組成，出露面積約100km2，侵位于二疊紀(jì)和侏羅系地層中。在巖體中發(fā)育有殘留頂蓋，巖體與圍巖的邊界平直或呈鋸齒狀，顯示了明顯的侵入關(guān)系。該巖體主體為中粒黑云母正長花崗巖。

烏蘭達(dá)壩和小井子巖體位于甘珠爾廟地區(qū)的中部，呈巖基狀產(chǎn)出，主體侵位于二疊系。同時(shí)代花加拉嘎巖體位于甘珠爾廟地區(qū)的南部，主要呈巖株?duì)町a(chǎn)出，侵位于二疊系和侏羅系地層。這三個(gè)巖體出露總面積超過180km2，主體巖性為中粒黑云母二長花崗巖。

巴里木哈德巖體位于甘珠爾廟地區(qū)的西部，呈北向透鏡狀巖基產(chǎn)出，面積約90km2，主體侵位于侏羅系火山巖，界限清楚，外接觸帶具有角巖化和硅化；內(nèi)帶邊緣為鉀質(zhì)花崗斑巖，向巖體中心逐漸變化為中細(xì)粒正長花崗巖。巖體中殘留頂蓋和捕虜體較多，為中淺層巖體，剝蝕程度較弱。

3.2　樣品概況

在野外觀察及巖相學(xué)研究的基礎(chǔ)上，選擇典型的花崗質(zhì)巖石，共采集了14件地球化學(xué)樣品(圖1c)，其中5件鋯石U-Pb定年樣品分別采自以下5個(gè)巖體。

樣品GZ10-65為黑云母正長花崗巖，采自土木富洲巖體。巖石呈灰白色，塊狀構(gòu)造。主要礦物組合為石英(20%)+鉀長石(60%)+斜長石(15%)+黑云母(5%)+角閃石(<1%)，含少量鋯石、磷灰石、磁鐵礦等副礦物。

樣品GZ10-57為黑云母二長花崗巖，采自花加拉嘎巖體。巖石呈灰白色，二長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組合為石英(20%)+堿長石(30%)+斜長石(40%)+黑云母(8%)，含少量鋯石、磷灰石、磁鐵礦等副礦物。

樣品GZ10-52為黑云母二長花崗巖，采自烏蘭達(dá)壩巖體。巖石呈灰白色，以塊狀構(gòu)造為主。主要礦物組合為石英(30%)+鉀長石(30%)+斜長石(30%)+黑云母(8%)。鉀長石主要為條紋長石，有少量的微斜長石，含少量鋯石、磷灰石、磁鐵礦等副礦物。巖石具有典型的花崗結(jié)構(gòu)。

樣品GZ10-49為黑云母二長花崗巖，采自小井子巖體。巖石呈淺肉紅色，具有顯微文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組合為石英(20%)+鉀長石(40%)+斜長石(35%)+黑云母(<5%)，鉀長石主要為條紋長石，有少量的微斜長石，含少量鋯石、磷灰石、磁鐵礦等副礦物。

樣品GZ10-28為花崗斑巖，采自巴里木哈德巖體。巖石呈肉紅色，具塊狀構(gòu)造，典型的似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為石英和鉀長石，共約占20%±，其中鉀長石以微斜條紋長石為主，少數(shù)為條紋長石和正長石，基質(zhì)由鉀長石、石英和斜長石微晶組成。

4　分析方法及結(jié)果

4.1　分析方法

樣品在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎、分選。鋯石U-Pb同位素分析在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成，數(shù)據(jù)處理采用中國地質(zhì)大學(xué)Liuetal.(2008)編寫的ICPMSDataCal程序和Ludwing(1999)的Isoplot程序進(jìn)行作圖，采用204Pb對普通鉛進(jìn)行校正。利用NIST612作為外標(biāo)計(jì)算鋯石樣品的Pb、U、Th含量。

樣品主量元素、微量元素分析測試是在加拿大溫哥華Acme分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，除了Fe2O3之外，分別由電感耦合等離子光譜分析(ICP-AES)和電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)完成。

鋯石原位Lu-Hf同位素分析在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所的等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICP-MS)上進(jìn)行測試具體流程及儀器運(yùn)行條件等見文獻(xiàn)(侯可軍等,2007)。

4.2　分析結(jié)果

4.2.1鋯石U-Pb定年

鋯石U-Pb測定結(jié)果數(shù)據(jù)見表1和圖2。CL圖像顯示，鋯石晶型較好，呈單錐或雙錐狀，發(fā)育典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)。這些樣品的測試點(diǎn)基本位于鋯石的邊緣部位。

樣品GZ10-65獲得27個(gè)測點(diǎn)。除6號、23號、26號點(diǎn)距鋯石核部較近外(可能為核幔混合年齡外)，其余24個(gè)點(diǎn)基本位于鋯石幔部和邊部的結(jié)晶環(huán)帶部位，位于諧和線上及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為154±1Ma，MSWD=0.29，代表鋯石結(jié)晶年齡，故可代表土木富洲花崗巖體形成年齡。

樣品GZ10-57獲得28個(gè)測點(diǎn)。26號數(shù)據(jù)可能因Pb丟失，獲得206Pb/238U年齡明顯偏年輕，其余27個(gè)點(diǎn)基本位于諧和線上及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為139±1Ma，MSWD=0.75，可代表花加拉嘎花崗巖形成年齡。

樣品GZ10-52獲得34個(gè)測點(diǎn)，可能由于Pb丟失，造成1號、2號、7號、8號、9號具有明顯的不諧和年齡，其余29個(gè)點(diǎn)基本位于諧和線上及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為137±1Ma，MSWD=0.65，應(yīng)代表烏蘭達(dá)壩巖體形成年齡。

樣品GZ10-49獲得34個(gè)測點(diǎn)，除6號、17號、23號點(diǎn)數(shù)據(jù)具有明顯的不諧和年齡外(信號極其不穩(wěn))，其余31個(gè)點(diǎn)基本位于諧和線上及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為138±1Ma，MSWD=0.55，代表小井子巖體形成年齡。

圖2　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖Fig.2　Zircon U-Pb dating concordia diagrams of the Late Mesozoic granites in the Ganzhuermiao region

樣品GZ10-28獲得34個(gè)測點(diǎn)，可能由于Pb丟失，5號、11號、21號、28號、34號點(diǎn)具有明顯的不諧和年齡，其余29個(gè)點(diǎn)基本位于諧和線上及其附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為125±1Ma，MSWD=0.47，可以代表巴里木哈德巖體形成年齡。

4.2.2巖石地球化學(xué)特征

各花崗巖體樣品的主微量元素分析結(jié)果見表2。

晚侏羅世土木富洲巖體2件樣品的SiO2含量范圍為75.40%～75.57%，全堿(Na2O+K2O)為9.05%～9.18%，CaO為0.31%～0.33%，MgO為0.09%～0.10%，A/CNK范圍為0.99～1.00，為弱過鋁質(zhì)，屬于高鉀鈣堿性系列(圖3)。其稀土元素∑REE=157.8×10-6～173.6×10-6，(La/Yb)N為3.42～4.08，在稀土元素配分模式圖中(圖4)，表現(xiàn)為右傾海鷗型，具有明顯負(fù)Eu異常，δEu值為0.10～0.12。

表1甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果
Table1LA-ICP-MS zircon U-Pb data of the Late Mesozoic granites in the Ganzhuermiao region

測點(diǎn)號含量(×106)232Th238UTh/U同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ(×104)206Pb/238U1σ(×104)207Pb/235U1σ(×104)207Pb/206Pb1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σGZ10?28?125740 340 0484590 019620 1305153118290125112515GZ10?28?2381170 320 0484400 019420 1295106119195124112410GZ10?28?3431430 300 0673380 020420 1897109847117130117610GZ10?28?4791770 440 0485240 019620 13146712411912511256GZ10?28?540780 520 2146710 032130 9492355294154204267825GZ10?28?6551440 380 0514250 020120 14267125711312911357GZ10?28?7571370 410 0488280 019720 13247713613312611267GZ10?28?845950 480 0486510 019720 1322136127249126112613GZ10?28?9481030 460 0483360 019420 12959711517612411249GZ10?28?10301000 300 0524470 020120 1451129301203128113812GZ10?28?1138720 520 08311360 021440 24554001271320137222336GZ10?28?12641570 410 0472400 019820 129211161204127112311GZ10?28?132385050 470 0485100 019410 1300261264712411243GZ10?28?141101940 570 0485260 019520 13027112412612411247GZ10?28?15531380 390 0487290 019720 13208013113912611268GZ10?28?1643860 500 0485570 019520 1303151123277124112414GZ10?28?1754970 560 0487380 019720 1322105131185126112610GZ10?28?18941720 550 0484270 019520 12997411813112411247GZ10?28?19671910 350 0484230 019720 13176311911112611266GZ10?28?20521030 510 0486430 019520 1309115130207125112511GZ10?28?2124750 320 0786790 019620 21212091162199125219519GZ10?28?22801500 530 0484170 019620 1307481178412511255GZ10?28?2337950 390 0493340 019220 13039116316212211249GZ10?28?2481210 060 0485390 019620 1309105126189125112510GZ10?28?25831600 520 0484230 019420 12946211911212411246GZ10?28?261161970 590 0573230 019520 1543625038812511466GZ10?28?27461200 390 0486240 019520 13096712811712511256GZ10?28?28541280 420 0719340 019520 1935959849712511809GZ10?28?29471160 410 0487370 019720 1324102134179126112610GZ10?28?301402410 580 0485180 019520 1304491258612411245

續(xù)表1
Continued Table 1

測點(diǎn)號含量(×106)232Th238UTh/U同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ(×104)206Pb/238U1σ(×104)207Pb/235U1σ(×104)207Pb/206Pb1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σGZ10?28?3133920 350 0643450 019520 1732122751147125116211GZ10?28?32461480 310 0485270 019820 13217412413012611267GZ10?28?33681490 460 0484190 019520 1299531199312411245GZ10?28?341392100 660 0787270 019520 21177511656912511957GZ10?49?119560 340 0486790 021530 1445211130381137213720GZ10?49?2972920 330 0439170 021720 131052-1189713811255GZ10?49?31673820 440 0487110 021620 1452341355413811383GZ10?49?41655740 290 048890 021520 1446291394613711373GZ10?49?51435330 270 0488100 021620 1451291374613811383GZ10?49?6651800 360 1834320 021520 544411126842913714419GZ10?49?71725670 300 0492100 021520 1458301594713711383GZ10?49?81474940 300 0488100 021520 1445301374713711373GZ10?49?91844410 420 0487100 021520 1444321325113711373GZ10?49?101565180 300 048890 021820 1464271364113911393GZ10?49?111485490 270 048690 021820 1464271314313911393GZ10?49?12703540 200 0488130 021620 1451401386513811384GZ10?49?131936530 300 048770 021720 1456231313613811382GZ10?49?1420660 300 0528900 021230 1540247318390135214523GZ10?49?15962100 460 0487230 021520 14476813611013711376GZ10?49?161172290 510 0489280 021520 14498214513213711378GZ10?49?17651310 500 3532330 036341 76732583721142303103415GZ10?49?181435410 270 0486100 021720 1450301274613811383GZ10?49?19361750 200 0488230 021920 14767014011114011407GZ10?49?20903190 280 0489120 021920 1477391436014011404GZ10?49?212176850 320 047270 021620 140223593713711332GZ10?49?221806190 290 048980 021920 1478251433814011402GZ10?49?23541200 450 0952420 022820 2992143153284145226613GZ10?49?24193010 060 0490130 021620 1461411466513811384GZ10?49?2528700 400 0489480 021920 1479141143232140114013GZ10?49?2631800 390 0486350 021620 1451108131170138113810

續(xù)表1
Continued Table 1

測點(diǎn)號含量(×106)232Th238UTh/U同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ(×104)206Pb/238U1σ(×104)207Pb/235U1σ(×104)207Pb/206Pb1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σGZ10?49?271695860 290 048880 021620 1450251374013811372GZ10?49?281685840 290 048980 021520 1447231413713711372GZ10?49?292277320 310 049170 021620 1461231513613811382GZ10?49?301795990 300 048680 021520 1441261274113711372GZ10?49?312996070 490 048880 021520 1449251373913711372GZ10?49?321314970 260 0491100 021920 1483311514814011403GZ10?49?331181930 610 0533330 022420 1649103344140143115510GZ10?49?3433820 400 0487380 021720 1456114134185138113811GZ10?52?136910 390 0909570 021720 27161741444119138124416GZ10?52?23257640 430 072180 022720 2261279902314512072GZ10?52?3892260 400 0488240 021820 14647513711713911397GZ10?52?4511660 310 0488190 021920 1474591379214011406GZ10?52?5461450 320 0488320 021520 14459513715313711379GZ10?52?634810430 330 048670 021720 1451211263313811382GZ10?52?7451420 320 0934230 023020 29677814964714712647GZ10?52?831812030 260 071190 022620 2220299622514412043GZ10?52?91653350 490 2916230 030531 227613534261219428139GZ10?52?10601710 350 0487240 021420 14367113511413611367GZ10?52?113559830 360 048450 021420 1428161202413611362GZ10?52?12501330 380 0485500 021320 1423147124243136113514GZ10?52?13441520 290 0490270 021620 14598014612813811388GZ10?52?14411500 270 0488370 021320 1433110137179136113610GZ10?52?1540990 400 0489410 021920 1477125144198140114012GZ10?52?161263590 350 0488160 021420 1438481367813611365GZ10?52?172438800 280 048960 021320 1435201412913611362GZ10?52?184698370 560 048960 021420 1445191442913711372GZ10?52?19611770 340 0486240 021520 14437212811713711377GZ10?52?20962940 330 0488210 021420 14396313810013611366GZ10?52?21792500 320 0466180 021520 138155289313711315GZ10?52?22822090 390 0508200 021420 1499602349213611426

續(xù)表1
Continued Table 1

測點(diǎn)號含量(×106)232Th238UTh/U同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ(×104)206Pb/238U1σ(×104)207Pb/235U1σ(×104)207Pb/206Pb1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σGZ10?52?231043000 350 0489150 021520 1447441427013711374GZ10?52?24396190 060 049090 021620 1459281504413811383GZ10?52?25792230 350 0663160 021520 1966518175213711825GZ10?52?262824670 600 0490140 021420 1449421506513711374GZ10?52?272013710 540 0489140 021520 1447411426613711374GZ10?52?281332590 510 1362200 023620 44357021802615013736GZ10?52?291173240 360 0487170 021420 1435511368313611365GZ10?52?301362610 520 0489150 021320 1436451427113611364GZ10?52?31621960 320 0488230 021620 14557013911013811387GZ10?52?32481290 370 0488480 021420 1442137140230137113713GZ10?52?33962050 470 0555310 021820 16689243412313911579GZ10?52?341773660 480 0488150 021420 1439451397113611364GZ10?57?144820 540 0457760 022020 1388232-20404141213222GZ10?57?259950 620 0486490 021720 1454146129239138113814GZ10?57?3601270 470 0490370 021620 1458108149176138113810GZ10?57?420460 430 05261060 022030 1595290310461140215027GZ10?57?51231940 640 0450270 021520 133281-5714913711278GZ10?57?6781400 560 0489340 021820 1470101141162139113910GZ10?57?7841340 630 0579320 022220 177510052712314211669GZ10?57?81752660 660 0482230 022020 14616911011214011387GZ10?57?974820 900 0489570 021620 1457164145275138113816GZ10?57?10821130 720 0514480 022020 1557145259215140114714GZ10?57?111382020 680 0427310 021820 128193-18718013911229GZ10?57?1266790 840 0340740 022020 1032211-794620141110020GZ10?57?131121870 600 0486240 021720 14557213011513811387GZ10?57?14961440 670 0512300 021520 15188724913413711438GZ10?57?1543630 680 0622890 022330 1913258682306142217824GZ10?57?16911240 740 0490340 021820 1470102147164139113910GZ10?57?1744590 740 0486660 021730 1453187129320138213818GZ10?57?1827460 590 04191330 021630 1250319-231801138212031GZ10?57?1957740 760 0490650 021830 1470187147313139213918GZ10?57?2042740 560 0489450 021820 1472135144217139213913GZ10?57?21952990 320 0489150 021620 1461481457413811385

續(xù)表1
Continued Table 1

測點(diǎn)號含量(×106)232Th238UTh/U同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ(×104)206Pb/238U1σ(×104)207Pb/235U1σ(×104)207Pb/206Pb1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σGZ10?57?221642460 670 0490220 021720 14696914910613911397GZ10?57?23911820 500 0496240 022120 15117317811114111437GZ10?57?245770 060 0518570 021520 1537161278253137114515GZ10?57?25511090 470 0488400 021720 1460118138192138113811GZ10?57?26601340 450 0714710 011320 111311096820373110711GZ10?57?2732430 750 04891770 021840 1471402145848139213938GZ10?57?2820500 410 04881270 021940 1472330140609139313931GZ10?65?11223370 360 0491130 024220 1640451526315411544GZ10?65?289816960 530 049150 024220 1642181552215411542GZ10?65?3631840 340 0472210 024220 1576726010615411497GZ10?65?4812540 320 0490130 024120 1633431506015411544GZ10?65?5541490 360 0492350 024120 1635116156167154115411GZ10?65?61703020 560 0549130 025520 1926464075216211794GZ10?65?763410500 600 049250 024220 1642181562415411542GZ10?65?849411380 430 049050 024220 1639171492215411542GZ10?65?9541520 350 0491310 024520 1658105155147156115610GZ10?65?1064013310 480 049340 024320 1654151632015511551GZ10?65?111112080 540 0492210 024020 16277115510115311537GZ10?65?12902960 300 0493150 024120 1638511637115311545GZ10?65?132616710 390 049070 024220 1638261493615411542GZ10?65?14732340 310 0490210 024120 1626691469815311536GZ10?65?1548010150 470 049160 024320 1650221553115511552GZ10?65?163639240 390 049050 024220 1632191462615411542GZ10?65?1719600 320 0490550 024030 1623174147263153215316GZ10?65?18811690 480 0490280 024220 16379315013315411549GZ10?65?1986111180 770 049060 024120 1633211492915411542GZ10?65?2067960 690 0496440 024120 1647146175207154215514GZ10?65?21611940 320 0669190 024220 2230658355915412046GZ10?65?2248010890 440 049150 024220 1637191542615411542GZ10?65?235047890 640 063670 025020 2192257272415912012GZ10?65?24396250 060 051480 024620 1741272593415611632GZ10?65?2590619050 480 049380 024320 1652321643915511553GZ10?65?261041990 520 0716300 025520 251610797385162122810GZ10?65?271293420 380 0491140 024320 1646481536615511554

表2甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖主量元素和(wt%)和微量元素(×10-6)
Table 2Major (wt%) and trace (×10-6) element composition of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region

樣品號GZ10?27GZ10?28GZ10?52GZ10?53GZ10?48GZ10?49GZ10?50GZ10?51GZ10?24GZ10?25GZ10?57GZ10?58GZ10?64GZ10?65經(jīng)緯度44°49′01″N，120°32′39″E44°49′40″N，120°25′09″E44°34′23″N，119°40′20″E44°34′28″N，119°26′35″E44°33′43″N，119°48′35″E44°31′03″N，119°46′30″E44°30′08″N，119°40′20″E44°30′08″N，119°40′20″E44°14′28″N，119°41′25″E44°08′23″N，119°52′15″E44°09′23″N，119°31′36″E44°09′09″N，119°31′41″E44°18′19″N，119°18′03″E44°18′19″N，119°18′03″E年代(Ma)125137138139154巖體巴里木哈德烏蘭達(dá)壩小井子花加拉嘎土木富洲巖性花崗斑巖黑云母二長花崗巖黑云母二長花崗巖黑云母二長花崗巖正長花崗巖SiO274 5875 8571 8075 6074 6474 5873 7574 2269 9671 3272 3475 5975 4075 57Al2O312 9812 5114 4012 6613 3112 7413 7913 6314 7114 5914 4312 7512 8012 75Fe2OT31 351 252 021 251 412 241 411 392 412 041 621 111 381 30FeOT1 211 121 821 121 272 021 271 252 171 841 461 001 241 17MgO0 090 080 090 070 070 050 030 030 790 430 230 180 100 09CaO0 350 230 170 170 310 160 190 211 860 660 650 240 330 31Na2O3 533 954 473 734 283 774 424 383 724 374 753 004 274 24K2O5 434 675 455 284 584 915 215 105 144 944 945 374 914 81TiO20 110 080 130 100 130 150 100 100 370 330 220 150 100 10P2O50 020 020 030 030 030 020 020 010 090 080 050 040 040 03MnO0 020 050 020 010 010 030 030 030 040 050 050 020 020 02LOI1 501 301 401 101 201 301 000 800 801 000 601 500 600 70Total99 9799 9899 9699 9799 9599 9499 9599 9399 8899 8299 9099 9199 9799 97K2O+Na2O8 968 629 929 018 868 689 639 488 869 319 698 379 189 05(K2O+Na2O)/CaO25 6037 4858 3553 0028 5854 2550 6845 144 7614 1114 9134 8827 8229 19A/CNK1 051 041 061 041 061 081 041 040 981 061 001 140 991 00A/NK1 111 081 091 071 111 101 071 071 261 161 101 181 041 0510000Ga/Al2 232 402 703 002 752 892 292 772 172 011 951 702 942 84FeOT/(FeOT+MgO)0 930 930 950 940 950 980 980 980 730 810 860 850 930 93DI95 8696 6395 7997 0796 0095 4096 8196 7286 6692 7394 2995 9496 5996 63La45 2029 7032 6018 5039 8033 8024 7034 4023 0042 9030 4014 3028 3025 50Ce91 4061 4053 2053 3082 0086 7076 1085 1050 5081 6066 6038 4073 7062 40Pr10 696 959 235 4310 448 666 398 795 559 977 093 257 767 13Nd41 7025 2034 3019 9040 2031 8024 2034 4021 0037 8024 9012 5029 9027 00Sm6 574 127 404 648 045 904 446 084 066 124 192 296 356 35Eu0 130 140 270 200 300 240 260 330 721 080 600 310 240 21Gd5 393 276 034 327 395 053 975 353 344 913 102 156 006 66Tb0 950 541 110 811 280 960 730 890 550 810 530 421 191 27Dy5 323 106 194 817 785 644 365 063 004 262 872 777 367 74

續(xù)表2
Continued Table 2

樣品號GZ10?27GZ10?28GZ10?52GZ10?53GZ10?48GZ10?49GZ10?50GZ10?51GZ10?24GZ10?25GZ10?57GZ10?58GZ10?64GZ10?65經(jīng)緯度44°49′01″N，120°32′39″E44°49′40″N，120°25′09″E44°34′23″N，119°40′20″E44°34′28″N，119°26′35″E44°33′43″N，119°48′35″E44°31′03″N，119°46′30″E44°30′08″N，119°40′20″E44°30′08″N，119°40′20″E44°14′28″N，119°41′25″E44°08′23″N，119°52′15″E44°09′23″N，119°31′36″E44°09′09″N，119°31′41″E44°18′19″N，119°18′03″E44°18′19″N，119°18′03″E年代(Ma)125137138139154巖體巴里木哈德烏蘭達(dá)壩小井子花加拉嘎土木富洲巖性花崗斑巖黑云母二長花崗巖黑云母二長花崗巖黑云母二長花崗巖正長花崗巖Ho1 120 601 210 981 641 280 951 040 600 930 680 651 561 65Er3 391 873 453 025 033 712 892 921 822 722 012 044 754 96Tm0 520 350 560 460 730 560 430 450 290 410 310 340 720 75Yb3 682 263 623 404 903 962 972 902 012 682 202 364 985 35Lu0 530 310 530 480 670 560 440 470 290 420 350 390 750 78∑REE216 6139 8159 7120 3210 2188 8152 8188 2116 7196 6145 882 17173 6157 8LREE195 7127 5137 0102 0180 8167 1136 1169 1104 8179 5133 871 05146 3128 6HREE20 9012 3022 7018 2829 4221 7216 7419 0811 9017 1412 0511 1227 3129 16LREE/HREE9 3610 376 045 586 147 698 138 868 8110 4711 106 395 364 41(La/Yb)N8 819 436 463 905 836 125 978 518 2111 489 914 354 083 42δEu0 060 110 120 130 120 130 190 170 580 580 490 420 120 10Rb223 4117 2216 3206 5137 9149 7139 1152 6253 9120 7131 9144 0182 5174 2Sr76 042 453 339 557 041 025 127 9240 9262 196 7121 849 343 8Y32 018 435 326 446 131 526 130 119 227 118 119 244 445 2Ba661842462252262592622925801017703735164155Cs2 62 04 24 23 26 23 03 815 72 54 04 82 11 8Th28 913 920 519 719 615 014 113 834 115 012 616 718 114 1U3 02 43 12 42 52 41 92 04 42 92 86 31 51 5Nb14 111 115 710 910 610 110 711 77 810 710 48 821 419 5Ta1 20 91 61 01 11 00 70 91 00 80 70 71 51 5Ga15 315 920 620 119 419 516 720 016 915 514 911 519 919 2Zr157 0129 1147 5140 4215 5299 7204 7223 0178 4228 1205 4128 2190 7139 3Hf6 04 95 35 57 69 96 57 45 67 06 33 97 56 1Sn311512443241 02234Cu0 80 52 30 73 91 50 60 65 73 81 30 90 30 7Pb22 326 432 98 216 413 513 312 511 117 713 615 48 49 8Zn3362482545704748313426313134Ni1 60 32 41 10 71 10 40 24 31 51 20 70 30 8Sr/Y2 382 301 511 501 241 300 960 9312 559 675 346 341 110 97Nb/Ta11 7512 339 8110 909 6410 1015 2913 007 8013 3814 8612 5714 2713 00Zr+Nb+Ce+Y294 5220 0251 7231 0354 2428 0317 6349 9255 9347 5300 5194 6330 2266 4

圖4　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素配分模式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig.4　Trace element and REE diagrams of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region (normalization values are after Sun and McDonough,1989)

早白堊世早階段3個(gè)巖體(烏蘭達(dá)壩、小井子、花加拉嘎)的10件樣品的SiO2含量范圍69.96%～75.60%，全堿(Na2O+K2O)范圍為8.7%～9.9%，CaO為0.16%～1.9%，MgO為0.03%～0.79%，A/CNK為0.98～1.14，為弱過鋁質(zhì)，屬于高鉀鈣堿性系列(圖3)。上述10件樣品的稀土元素∑REE=82.2×10-6～210.2×10-6，(La/Yb)N為3.9～11.48，在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖(圖4)中，成右傾海鷗型；其δEu值為0.12～0.58。

早白堊世晚階段巴里木哈德巖體的2件樣品的SiO2含量范圍為74.58%～75.85%，全堿(Na2O+K2O)為8.62%～8.96%，CaO為0.23%～0.35%，MgO為0.08%～0.09%，A/CNK范圍為1.04～1.05，為弱過鋁質(zhì)，也屬于高鉀鈣堿性系列(圖3)。其稀土元素∑REE=139.8×10-6～216.6×10-6，(La/Yb)N為8.81～9.43，在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖(圖4)中，成右傾海鷗型，δEu值為0.06～0.11。

總之，5個(gè)巖體的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖皆成右傾海鷗型，但Eu負(fù)異常程度不同，晚侏羅世花崗巖比早白堊世花崗巖輕重稀土分餾弱。在微量元素的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解上，總體表現(xiàn)為不同程度的富集大離子親石元素(Rb、Th、K等)和相應(yīng)的虧損高場強(qiáng)元素(Nb、Ta、P等)。

4.2.3Hf同位素特征

選取具有諧和年齡的典型鋯石進(jìn)行Hf同位素測試，每顆鋯石εHf(t)值以自身鋯石年齡計(jì)算，結(jié)果見表3，各巖體鋯石Hf同位素特征分述如下：

晚侏羅世土木富洲巖體樣品GZ10-65共分析15個(gè)點(diǎn)，εHf(t)值為+9.9～+15.9，加權(quán)平均值為+12.1，峰值為+10～+14之間，兩階段Hf模式年齡為185～571Ma(n=15)。

早白堊世早階段的3個(gè)巖體(花加拉嘎、小井子、烏蘭達(dá)壩)樣品GZ10-57、GZ10-49和GZ10-52分別分析了13個(gè)、12個(gè)和13個(gè)點(diǎn)。其中GZ10-57的εHf(t)值為+2.9～+7.9，加權(quán)平均值為+5.32，峰值為+5～+6之間，兩階段Hf模式年齡為688～1005Ma(n=13)。GZ10-49的εHf(t)值為+5.8～+13.9，加權(quán)平均值為+7.8，峰值為+6～+7之間，兩階段Hf模式年齡為302～821Ma。GZ10-52的εHf(t)值為+5.6～+13.8，加權(quán)平均值為+9.2，峰值為+8左右， 兩階段Hf模式年齡為310～836Ma。

表3甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖鋯石Hf同位素分析結(jié)果
Table 3Zircon Hf isotopic compositions of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region

測點(diǎn)號t(Ma)176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σ(×106)εHf(t)2σtDM1(Ma)tDM2(Ma)fLu/HfGZ10?28?011250 0668650 0012490 282849285 41 0576841-0 96GZ10?28?021260 0789260 0014580 282833274 80 9603878-0 96GZ10?28?031240 0767160 0013990 282863255 80 9558810-0 96GZ10?28?041240 0415900 0008110 282836234 90 8588869-0 98GZ10?28?051270 0727480 0013900 282812244 10 9630923-0 96GZ10?28?061260 1209240 0028220 282796343 41 2680968-0 91GZ10?28?071240 1183020 0024310 282894296 81 0528745-0 93GZ10?28?081260 1074600 0022640 282930248 10 9473663-0 93GZ10?28?091250 1421800 0029020 282877286 21 0561786-0 91GZ10?28?101250 0896340 0018620 282837244 90 9602870-0 94GZ10?28?111250 1111860 0024620 282914267 60 9498699-0 93GZ10?28?121250 0618630 0012420 282844255 20 9582851-0 96GZ10?28?131240 1143440 0022190 282803283 61 0658950-0 93GZ10?28?141250 0634250 0012560 282898287 11 0506730-0 96GZ10?49?011370 0899880 0015260 282869266 30 9551790-0 95GZ10?49?021370 1295410 0022920 282863196 00 7572808-0 93GZ10?49?031380 1062150 0018520 282914207 90 7491689-0 94GZ10?49?041370 1705680 0035320 282878336 41 2570782-0 89GZ10?49?051370 1151250 0021550 282939218 70 7458635-0 94GZ10?49?061400 1098080 0020940 282875246 50 9551777-0 94GZ10?49?071380 0879590 0016200 282855215 80 8572821-0 95GZ10?49?081380 1414780 0026420 282953269 20 9444606-0 92GZ10?49?091370 1238970 0027580 282873226 30 8563787-0 92GZ10?49?101380 1264810 0024710 282912267 70 9503698-0 93GZ10?49?111370 2720800 0047250 2830922813 91 0251302-0 86GZ10?49?121400 0921480 0016340 282950209 20 7436606-0 95GZ10?52?011380 1747200 0034170 2830853113 81 1253310-0 90GZ10?52?021380 1561380 0027150 282941248 80 8462632-0 92GZ10?52?031360 0818050 0014640 282950309 21 1433606-0 96GZ10?52?041360 1267080 0022480 282930358 41 2472655-0 93GZ10?52?051360 1225570 0022400 282876226 50 8552779-0 93GZ10?52?061370 2557870 0044750 2830352711 91 0338429-0 87GZ10?52?071370 1282680 0023040 282937258 60 9463640-0 93GZ10?52?081360 0913420 0016980 282910207 70 7494698-0 95GZ10?52?091370 0966370 0017950 282894227 20 8519735-0 95GZ10?52?101370 1535840 0031790 2830162411 40 8355465-0 90GZ10?52?111370 0862940 0016470 282849255 60 9582836-0 95GZ10?52?121360 1380070 0026220 282907267 50 9511710-0 92GZ10?52?131360 1784880 0033010 2830763013 41 1265330-0 90GZ10?57?011380 1225200 0023990 282811244 20 9650926-0 93GZ10?57?021380 0409120 0007720 282851275 70 9566826-0 98GZ10?57?031400 0768080 0017910 282840255 30 9597856-0 95GZ10?57?041380 1136710 0021250 282833275 01 0612873-0 94GZ10?57?051400 1012450 0022140 282837255 20 9608864-0 93GZ10?57?061380 1464700 0033940 282778322 91 17181005-0 90GZ10?57?071370 1002970 0020150 282834235 00 8610872-0 94GZ10?57?081380 0742660 0014700 282865256 20 9557799-0 96

續(xù)表3
Continued Table 3

測點(diǎn)號t(Ma)176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σ(×106)εHf(t)2σtDM1(Ma)tDM2(Ma)fLu/HfGZ10?57?091390 0760730 0014240 282880236 70 8534763-0 96GZ10?57?101380 1006210 0019250 282851215 60 7584833-0 94GZ10?57?111370 0682940 0012320 282790243 50 9660968-0 96GZ10?57?121370 1028770 0020840 282848335 51 2590841-0 94GZ10?57?131390 1205810 0021960 282915297 91 0493688-0 93GZ10?65?011540 0955650 0017610 2830022511 30 9362480-0 95GZ10?65?021540 0560550 0011140 2830022611 40 9356476-0 97GZ10?65?031540 3386460 0053290 2831153115 01 1219245-0 84GZ10?65?041540 0687240 0013150 2829882310 90 8377508-0 96GZ10?65?051560 1333470 0023790 282963249 90 9425571-0 93GZ10?65?061550 2741090 0045370 2830652213 30 8291353-0 86GZ10?65?071530 0784760 0015280 2829731610 30 6401545-0 95GZ10?65?081530 1108820 0020690 2829862110 70 8388518-0 94GZ10?65?091540 1337030 0029820 2830432912 71 0312393-0 91GZ10?65?101530 2088760 0034180 2831362015 90 7174185-0 90GZ10?65?111540 2659720 0044540 2830462712 61 0322398-0 87GZ10?65?121540 1546780 0026520 2830802914 01 0255308-0 92GZ10?65?131540 1865580 0032760 2830652713 41 0281345-0 90GZ10?65?141540 1126690 0018450 2830041811 40 6360476-0 94GZ10?65?151550 0754250 0013860 2830362312 60 8309399-0 96

早白堊世晚階段巴里木哈德巖體樣品GZ10-28分析了14個(gè)點(diǎn)，其εHf(t)值范圍為+3.4～+8.1，加權(quán)平均值為+5.61，峰值為+4～+5左右，兩階段Hf模式年齡為663～968Ma(n=14)。

5　討論

5.1　晚中生代花崗巖漿活動(dòng)時(shí)代和期次

甘珠爾廟地區(qū)5個(gè)巖體鋯石U-Pb測年的分析點(diǎn)多位于鋯石的邊部和幔部結(jié)晶環(huán)帶部位，數(shù)據(jù)點(diǎn)大都位于U-Pb諧和線附近，表明這些測年結(jié)果代表鋯石的結(jié)晶年齡，進(jìn)而可以代表各個(gè)巖體侵位的年齡。分析結(jié)果顯示，甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖形成于晚侏羅世晚期(154Ma)和早白堊世，后者又可以分為兩個(gè)階段(139～137Ma與125Ma)。

圖5　大興安嶺中南段晚中生代花崗巖年齡統(tǒng)計(jì)圖圖中①、②、③分別代表本文154Ma、139～137Ma、125Ma花崗巖所處年齡段Fig.5　Age histogram of the Late Mesozoic granites in central and southern Da Hinggan Range ①,② and ③ represent 154Ma,139～137Ma and 125Ma of this paper,respectively

就整個(gè)大興安嶺中南段而言，本文及區(qū)域上前人發(fā)表的40個(gè)(葛文春等,2005; Liuetal.,2005; 江思宏等,2011a,b; Wuetal.,2011a,b; 馬星華等,2009; 曾慶棟和劉建明,2010; 張曉靜等,2010; Zhouetal.,2012,圖1b)晚中生代花崗巖類鋯石U-Pb年齡統(tǒng)計(jì)顯示(圖5)，其巖漿活動(dòng)主要發(fā)育于早白堊世(142～124Ma)，只發(fā)育少量的侏羅紀(jì)花崗巖(182～146Ma)。

圖6　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖巖石成因圖解(據(jù)Whalen et al.,1987)Fig.6　10000Ga/Al vs.Zr,Y,Ce and Nb diagrams of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region (after Whalen et al.,1987)

前人研究認(rèn)為東北早中侏羅紀(jì)花崗巖主要分布在額爾古納地塊、小興安嶺-張廣才嶺和吉林東部(Wuetal.,2011a)，晚侏羅世巖漿活動(dòng)主要體現(xiàn)在大興安嶺地區(qū)發(fā)育的NNE向的火山巖(張興洲等,2012)，而本文獲得的154Ma花崗巖在大興安嶺地區(qū)不多見。另外值得注意的是，甘珠爾廟地區(qū)125Ma與139～137Ma花崗巖，兩者發(fā)育時(shí)代間隔較大。但前人研究認(rèn)為大興安嶺北段和中南段花崗巖形成時(shí)代是以早白堊世為主體(佘宏全等，2012; Wuetal.,2011a)，并未進(jìn)一步細(xì)分期次。Zhangetal.(2010)曾將大興安嶺中南段的火山巖分為173～150Ma和141～122Ma兩期，而同一地區(qū)的火山巖和花崗巖在發(fā)育時(shí)代上具有一定的可比性。因此根據(jù)大興安嶺中南段花崗巖年齡統(tǒng)計(jì)(圖5)，并結(jié)合整個(gè)大興安嶺地區(qū)花崗巖發(fā)育情況，125Ma與139～137Ma花崗巖似乎仍然是同一期巖漿事件的產(chǎn)物。另外，值得注意的是，該期花崗巖在大興安嶺以西乃至中蒙邊界亞干地區(qū)(Wangetal.,2004)也有發(fā)育，顯示它們可能具有相同的地質(zhì)背景。

綜上所述，甘珠爾廟地區(qū)晚侏羅世與早白堊世花崗巖應(yīng)該屬于兩期巖漿事件的產(chǎn)物，不僅與大興安嶺中南段的晚中生代巖漿活動(dòng)期次完全可以對比，也與同區(qū)火山巖發(fā)育期次很類似。

5.2　巖石成因類型和物源

5.2.1巖石成因類型

本次研究的5個(gè)花崗巖體，皆屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列，高硅富堿特征與大興安嶺中南段的晚中生代花崗巖地球化學(xué)性質(zhì)相似(Liuetal.,2005; 周振華等,2010; 周漪等,2011)。大部分甘珠爾廟晚中生代花崗巖具較強(qiáng)Eu異常，具有相對低的Sr/Y值和Ba含量。文中花崗巖樣品分異指數(shù)(DI)為92.73～97.07(除樣品GZ10-24，其DI為86.66)，表明原始巖漿的結(jié)晶分異強(qiáng)烈，由CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果可知，部分樣品出現(xiàn)剛玉分子，但是含量很低，符合準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)的特征。另外，晚侏羅世花崗巖的(La/Yb)N為3.42～4.08，小于早白堊世花崗巖的4.35～11.48，說明兩期花崗巖的輕重稀土分異不同。

在A型花崗巖判別圖解中(圖6)，這些樣品皆位于高分異花崗巖與A型花崗巖邊界附近。圖7顯示大部分點(diǎn)落在高分異I型與A型花崗巖過渡區(qū)域內(nèi)。圖8中除三個(gè)樣品外，其余點(diǎn)全部落入高分異的鈣堿性花崗巖區(qū)域，進(jìn)一表明甘珠爾廟晚中生代花崗巖屬于高分異鈣堿性I型花崗巖，與典型的巴爾哲(125±2Ma，Rb-Sr)、碾子山(125±1Ma，Rb-Sr)A型花崗巖不同(王一先和趙振華,1997; 李培忠和于津生,1993)。綜上認(rèn)為，甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖為高分異鈣堿性I-A過渡型花崗巖。晚侏羅世花崗巖輕重稀土分餾弱于早白堊世花崗巖。

圖7　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖(Zr+Nb+Ce+Y)-(K2O+Na2O)/CaO圖解(據(jù)Whalen et al.,1987)FG-分異的I，S型花崗巖；OGT-I，S，M型花崗巖分布區(qū)Fig.7　(Zr+Nb+Ce+Y) vs.(K2O+Na2O)/CaO diagram of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region (after Whalen et al.,1987)

圖8　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖100(MgO+FeOT+TiO2)/SiO2-(Al2O3+CaO)/(FeOT+Na2O+K2O)圖解(底圖據(jù)Sylvester,1989)Fig.8　100(MgO+FeOT+TiO2)/SiO2 vs.(Al2O3+CaO)/(FeOT+Na2O+K2O) diagram of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region (after Sylvester,1989)

圖9　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖εHf(t)-t圖底侵下地殼與古生代俯沖增生雜巖演化線據(jù)Liu et al.(2005);烏蘭浩特與林西地區(qū)中生代花崗巖εHf(t)數(shù)據(jù)(◇)分別引自周漪等(2011)和Zhou et al.(2012)Fig.9　εHf(t)-t diagram of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao regionThe evolution lines of the underplated lower crust and Paleozoic subducted accretionary complexes modified after Liu et al.(2005),εHf(t) values (◇) of the Mesozoic granites from Wulanhaote and Linxi region are from Zhou et al.(2011) and Zhou et al.(2012)

5.2.2成巖物質(zhì)來源

甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖εHf(t)均大于零(+3.4～+15.9)，說明年輕物質(zhì)是其主要的來源。εHf(t)-t圖解顯示(圖9)，晚侏羅世花崗巖數(shù)據(jù)點(diǎn)基本落于大興安嶺中南段的新生底侵下地殼演化線(Liuetal.,2005)之上，說明其源區(qū)需要更加年輕的物質(zhì)，很可能有新底侵物質(zhì)的加入。早白堊世晚階段花崗巖數(shù)據(jù)點(diǎn)落于大興安嶺南區(qū)新生底侵的下地殼演化線之下與古生代俯沖增生雜巖演化線(Liuetal.,2005)之上，暗示其物源可能主要來自新生底侵的下地殼和古生代俯沖增生雜巖混源。而早白堊世早階段花崗巖的εHf(t)值變化范圍最大，暗示物源極不均一。這些花崗巖的Nb/Ta值范圍為7.8～15.29，平均為12.97，介于全球下地殼(Nb/Ta=8.3,Rudnick and Gao,2003)與虧損地幔之間(Nb/Ta=17.7,Sun and McDnough,1989)，因此也顯示其具有殼?；煸吹奶攸c(diǎn)，而三件早白堊世早階段(139～137Ma)花崗巖樣品地球化學(xué)特征不完全一致，說明該時(shí)期花崗巖源區(qū)較為復(fù)雜。

甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖隨著侵位年齡的逐漸變小，εHf(t)值明顯降低。這個(gè)特點(diǎn)在烏蘭浩特、林西及黃崗地區(qū)同樣有較明顯的表現(xiàn)(Liuetal.,2005; 周漪等,2011; Zhouetal.,2012)，反映這些花崗巖巖漿源區(qū)中的年輕物質(zhì)相對減少，同時(shí)發(fā)現(xiàn)εHf(t)值突變節(jié)點(diǎn)在139～137Ma之間(Zhouetal.,2011; Zhouetal.,2012)，大興安嶺中南段花崗質(zhì)巖漿發(fā)育的高峰也是在這個(gè)時(shí)期(毛景文等,2005)。在同一個(gè)地區(qū)，晚侏羅世到早白堊世花崗巖物源如此變化的原因和地球動(dòng)力學(xué)背景還不是很清楚。一種解釋是晚侏羅世花崗巖高εHf(t)值特點(diǎn)與地幔巖漿底侵有關(guān)，早白堊世(139～137Ma)相對低εHf(t)值花崗巖可能由于底侵物質(zhì)的冷卻造成較厚的地殼(下地殼物質(zhì)和古生代俯沖增生雜巖)物源有關(guān)(劉偉等,2007; Liuetal.,2005)。

圖10　甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(底圖據(jù)Pearce et al.,1984)大興安嶺南段三疊紀(jì)同造山花崗巖數(shù)據(jù)引自李錦軼等(2007)Fig.10　Discrimination diagrams for tectonic setting of the Late Mesozoic granites in Ganzhuermiao region (after Pearce et al.,1984)Data of synorognic Triassic granites in the southern Da Hinggan range are from Li et al.(2007)

綜上所述，大興安嶺中南段晚侏羅世和早白堊世高分異鈣堿性I-A過渡型花崗巖物源主要為底侵的幔源基性物質(zhì)、新生下地殼和古生代的俯沖增生雜巖三者不同時(shí)代不同程度的混合產(chǎn)物，進(jìn)一步表明該地區(qū)可能不存在古老的基底。

5.3　構(gòu)造背景

在微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖上(圖10)，文中花崗巖樣品點(diǎn)均落于板內(nèi)和同碰撞區(qū)域，特別是與該地區(qū)早期的同造山花崗巖相比(李錦軼等,2007)，它們出現(xiàn)向后碰撞和板內(nèi)區(qū)域偏移的趨勢。這可能揭示了該時(shí)期后造山板內(nèi)的大地構(gòu)造背景的信息，這與該期花崗巖的特性也是一致的。本文確定的晚侏羅世與早白堊世花崗巖具有高鉀鈣堿性特征，一般而言，高鉀鈣堿性系列花崗巖產(chǎn)生在陸弧環(huán)境或后碰撞環(huán)境(Pitcher,1983)。同時(shí)依據(jù)區(qū)域后造山伸展背景(Wangetal.,2011)，該時(shí)期甘珠爾廟地區(qū)確為后碰撞伸展環(huán)境。

區(qū)域上，晚中生代地殼伸展的構(gòu)造背景受何種體制制約還不是很清楚。一種可能的情況是，古亞洲洋最后消亡后的后造山環(huán)境(邵濟(jì)安等,1997; Chenetal.,2000; 陳斌等,2001,2009; Xiaoetal.,2003; 王成文等,2008; 李錦軼等,2009; 佘宏全等,2012; 張興洲等,2012)，但是后碰撞階段過程持續(xù)到晚中生代的可能性不大。另一種情況是，由于古太平洋板塊俯沖方向的改變(Maruyama,1997; Sagongetal.,2005)，中生代期間大興安嶺以及整個(gè)中國東部有可能經(jīng)歷了由擠壓到伸展的轉(zhuǎn)換過程(Davisetal.,2001; Meng,2003)。但是，學(xué)者們對古太平洋板塊俯沖影響大興安嶺地區(qū)的時(shí)間還存疑問，李錦軼等(2004)認(rèn)為白堊世中晚期至古近紀(jì)初，中國東北及鄰區(qū)的大陸才開始在古太平洋俯沖作用的影響下，遭受了伸展及巖石圈減薄作用的改造。張旗(2013)認(rèn)為太平洋板塊的向西俯沖對中國東部中生代巖漿活動(dòng)影響有限，因?yàn)樘窖笳嬲蛭鞲_時(shí)間只有125～110Ma和43～0Ma兩個(gè)時(shí)間段。值得注意的是，本文的花崗巖侵位年齡主要為晚侏羅世及早白堊世。近年來，蒙古-鄂霍茨克造山帶對東北地區(qū)地質(zhì)演化歷史作用的研究越來越受到重視(李錦軼等,2004; Tomurtogooetal.,2005; 佘宏全等,2012)，該造山帶碰撞造山作用結(jié)束于晚侏羅世晚期，之后的碰撞伸展可能是導(dǎo)致大興安嶺特別是以西地殼伸展的主因(Wangetal.,2011)。

6　結(jié)論

(1)通過鋯石U-Pb定年，在大興安嶺中南段甘珠爾廟地區(qū)鑒別出5個(gè)晚中生代花崗巖體，其形成于晚侏羅世(154Ma)、早白堊世(139～137Ma與125Ma)，與大興安嶺中南段巖漿作用時(shí)限大體一致，這為全面認(rèn)識區(qū)域上晚中生代巖漿活動(dòng)提供了新依據(jù)。

(2)甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖屬于高鉀鈣堿性系列，為高分異鈣堿性I-A過渡型花崗巖。晚侏羅世花崗巖具有較高的εHf(t)值(+9.9～+15.9)，源區(qū)以年輕的新底侵物質(zhì)為主；早白堊世花崗巖εHf(t)值略低(+3.4～+13.9)，物源主要來自新生下地殼和古生代俯沖增生雜巖混源。推測該區(qū)存在古老地殼的可能性不大。

(3)甘珠爾廟地區(qū)晚中生代花崗巖形成于后造山伸展背景。這種背景很可能形成于蒙古-鄂霍茨克洋閉合碰撞后伸展背景，其次在后期可能疊加古太平洋俯沖的影響。

致謝李舢博士和徐穎超碩士在成文過程中提供了幫助；兩位匿名評審人提供了寶貴的意見；在此一并深表謝意。

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