大興安嶺北段甘河地區中生代白音高老期火山巖地質特征及形成時代研究

孟祥坤 蔣征午 甄淼

摘 要：大興安嶺北段甘河地區中生代火山巖白音高老期為一套酸性火山巖，巖石類型為流紋巖、流紋質角礫凝灰巖、流紋質凝灰巖、流紋質熔結凝灰巖、珍珠巖等。巖石地球化學特征特征顯示白音高老期火山巖屬一套高鉀的似島弧型鈣堿性流紋巖系列，輕稀土富集，鈾虧損明顯。通過鋯石U-Pb（LA-ICP-MS）同位素測年結果，其加權平均年齡為124～131Ma，時代為早白堊世。

關鍵詞：大興安嶺北段；中生代火山巖；白音高老期；地質特征；形成時代

工作區位于大興安嶺主脊北段東坡，大地構造位置落于大興安嶺弧盆系中額爾古納島弧南部，向南毗鄰海拉爾—呼瑪弧后盆地。工作區內中生代火山巖白音高老期出露范圍較廣泛，主要沿大興安嶺火山巖帶呈北東向分布，白音高老期為一套酸性火山巖，主要巖性包括流紋巖、流紋質巖屑晶屑凝灰熔巖、流紋質巖屑晶屑熔結凝灰巖、流紋質巖屑晶屑凝灰巖等。

一、地質特征

1.分布及地質特征

工作區內白音高老組出露較廣泛，沿大興安嶺火山巖帶呈北東向分布，具體分布在甘河鎮北及南西部分地區、鐵古牙北、布蘇里部分地區等地，多與瑪尼吐組相伴出露，面積83.8km2，占全區總面積的6.4%，白音高老組為一套酸性火山巖，巖石類型為流紋巖、流紋質角礫凝灰巖、流紋質凝灰巖、流紋質熔結凝灰巖、珍珠巖等。工作區控制白音高老組剖面以PM002、PM011為代表。

2.剖面描述和地質特征

該剖面白音高老組為一套陸相酸性火山巖建造，巖石類型為流紋巖、球粒流紋巖、流紋質凝灰熔巖、流紋質含角礫巖屑晶屑凝灰巖等。上部被早白堊世花崗斑巖侵入，下伏上侏羅統瑪尼吐組安山巖。剖面火山巖相為爆發相、溢流相。劃分了3個噴發韻律，巖層傾向北東-南西，傾角在15°-35°之間。

該剖面出露的巖性主要為流紋質含角礫凝灰巖、流紋質熔結凝灰巖、流紋質凝灰巖、流紋巖、流紋質角礫凝灰巖等，為一套陸相酸性火山巖建造，劃分了2個噴發韻律。剖面火山巖相為爆發相、溢流相、火山碎屑流相。

二、巖石地球化學特征

1.主量元素特征

白音高老期火山巖巖石類型為一套中酸性熔巖及火山碎屑巖。SiO2：72.85-77.53%，平均為74.97%；Al2O3：12.73-14.56%，平均13.81%；TiO2：0.14-0.30%，平均為0.24%；Na2O+K2O=7.94-9.37%，平均8.59%。巖系指數（σ）為1.59-2.85，堿度指數（A.R）為3.72-4.64。分異指數（DI）為93.8-96.18，固結指數（SI）為0.67-2.53，Na2O高于K2O。

根據火山巖堿度率圖解，本期次火山巖應屬堿性巖石系列；火山巖系列SiO2—K2O圖解中，多數樣品位于高鉀系列；在TAS圖解中，樣品主要位于流紋巖區；AFM三角圖解中，樣品位于鈣堿性系列火山巖區。綜上所述，工作區內白音高老期火山巖屬一套高鉀的鈣堿—堿性流紋巖巖石系列。

2.微量元素特征

據微量蛛網圖，本期火山巖微量元素Ba、Th、Ce、Zr具明顯的正異常，Rb、Li、Sr、Tb具負異常，尤其虧損Nb、Ta；表現出類似島弧鈣堿性巖的特征。

3.稀土元素特征

測區白音高老期火山巖稀土總量（∑REE）92.84-427.56×10-6范圍內；輕稀土總量（∑LREE）86.14-408.96×10-6，重稀土總量（∑HREE）在6.70-18.60×10-6，輕重稀土比值LREE/HREE為9.79-21.99；（La/Yb）N=8.88-23.98，稀土元素配分曲線右傾，且斜率較大，屬輕稀土富集型，輕稀土富集程度高且輕重稀土分餾明顯。δEu =0.31-0.64，虧損明顯。

三、形成時代研究

選取白音高老期火山巖同位素年齡樣品2件，巖性均為流紋巖（D1001、PM015LT19）。運用鋯石U-Pb（LA-ICP-MS）同位素測年方法，在樣品中挑選具有較明顯的振蕩環帶鋯石，在環帶的邊部進行激光打點。其中樣品D1001中選出22粒有效鋯石，Th/U比值介于0.688～1.492之間，屬于巖漿成因的鋯石，其206Pb/238U年齡值介于120±3～129±2Ma之間，22個測點的加權平均年齡124.4±1.0Ma，MSWD=1.13。樣品PM015LT19中選出24粒有效鋯石，Th/U比值介于0.704～3.512之間，屬于巖漿成因的鋯石，其206Pb/238U年齡值介于124±2～137±3Ma之間，24個測點的加權平均年齡131.0±1.5Ma，MSWD=2.1。結合區域巖石特征及同位素年齡，確定其時代為早白堊世。

參考文獻：

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