大興安嶺北段滿克頭鄂博組火山巖形成時代、地球化學特征與大地構造環境

趙 強, 湯靜如, 周 青, 舒廣龍, 馬 鵬, 姜迎久, 孫振江

(1.桂林理工大學 地球科學學院, 廣西 桂林 541006; 2.中國地質調查局沈陽地質調查中心, 沈陽 110034;3.黑龍江省第九地質勘查院, 黑龍江 齊齊哈爾 161000)

0 引 言

大興安嶺呈北北東向位于西伯利亞板塊與華北板塊之間縫合帶上[1-2], 該地區在中侏羅世至早白堊世發生了規模宏大的火山活動, 是國內外眾多地質研究者關注的研究熱點之一。噴發形成的各火山巖地層時代存有一定爭議, 成因背景同樣存在以下幾種主要觀點: 板內伸展造山成因[3-4]、地幔柱成因[5-7]、太平洋板塊俯沖作用[8-10]、蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展作用[11-16]。對于大興安嶺中生代火山巖地層形成時代及成因背景的爭議, 主要原因有: 大興安嶺地區植被覆蓋較多, 缺失各有關地層間及地層與巖體接觸關系的露頭證據, 缺乏古生物年代學資料; 火山巖具有大面積、多期次、多旋回噴發特點, 導致火山巖分布廣、巖石類型多樣、巖石地球化學復雜的特點, 這些因素導致有關專家對其構造背景和地層形成時代認識不統一。大興安嶺所屬不同行政區, 有關單位對區調過程中劃分填圖單元歸屬的問題存在一定分歧。滿克頭鄂博組在該地區地層格架上具有承上啟下的作用, 但是其年齡和地球化學數據相對于其下伏的塔木蘭溝組及上覆瑪尼吐組和白音高老組少, 報道主要集中在大興安嶺中南段和西坡的滿洲里地區, 而對其形成時代尚未形成統一意見[17-22]。大興安嶺北段主脊的滿克頭鄂博組研究程度相對較低, 形成時代和大地構造背景有一定爭議[18, 20]。基于上述存在的問題和研究區所處的特殊構造位置, 對區內滿克頭鄂博組火山巖進行年代學及地球化學研究很有必要。為此，筆者等對大興安嶺北段呼源地區滿克頭鄂博組火山巖進行了地質調查, 開展巖相學、年代學及地球化學研究, 探討其形成時代及巖石成因背景。

1 地質背景

前人依據喜桂圖-塔源縫合帶與賀根山-黑河縫合帶將大興安嶺劃分為3個地塊, 由東向西為松嫩地塊、興安地塊、額爾古納地塊[2, 23]。研究區位于額爾古納地塊北東側(圖1a), 該地塊是從岡瓦納古陸裂解下來的一個古微陸塊[24], 其前寒武系基底主要由角閃巖相的新華渡口群、綠片巖相的佳疙瘩群和出露較少的新元古代花崗巖組成, 古生代地層主要是一套陸相沉積夾火山巖并經淺變質形成的倭勒根群大網子組[25]。晚古生代受古亞洲洋構造體制演化控制, 中生代以來在東北陸塊群與西伯利亞板塊之間的鄂霍茨克洋閉合影響下, 導致大興安嶺中生代巖漿活動強烈, 形成大面積分布的中生代侵入巖和火山巖[12, 26-27]。大興安嶺北段中生代火山巖地層及巖性主要有: 早侏羅世塔木蘭溝組中基性火山巖[28-29]; 晚侏羅世滿克頭鄂博組中酸-酸性熔巖類、酸性和中酸性碎屑巖類, 主要是流紋質角礫凝灰巖、英安質凝灰巖、英安巖、流紋巖夾流紋質凝灰巖; 晚侏羅-早白堊世瑪尼吐組為一套中性-中酸性火山碎屑巖、火山-沉積巖類及火山熔巖[30-31]; 早白堊世白音高老組為一套中酸性火山巖[32-33]。

研究區內出露大面積中生代火山巖(圖1b), 為了確定各個地層巖石類型與巖性組合及形成時代, 筆者同項目組成員對區內火山巖進行地質調查，新發現了倭勒根群大網子組, 主要出露于研究區東側, 巖性有變砂巖、變粉砂巖、變粗安巖[25]。晚三疊世-早侏羅世花崗巖, 主要出露在研究區的南西側, 主要為二長花崗巖及花崗閃長巖。依據地質填圖成果、火山口分布及剖面中巖石組合和地層層序、鋯石U-Pb年齡等特征, 將研究區內中生代火山巖厘定為: 晚侏羅世滿克頭鄂博組、晚侏羅-早白堊世瑪尼吐組、早白堊世白音高老組。滿克頭鄂博組在區內分布面積最大, 區域最廣, 露頭點可以看到滿克頭鄂博組直接覆蓋于早古生代火山基底大網子組和晚三疊世-早侏羅世花崗巖類之上。滿克頭鄂博組火山巖中含前兩者碎屑, 說明其形成不早于早侏羅世(圖2a)。在歐寧河北岸可見該地層與上覆晚侏羅-早白堊世瑪尼吐組呈整合接觸關系, 其形成時代不晚于晚侏羅世。滿克頭鄂博組火山巖主要以中心式噴發為主, 通過遙感圖像, 在雄關北1166高地識別出主、副兩個火山口。實測剖面中, 發現滿克頭鄂博組火山活動強烈, 主要巖石類型有酸性和中酸性熔巖類、酸性和中酸性碎屑巖類，主要經歷了4次噴發韻律, 依次為爆發式—噴溢式—爆發式—噴溢式。滿克頭鄂博組下部巖石組合為英安質角礫凝灰巖、英安質凝灰巖、英安質熔結凝灰巖夾安山質凝灰巖; 上部為英安巖、流紋巖夾流紋質凝灰巖等。瑪尼吐組整合于滿克頭鄂博組之上, 出露在研究區北側, 主要巖性為火山碎屑巖、熔巖, 夾少量流紋巖、沉凝灰巖、長石巖屑砂巖等。本區內白音高老組與瑪尼吐組接觸關系不詳, 其出露于研究區南側, 主要為英安巖、英安質凝灰巖夾流紋巖等。

圖1 大地構造位置圖(a,據文獻[23]修改)及研究區地質簡圖(b)

2 樣品采集和分析方法

2.1 樣品描述

采集的樣品主要是在天然露頭及人工露頭點的新鮮無蝕變巖石。本次共采集2件LA-ICP-MS鋯石U-Pb樣品, 8件主量元素樣品, 5件稀土、微量元素分析樣品, 采樣位置見圖1b, 部分樣品特征見圖2。

定年樣品GS16, 采自呼中區幅東北部, 橫流河上游南999高地西約500 m處, 巖石類型為珍珠巖(圖2d): 不含斑晶, 全部由玻璃質基質組成, 由熔巖噴出地表后, 驟然冷卻而形成發育的弧形珍珠狀裂理, 巖石已全部脫玻, 析出了大量隱晶狀或微晶狀長石和石英, 充填于珍珠狀裂理之中及其核部, 無定向排列。

定年樣品GS17, 采自蒼山主峰西北500 m處, 巖石類型為流紋質熔結凝灰巖(圖2c、e): 熔結凝灰結構, 假流紋構造, 巖石由10%左右的剛性碎屑和90%左右的塑性碎屑組成。剛性碎屑, 主要由斜長石晶屑組成, 棱角狀, 具聚片雙晶, 大小在2.0 mm以下不等, 雜亂分布。塑性碎屑, 由漿屑和塑性玻屑組成: 漿屑較為粗大, 多呈條帶狀, 有的兩端具分叉現象, 有的含斜長石晶屑包體, 已全部脫玻, 脫玻后具隱晶結構或顯微嵌晶結構, 定向排列; 塑性玻屑呈條紋狀, 有時被剛性碎屑壓彎減薄, 具連續定向排列。

GS04、GS20、GS42為英安質熔結凝灰巖(圖2f), 碎屑物由剛性巖屑、晶屑碎屑和塑性碎屑組成, 晶屑和巖屑大小不一, 雜亂分布, 基質為隱晶質, 可以觀察到巖漿流動構造。GS21為流紋巖(圖2g), 巖石幾乎不含斑晶, 全部由基質組成, 基質由長英質組成, 呈隱晶狀、顯微球粒狀, 集合體呈條紋狀, 平行排列, 構成了流紋構造。GS29為流紋質晶屑角礫凝灰巖, 巖石中晶屑和巖屑, 大小不一, 雜亂分布, 火山灰由極為細小的火山灰塵組成。巖石受到動力作用, 發生破碎, 生成一定裂隙。GS35為粗安巖(圖2h), 斑狀結構, 氣孔構造, 斑晶主要為斜長石和堿性長石, 基質由長石和隱晶質組成, 長石定向排列形成玻晶交織結構。

圖2 滿克頭鄂博組巖石照片及鏡下特征

2.2 分析方法

鋯石挑選在河北省區域地質礦產調查研究所完成。鋯石主要呈短柱狀、長柱狀, 絕大多數晶棱完好, 且振蕩環帶發育(圖3), 為典型巖漿巖鋯石特點。鋯石制靶、圖像采集和鋯石測試工作委托吉林大學測試科學實驗中心完成, 鋯石測定應用ICP-MS儀器, 選擇鋯石顆粒表面無裂隙、內部環帶清晰、無包裹體的位置作為U-Pb定年的測試點。采用Andersen的方法進行同位素比值校正, 以扣除普通Pb元素影響。鋯石測年中Pb同位素比值、U-Pb表面年齡和微量元素含量運用ICPMSDataCal程序進行處理。年齡計算及成圖采用Isoplot程序, 測試數據、加權平均年齡的誤差均為1σ。主量、微量元素分析測試委托國土資源部哈爾濱礦產資源監督檢測中心完成, 主量元素使用X熒光光譜儀(XRF)進行測定, 微量元素使用電感耦合等離子質譜儀(ICP-MS)測定。

圖3 滿克頭鄂博組部分鋯石圖像

3 樣品測試結果分析

3.1 鋯石年齡測試結果

測試結果見表1。珍珠巖(GS16), 鋯石Th/U值為0.71～1.66, 具有巖漿成因特征, 測得20顆鋯石206Pb/238U年齡范圍為144.8～281.4 Ma, 剔除3個統計離群點, 獲得U-Pb諧和年齡為150.9±2.1 Ma(n=17,MSWD=1.3)(圖4a)，認為該樣品鋯石U-Pb諧和年齡加權平均值代表了巖石形成年齡。流紋質熔結凝灰巖(GS17), 鋯石Th/U值為0.42～2.40, 具有巖漿成因特征, 測得20顆鋯石206Pb/238U年齡范圍為148.6～196.2 Ma, 剔除4個統計離群點, 其中175.3～196.2 Ma鋯石年齡組應為捕獲鋯石年齡(在研究區西南部出露有晚三疊世-早侏羅世花崗巖), 獲得U-Pb諧和年齡加權平均值為158.9±0.92 Ma(n=16,MSWD=2.7)(圖4b)。

表1 滿克頭鄂博組火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結果

圖4 滿克頭鄂博組火山巖鋯石U-Pb年齡諧和圖

3.2 巖石地球化學特征

滿克頭鄂博組主量、稀土、微量元素測試結果及特征參數見表2、3。該期火山巖SiO2含量為69.59%～80.54%, 屬酸性火山巖類, Al2O3含量為10.32%～14.93%, TiO2為0.11%～0.40%, CaO含量為0.02%～0.76%, MgO含量為0.02%～0.70%, Na2O+K2O含量為7.29%～9.89%, K2O/Na2O為0.67～2.72, 巖石富鉀鈉, 而貧鈣鎂。A/CNK為1.02～1.53, A/NK為1.05～1.56, 屬過鋁質巖石。里特曼指數δ=1.63～3.34, 平均2.37, 屬鈣堿性系列。在TAS圖解中多數樣品落入流紋巖區域(圖5), 在K2O-SiO2圖解中絕大多數樣品落入高鉀鈣堿性系列(圖6), 樣品GS16(珍珠巖)中, 主要礦物為隱晶質石英及細粒石英, 其他礦物組分較少, 故該樣品落入鈣堿性系列區域。

圖6 K2O-SiO2圖解

表2 滿克頭鄂博組火山巖化學成分測試結果

圖5 火山巖TAS圖解

巖石稀土總量∑REE為127.22×10-6～191.27×10-6,平均160.80×10-6;LREE/HREE為11.48～14.14,(La/Yb)N為11.57～16.53, LREE相對富集(圖7);(La/Sm)N值較高, 為3.24～5.18, 輕稀土分餾明顯;(Gd/Yb)N值較低,為1.36～2.17,重稀土分餾不顯著;δEu為0.27～0.50,Eu虧損較顯著,說明巖漿源區有斜長石富集殘留,或陸殼在發生大規模熔融作用過程中,斜長石作為難容相而殘留。在微量元素蛛網圖(圖8)上, 巖石相對虧損Ba、Nb、Ta等高場強元素，強烈虧損Sr元素；富集Rb、U、Th大離子親石元素及La、Ce、Zr、Hf。滿克頭鄂博組巖石中Al2O3、SiO2、K2O含量較高,其中P2O5含量相對較低(0.02%～0.14%, 平均0.04%), 反映巖漿源區有副礦物磷灰石的殘留。根據上述信息,推斷大興安嶺北段呼源地區滿克頭鄂博組原始巖漿可能由地殼部分熔融形成。

表3 滿克頭鄂博組火山巖稀土、微量元素測試結果

圖7 滿克頭鄂博組火山巖稀土元素配分曲線

圖8 滿克頭鄂博組火山巖微量元素蛛網圖

4 討 論

4.1 形成時代

大興安嶺中生代火山巖中各個地層單元的形成時代, 一直是有關研究者和生產單位關注的熱點之一。對于大興安嶺滿克頭鄂博組火山巖形成年齡, 主要爭議時間有兩個時間段，即晚侏羅世和早白堊世(表4)。大興安嶺北段克一河與中南段的索倫、扎魯特旗地區獲得的年齡數據近一致, 為早白堊, 其他地區獲得年齡為晚侏羅。對于滿克頭鄂博組形成時代存在的差異, 可能是大部分同位素研究僅在局部位置或點上研究, 缺乏接觸關系、巖石組合等基礎地質資料的系統收集和歸納; 滿克頭鄂博組與白音高老組巖石組合極為相似, 限于過去有限的測試手段, 基礎地質圖過程中部分酸性火山巖地質體的歸屬并不準確, 而獲得的早白堊世鋯石年齡實際上指示所測試的地質體應歸屬于白音高老組, 不能代表滿克頭鄂博組的形成時代[22]。本次2件年齡樣品中鋯石具有典型的巖漿成因(Th/U>0.1), 鋯石年齡代表著巖石的成巖時代150.9±2.1 Ma和158.9±0.92 Ma, 為晚侏羅世。北段圖里河地區晚侏羅世滿克頭鄂博組巖性以流紋巖為主, 也也分布有流紋質晶屑凝灰熔巖、流紋質含角礫巖屑晶屑凝灰巖等酸性火山熔巖、火山碎屑巖[34], 與本次研究區內的滿克頭鄂博組巖石組合相近。圖里河地區[34]與本區內滿克頭鄂博組均未見克一河地區[18,20]所描述的代表相對穩定環境的沉凝灰巖及沉凝灰砂巖類巖石。白玉嶺等[22]在滿洲里地區滿克頭鄂博組中發現晚侏羅Nestoria(尼斯托葉肢介)化石, 同時測定該地區滿克頭鄂博組中上部的流紋巖鋯石年齡為156.6±0.96 Ma, 該年齡與本次獲得的鋯石U-Pb年齡相近。同時研究區內的滿克頭鄂博組與下伏晚三疊世-早侏羅世巖體為沉積接觸, 其同上覆瑪尼吐組為整合接觸。綜上, 本次工作最終將本區內的滿克頭鄂博組形成年代定為晚侏羅世。

表4 滿克頭鄂博組火山巖鋯石U-Pb年齡統計

4.2 巖漿源區

對于大興安嶺中生代酸性火山巖來源觀點有: ① 堿性系列地幔巖漿分離結晶作用形成[6-7]; ② 地殼混染及下地殼重熔作用下形成[13]; ③ 巖石地殼的部分熔融[43]; ④ 玄武質巖漿結晶分異[44]。地幔有關巖漿巖具有高MgO, 富相容元素的特點, 而本區滿克頭鄂博組巖石中，MgO含量較低(在0.02%～0.52%), 有別于地幔巖漿特點, 相容元素Cr、Co含量也低于地幔巖漿特征值；Zr、Hf元素作為極不相容元素, 基本不進入地幔相礦物；該組火山巖總體相對富集Zr、Hf元素, 暗示滿克頭鄂博組非幔源巖漿演化而來；稀土元素配分曲線是輕稀土富集重稀土虧損, 巖石富硅、富堿、貧鈣鎂, 屬于鈣堿性系列巖石, 均說明其巖漿來源非幔源。

玄武質巖漿經過高分異或者地殼混染作用(AFC)會形成一套近乎同期的基性—中性—酸性巖漿巖系列, 但是大興安嶺地區出露的中生代基性火山巖為早侏羅世塔木蘭溝組玄武巖、早白堊世梅勒圖組玄武巖, 它們的形成時代明顯不同于滿克頭鄂博組, 因此滿克頭鄂博組不太可能是基性巖漿分異或者地殼混染而來。滿克頭鄂博組樣品中A/CNK為1.02～1.53, 屬過鋁質巖石；里特曼指數δ=1.63～3.34, 屬鈣堿性系列；P2O5含量相對較低(0.02%～0.14%), 反映巖漿源區有磷灰石礦物的殘留, 應是地殼部分熔融導致[44]。

滿克頭鄂博組巖石LREE/HREE為11.48～14.14,(La/Yb)N為11.57～16.53, LREE相對富集, 重稀土平緩(圖7), δEu為0.27～0.50；(La/Sm)N值(3.24～5.18)較高, 輕稀土分餾明顯；(Gd/Yb)N值(1.36～2.17)較低, 重稀土分餾不顯著, 稀土元素特征表明巖漿經歷一定程度上的分異演化, 且巖漿源區殘留斜長石和角閃石。(La/Yb)N值大于下地殼, 接近上地殼的值(15.4)[45]。微量元素上，富集Rb、Th、U等大離子親石元素, 虧損Nb、Ta元素(圖8), 具有殼源巖漿的特點[46-48]；Sr元素在斜長石中容易類質同象替換Ca元素, Ba在鉀長石中容易類質同象替換K元素。莫宣學等[49]認為巖石中虧損Eu、Sr、Ba可能是陸內在大規模巖漿活動過程中, 斜長石作為難容殘余而留下來的導致。Rb/Sr作為判別巖漿源區的重要指標, 本次樣品Rb/Sr=1.05～2.93, 明顯不同于原始地幔(0.003)[50], 而具有殼源的特點(>0.5)。綜上, 認為大興安嶺北段主脊上滿克頭鄂博組火山巖原始巖漿來源于地殼巖石的部分熔融。

4.3 構造背景

大興安嶺中生代火山巖形成構造背景一直存在爭論, 主要觀點有: ① 板內造山成因[34], 該理論是通過對比北美盆嶺構造與大興安嶺及兩側的沉積盆地, 認為二者具有相似之處是由于中地殼大規模的側向流動造成一系列的滑脫、拆離, 并形成兩側伸展成盆地, 伸展導致地幔上涌形成大規模巖漿巖活動; ② 地幔柱成因[5-7], 強調地幔主動上涌, 誘發的大規模巖漿活動；③ 太平洋板塊俯沖作用[8-10], 吳福元等[8]在總結中國燕山運動時, 認為中國東部燕山期存在廣泛的巖石圈減薄, 大興安嶺中生代火山巖形成于此背景, 其動力來源與太平洋板塊俯沖有關。

大興安嶺中生代火山巖呈現北北東向展布, 與已被公認具有地幔成因大火成巖省的展布特點與巖石組合類型有一定的不同, 大興安嶺中生代火山巖成因難用地幔柱成因來解釋[51-52]。中國吉黑東部是太平洋板塊向歐亞板塊俯沖重要研究區, 吉黑東部的佳木斯-興凱地塊受到太平洋板塊俯沖形成的火山巖, 以早白堊世的松木河組、綏芬河組和延吉地區的明月溝組安山巖為代表[53-55], 在中國吉黑東部并不存在與大興安嶺相匹配大規模的中生代火山巖, 且吉黑東部中生代火山巖形成時代明顯晚于松嫩平原西側的大興安嶺地區火山巖[9], 同時更加遠離太平洋板塊的蒙古國境內也有大量的中生代巖漿巖出露[56]。因此, 大興安嶺在晚侏羅世階段噴發形成的大規?；鹕綆r活動與同時期的太平洋板塊向西俯沖無關[57-58]。

近年隨著國內外有關專家對東北地塊群與西伯利亞板塊之間蒙古-鄂霍茨克洋研究的深入, 已經確定該大洋板塊閉合階段向南側的東北地塊群發生俯沖作用。古地磁資料顯示, 該大洋在石炭紀開始自西向東“剪刀式”閉合, 并在中-晚侏羅世時期閉合完成[59-61]。有關專家在研究大興安嶺地區的構造、地球化學、礦床時，對蒙古-鄂霍茨克洋的閉合時間及其演化過程也進行了探討，并取得了一定成果：趙海濱等[62]、張履橋等[63]通過構造解析, 認為大興安嶺發育有變質核雜巖；孫曉猛等[64]在海拉爾盆地的侏羅-白堊紀沉積地層中識別出一套同沉積斷層，變質核雜巖與同沉積斷層說明, 晚侏羅世大興安嶺地區處在一個伸展構造背景；Zorin[59]對蒙古-鄂霍茨克洋造山帶的構造、巖漿、礦床解析認為, 蒙古-鄂霍茨克洋在侏羅紀中、早期開始閉合, 持續到侏羅紀晚期；黃始琪等[65]在研究蒙古-鄂霍茨克構造帶中的韌性剪切帶及侵入其中未變形變質偉晶巖脈的年齡, 限定了大洋閉合時間在163～174 Ma；Wang等[11]對大興安嶺中南部火山巖研究后認為, 160 Ma后蒙古-鄂霍茨克洋閉合后快速進入伸展環境; 張連昌等[26]對大興安嶺北部火山巖進行年代學及地球化學研究, 認為大興安嶺中生代處于蒙古-鄂霍茨克洋伸展的構造環境; 陳志廣等[12]在滿洲里地區獲得中生代火山巖鋯石年齡為150～160 Ma, 形成于蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展環境; 大興安嶺地區的中生代堿性花崗巖、堿性流紋巖均代表著一種伸展環境[66]；張連昌等[67]研究西拉木倫河成礦帶時, 得出晚侏羅紀大興安嶺處于伸展構造的成礦環境; 大興安嶺北段發現探明我國儲量最大的斑巖型鉬礦床——岔路口鉬礦, 輝鉬礦錸-鋨年齡為148±1 Ma[68], 形成于蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展環境; 鄧昌州[69]對新發現的小柯勒河和富克山大型斑巖礦床研究后認為，蒙古-鄂霍茨克洋閉合后在晚侏羅紀存在板塊回撤?？傮w來看，大興安嶺北段所處鄂霍茨克洋以雙向俯沖的方式在中-晚侏羅世“剪刀式”閉合, 然后進入后造山伸展階段[11, 27, 59, 65]。研究區靠近蒙古-鄂霍茨克洋俯沖帶, 區內滿克頭鄂博組的形成時間為159～150 Ma, 處在蒙古-鄂霍茨克洋閉合后伸展的階段。

大興安嶺中生代火山巖具有大面積、大體量、多旋回噴發的特點, 應為某種因素誘發的伸展背景下而形成的火山巖。在前文敘述的大興安嶺中生代火山巖形成背景有關爭論中, 可看出有關研究者由于理論依據和地球動力學觀點不同, 導致所持認識不同, 但是均在一定程度上強調了地殼的減薄與伸展作用, 以及不同機制背景下地殼熔融形成的各類火山巖[3, 6, 89, 11-12, 26, 70]。

本次所采滿克頭鄂博組樣品，在δEu-(Na2O+K2O)圖中(圖9a)，落入殼源區域；Zr/Al2O3-TiO2/Al2O3圖解(圖9b)表明，其主要形成于大陸弧環境；在lgτ-lgδ關系圖中，落于消減帶火山巖區內(島弧及活動大陸邊緣)(圖9c)。因此，大研究區內滿克頭鄂博組形成于大陸弧和后碰撞環境。滿克頭鄂博組火山巖主量元素表現出殼源特點, 源區殘留磷灰石, 輕稀土富集重稀土虧損, Rb/Sr和(La/Yb)N值為殼源特點[45], 虧損Eu元素；微量元素中弱富集Zr、Hf元素, 虧損Ba、Sr元素。以上元素特征說明，巖漿來源地殼巖石的部分熔融, 而且巖石中具有低Sr和Yb元素, 暗示巖漿巖源區形成深度較大[71]。

圖9 δEu-w(Na2O+K2O)(a)、TiO2/Al2O3-Zr/Al2O3(b)及lg τ-lg δ(c)關系圖

綜上, 研究區內滿克頭鄂博組是形成于蒙古-鄂霍茨克洋閉合導致的地殼變形、隆升、加厚并使得地殼升溫, 之后又由碰撞階段快速向伸展轉變，從而導致大規模的地殼熔融, 引起巖石圈地幔上涌進一步加熱地殼, 加速地殼熔融, 進而形成的一套酸性火山巖[11-12, 72]。但不應忽視的是, 大興安嶺中生代火山巖部分地區發現具有幔源物質混入的特點[12，56], 這可能是由于巖石圈伸展導致的地幔物質上涌, 亦可能源于蒙古-鄂霍茨克洋俯沖而導致的洋(陸)殼析出流體交代殘留地幔楔或虧損地幔在陸殼伸展作用下減壓形成部分熔融作用[12-13], 這種地幔物質的參與也許為礦床的形成提供一定的物源基礎, 其中滿洲里礦集區晚侏羅世火山巖中含有地幔物質[12], 同時期礦床甲烏拉-查干布拉根礦區Pb同位素表示, 成礦元素有地幔物質的混入特點[73]。

綜上所述, 大興安嶺北段呼源地區出露的滿克頭鄂博組火山巖，其形成可能與蒙古-鄂霍茨克洋閉合后的巖石圈伸展塌陷構造環境有關。

5 結 論

(1)大興安嶺北段呼源地區滿克頭鄂博組火山巖, 屬于酸性巖類, 主要由英安巖及流紋巖組成, 鋯石年齡為150～159 Ma, 結合露頭中的接觸關系, 將其形成時代定為晚侏羅世。

(2)該區滿克頭鄂博組火山巖屬于高鉀鈣堿性系列, 以富集大離子親石元素和輕稀土, 虧損高場強元素為特點, 形成于大陸弧環境, 原始巖漿來源于地殼巖石的部分熔融。

(3)本區滿克頭鄂博組可能是蒙古-鄂霍茨克洋閉合后巖石圈伸展引起的地殼物質部分熔融而形成的一套酸性火山巖。