大兴安岭呼玛县二根河地区晚三叠世花岗岩成因类型及时代初探

大兴安岭呼玛县二根河地区晚三叠世花岗岩成因类型及时代初探

郭延华孟祥坤

（黑龙江省地质科学研究所，黑龙江，哈尔滨，150000）

摘要：主要分布在研究区中部，出露面积约158km2。本文依托于黑龙江1∶5万二根河等三幅区域地质矿产调查项目取得的成果，通过综合分析，系统研究大兴安岭呼玛县二根河地区晚上那晚三叠世花岗岩的岩石及矿物学、岩石地球化学、年代学等特征，探讨其成因类型及时代归属。

关键词：大兴安岭呼玛县二根河地区；晚三叠世花岗岩；成因类型；时代归属

1研究区概况

研究区位于黑龙江省西北部，行政区划属呼玛县及新林区。西部与内蒙古自治区毗邻，125°15′—125°45′，北纬51°20′—51°40′，属中低山区，地势总体上西高东低，最高山峰为西南部的883m高地，一般山高在海拔600-800m，相对高差在150-200m，水系较发育，均属黑龙江水系，属典型的寒温带大陆性季风气候。

2晚三叠世花岗岩概况

主要分布在研究区中部，多呈北东向展布，呈岩株状产出，出露面积约158km2。

3岩石及矿物学特征

二长花岗岩为黄褐色，中粒—中细粒花岗结构，块状构造，岩石中钾长石含量为30—35%,为微斜长石、条纹长石、他形粒状，具格子双晶，轻微土化，粒度2—4mm,个别见5mm。斜长石含量为30—35%，为更长石，An24，中细粒二长花岗岩中的斜长石An11、斜长石为板柱状，发育聚片双晶，双晶纹细密，个别双晶弯曲，绢云母化，黝帘石化，粒度为2—4mm。石英含量为30%左右，他形粒状，具波状消光，粒度为2—3.5mm。暗色矿物含量少，主要为黑云母，大部分被绿泥石交代，个别见白云母交代，粒度为1—2mm。

岩石中钾长石含量为45-55%，个别含量高达65-70%，均为微斜长石条纹长石，他形粒状，中等板柱状，轻微土化，粒度为2-4mm，部分岩体中见细粒或粗粒结构。斜长石含量20-30%、个别岩体中斜长石含量15-20%，为钠长石、更长石，An10-15，斜长石具有不明显的环带，有的双晶弯曲，他形粒状，部分有较好的板柱状，具轻微绢云母化、黝帘石化，粒度2-4mm，个别粒度为0.2-2mm。暗色矿物为黑云母，含量＜1%，片状，被白云母交代，有的被绿泥石交代，粒度0.2-2mm。

4岩石地球化学特征

4.1常量元素特征

SiO2含量71.58%～75.7%，平均73.64%，根据岩浆岩大类划分标准，属酸性岩；Al2O3含量12.8～14.94%，平均14.87%；Na2O+K2O值7.58%～8.73%，平均8.16%，样品中的Na2O含量小于K2O含量；CaO含量0.43%～1.06%，平均0.75%。岩石相对富钾。岩石化学类型：铝过饱和—SiO2过饱和。调查区的二长花岗岩，较国内二长花岗岩（黎彤等，1976）相比，平均化学成分全碱（Na2O+K2O）、Al2O3、CaO、TiO2偏高，MgO、（Fe2O3+FeO）、MnO偏低，SiO2十分接近，显示过铝、偏碱、富钙贫镁的特点。

岩石固结指数（SI）1.89～4.47，分异指数（DI）88.56～94.75,固结指数偏低，分异指数偏高，说明岩石的酸性程度及结晶分异程度均较高。里特曼指数（σ）1.87～2.53，属钙碱性岩石。山德指数A/CNK值在1.43～1.66之间，大于1.1，呈过铝质特点，属S型花岗岩。CIPW标准矿物多出现刚玉（C）分子，在标准矿物Q-A-P图解中，投影点多落于二长花岗岩区，基本与定名相符。

4.2稀土元素特征

稀土元素总量（ΣREE）272.95～352.95，平均值为312.95×10-6，高于陆壳平均值（154.7×10-6，黎彤）；反映轻重稀土元素分馏程度的ΣLREE/ΣHREE比值和(La/Yb)N比值分别为9.48～15.83和6.65～18.87，为轻稀土富集、重稀土亏损型。在球粒陨石标准化后的稀土元素配分模式，为不对称右倾“V”字型，轻稀土元素曲线相对较陡，重稀土元素曲线相对较缓，表明轻稀土元素分馏作用较强，重稀土元素分馏作用相对较弱。δEu=0.33～0.6，多为弱负亏损，说明源区岩浆发生过斜长石的分离结晶，导致残余熔体中Eu的亏损。

4.3微量元素特征

大离子亲石元素（LILE）Rb、Sr亏损，Ba较富集；高场强元素（HFSE）Th、U、Ce、Ta相对富集，Zr、Nb、Nd亏损。高场强元素（HFSE）相对于大离子亲石元素（LILE）亏损不明显。元素Sr显负异常，引起负异常的原因可能为斜长石晶体的结晶分离时有Sr带入。

5成因与构造环境

本期岩石的岩石学、地球化学等特征显示出总体上富Al、Si，总碱量（Na2O+K2O）偏高，贫Ca、Fe、Mg；体现出S型花岗岩的特点。在S型、I型花岗岩判别图解上，投影点落入“S”型花岗岩区，表现出“S”型花岗岩成因特点。

在不同类花岗岩的Rb-(Yb+Nb)构造环境判别图解上，投影点主要落入山火弧花岗岩区。在主要花岗岩类岩石组合示意性图解上，投影点主要落入同碰撞期的区内及边缘，可能与岩浆分异过程有关。

在Na-K-Ca图解上，投影点基本落入岩浆花岗岩区内。这些均说明本区二叠纪“S”型花岗岩是在陆－陆碰撞晚期产生的。

综合区域地质特征，调查区晚三叠世岩石主要应为岩浆型花岗岩，主要具“S”型花岗岩特点，陆-陆碰撞可能是驱使陆壳发生重熔的重要原因，其形成于活动陆缘构造环境下的同碰撞构造环境。

5形成时代探讨

于589高地南600m见晚三叠世二长花岗岩侵入早二叠世闪长岩内，于453高地北西约270m见晚三叠世正长花岗岩侵入同期二长花岗岩内，于453高地北西约270m见晚三叠世正长花岗岩侵入同期二长花岗岩，于十三站林场幅589.0高地南西约1.0km处DY15点二长花岗岩岩体中采集U-Pb同位素样品，其LA-ICP-MS锆石激光原位定年值为222±1.6Ma，于呼玛县红色边疆西约4km古元古界兴华渡口岩群兴华岩组（Pt1x）、晚三叠世二长花岗岩（ηγT3）、正长花岗岩（ξγT3）实测路线剖面图（L0024）正长花岗岩岩体中采集了U-Pb同位素样品，其LA-ICP-MS锆石激光原位定年值为227±1.9Ma。综合以上资料，依据岩石特征、演化规律、接触关系、测年资料，将其时代定为晚三叠世。

参考文献：

[1]黑龙江省地质矿产局第一区域地质调查大队，M-51-（6）（兴隆沟幅）、M-52-（1）（呼玛镇幅）部分1∶20万区域地质调查报告［R］，1983年

[2]黑龙江省地质矿产局［M］，黑龙江省区域地质志，1993年，地质出版社

[3]黑龙江省地质矿产局［M］，黑龙江省岩石地层，1997年，中国地质大学出版社

[4]肖庆辉等，花岗岩研究思维与方法［M］，2001年，地质出版社

[5]黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江1:25万兴隆幅（M51C001004）、呼玛县幅（M52C001001）、卧都河幅（M51C002004）、黑河市幅（M52C002001）区调报告［R］，2007