大兴安岭卧都河林场西晚侏罗-早白垩世花岗岩的岩石地球化学特征、形成时代及构造演化过程探讨

大兴安岭卧都河林场西晚侏罗-早白垩世花岗岩的岩石地球化学特征、形成时代及构造演化过程探讨

李秀芳，侯洪宽

黑龙江省地质科学研究所

摘要：大兴安岭卧都河林场西晚侏罗-早白垩世花岗岩包括三期：石英闪长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩；其中石英闪长岩属于过铝-准铝质高钾钙碱性-钙碱性系列岩石，花岗闪长岩属于准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列岩石，二长花岗岩属准铝-过铝质高钾钙碱性系列岩石，成因类型均为I型。稀土元素均属轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型。高场强元素均相对大离子亲石元素亏损。通过U-Pb同位素测年，将本期侵入岩时代置于晚侏罗-早白垩世。其就位机制是主动就位兼具顶蚀，形成受鄂霍茨克洋闭合和库拉板块俯冲的共同作用影响。

关键词：石英闪长岩，花岗闪长岩，二长花岗岩，“I”型花岗岩，晚侏罗-早白垩世，鄂霍茨克洋，库拉板块

卧都河林场西晚侏罗-早白垩世岩浆侵入活动规模较大，岩石形成时序由早至晚依次为：石英闪长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩。详细叙述如下：

一、岩石及矿物学特征

1、晚侏罗-早白垩世石英闪长岩

出露面积约10km2，呈岩株或岩脉状产出，岩性为中细粒、细粒石英闪长岩。

岩石风化面黄褐色，新鲜面灰白色、灰色，中细粒、细粒半自形粒状结构，局部具糜棱结构，块状构造，局部见条带状构造。斜长石，半自形板状，含量50-70%；钾长石，他形粒状，含量5-10%；石英常呈透镜状定向排列，含量10-20%。黑云母常呈弯曲的片状，含量10-15%。

2、晚侏罗-早白垩世花岗闪长岩

出露面积约19km2，呈岩基或岩株状产出，岩性为中粒、中细粒花岗闪长岩。

岩石风化面灰、黄褐色，新鲜面灰白色，具中粒、中细粒花岗结构，部分岩石遭受构造影响，具糜棱岩化或片麻理，斜长石为更长石，少见中长石，具环带结构，含量40-60%；钾长石为微斜条纹长石、微斜长石，含量15-22%；石英具波状消光，含量15-20%；黑云母弯曲，含量5-10%。

3、晚侏罗-早白垩世二长花岗岩

出露面积约165km2，呈岩基或岩株状产出，岩性为中粒、粗中粒似斑状、中细粒、细粒二长花岗岩。

岩石风化面黄褐色，新鲜面灰白色、浅肉红色，中粒、粗中粒似斑状、中细粒、细粒花岗结构，斜长石为更长石，含量25-30%、钾长石为条纹长石、微斜条纹长石，含量30-35%、石英不规则粒状，无色，正低突起，波状消光，含量30-35%；黑云母含量2-5%。

二、岩石地球化学特征

（一）常量元素特征

1、晚侏罗-早白垩世石英闪长岩

K2O-SiO2图解投点落于高钾钙碱性及钙碱性系列区。岩石固结指数（SI）在11.16～19.82；分异指数（DI）在64.17～77.21，说明岩浆分异演化作用中等。里特曼指数（σ）2.03～2.90，为钙碱性岩石；A/CNK为0.97～1.18，为过铝-准铝质岩石；在全碱与硅图解中落入亚碱性系列区，在花岗岩类型判别图解中落于I型花岗岩区。总之，该期属过铝-准铝质高钾钙碱性-钙碱性系列岩石，成因类型I型。

2、晚侏罗-早白垩世花岗闪长岩

K2O-SiO2图解投影点大部分落于钙碱性系列区，少数落在高钾钙碱性系列区。岩石固结指数（SI）在3.03～14.04；分异指数（DI）在74.07～92.66，说明分异演化作用中等偏高。里特曼指数（σ）2.22～2.51，为钙碱性岩石；A/CNK为1.03～1.08，为准铝质岩石；在全碱与硅图解中落入亚碱性系列区，在花岗岩类型判别图解中落于I型花岗岩区。总之，该期花岗岩属准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列岩石，成因类型为I型。

3、晚侏罗-早白垩世二长花岗岩

K2O-SiO2图解中投点主要落于高钾钙碱性系列区，少量投影点落于钾玄岩系列区。岩石固结指数（SI）在1.22～5.77；分异指数（DI）在86.72～95.92，说明岩浆分异演化作用较高。里特曼指数（σ）2.15～3.92，为钙碱性岩石；A/CNK为1.00～1.20，为准铝-过铝质岩石；在全碱与硅图解中落入亚碱性系列区，在花岗岩类型判别图解中落入I型花岗岩区。总之，该期花岗岩属准铝-过铝质高钾钙碱性系列岩石，成因类型为I型。

（二）稀土元素特征

1、晚侏罗-早白垩世石英闪长岩

∑REE=102.97～279.32×10-6，LREE / HREE=8.37～19.31， Eu/Sm平均0.29，δEu平均0.96， (Ce/Yb)N平均19.86，（La/Yb）N比值为7.59～34.76，δEu≤1说明岩浆结晶分异程度较高，属于轻稀土富集、重稀土亏损型。

2、晚侏罗-早白垩世花岗闪长岩

∑REE=110.62～232.35×10-6，LREE / HREE=9.53～15.43，Eu/Sm平均0.23，δEu平均0.76， (Ce/Yb)N平均15.09，（La/Yb）N比值为10.16～25.05，δEu＜1，说明岩浆结晶分异程度较高，属于轻稀土富集、重稀土亏损型。

3、晚侏罗-早白垩世二长花岗岩

∑REE=87.79～192.45×10-6，LREE / HREE=4.73～16.59，Eu/Sm平均0.20，δEu平均0.66， (Ce/Yb)N平均10.10，（La/Yb）N比值为3.88～39.11，说明岩浆结晶分异程度较高，属于轻稀土富集、重稀土亏损型。

（三）微量元素特征

晚侏罗世-早白垩世石英闪长岩、花岗闪长岩及二长花岗岩高场强元素（HFSE）均相对大离子亲石元素（LILE）亏损。

三、形成时代探讨

于克里热河南483.0高地西PM38LT9采集了一套二长花岗岩U-Pb同位素测年样品，可见两个谐和年龄：7个测试点谐和年龄为141.3±1.2Ma，有8个测试点谐和年龄为130.4±1Ma，时代为早白垩世。

于克里热河南426.0高地北PM38LT95采集了一套花岗闪长岩U-Pb同位素测年样品，可见两个谐和年龄：4个测试点谐和年龄为151.9±1.9Ma，有7个测试点谐和年龄为130.5±1.2Ma，时代为晚侏罗-早白垩世。

于克里热河东429.0高地北PMX3TC31采集了一套石英闪长岩U-Pb同位素测年样品，16个测试点谐和年龄为155.7±0.82Ma，时代为晚侏罗世。

综上所述，本次工作将本期侵入岩时代置于晚侏罗-早白垩世。

四、岩浆成因、就位机制、构造环境判别及岩浆形成与演化探讨

（一）岩浆成因、就位机制

本期侵入岩岩石类型为I型花岗岩。岩石普遍碎裂，靠近岩体边部碎裂有变强的趋势，岩体内有大量早期围岩捕掳体，认为该期侵入岩的就位机制是主动就位兼具顶蚀。

（二）构造环境判别

本期侵入岩在Rb-（Yb+Ta）构造环境判别图上，落入火山弧花岗岩（VAG），R1-R2图解上样品落入同碰撞期的、碰撞后抬升和造山晚期的花岗岩区，说明其形成构造环境类似于火山弧花岗岩，通过判别图解及岩石化学、岩石地球化学特征，并结合区域构造背景，认为该期侵入岩形成于鄂霍茨克洋闭合和库拉板块俯冲挤压构造环境。

（三）岩浆形成及演化

1、岩石学特征

主要表现在岩性变化上，从早期→晚期，石英闪长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩，成分从中性→中酸性→酸性依次变化。岩石粒度逐渐变粗。

2、矿物学特征

从早期→晚期，石英、钾长石含量的逐渐增加，斜长石逐渐减少，石英：10-20%～30-35%，钾长石：5-10%～30-35%，斜长石：50-70%～25-30%，暗色矿物含量变化不大，钾长石与斜长石比值增加为特征。

3、岩石化学与地球化学成分的变化

从早期→晚期总体上SiO2、K2O略微增高，Na2O、TiO2、Al2O3、CaO、MgO等略微降低，岩石化学参数里分异指数（DI）略微升高，固结指数（SI）略微降低，说明岩浆分离结晶程度逐渐增高。

在哈克图解上，晚侏罗-早白垩世侵入岩从早期→晚期的岩石中Al2O3、FeO、Fe2O3、P2O5、MnO、MgO、TiO2等均与SiO2呈良好的负相关线性关系，但大多呈分散状，而且各氧化物线性斜率基本一致，FeO斜率较缓，说明在岩浆结晶分异过程中与SiO2的结晶习性的一致性，总体上各氧化物的有规律变化说明了岩浆演化过程中经历了分离结晶作用。

参考文献

[1] 黑龙江省区域地质调查所，内蒙古1∶5万特可赉尔(M51E009022)、五八七(M51E009023)、柯沃尼(M51E010022)、新六站(M51E011022)幅区域地质矿产调查报告，2015年；内部资料

[2] 黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江1∶25万卧都河幅区调修测报告，2007年；内部资料

[3] 肖庆辉等.花岗岩研究思维与方法.2002年中国地调局花岗岩地质研究室. 地质出版社