大兴安岭北段构造发展与某地层成因联系

郑岩

【摘 要】：本文通过对大兴安岭北部地区地质资料进行汇总，推演大兴安岭北段构造发展史，并以大兴安岭北段构造发展为依托，在对某地层火成岩进行了岩石学和岩石地球化学研究的基础上，将该地层成因和构造背景联系起来，为该地区找矿工作提供新的地质资料。

关键词：构造发展史；岩石学；岩石地球化学；大兴安岭

大兴安岭地区属于中亚造山带的东段，古亚洲洋在该地区经历了多地块拼接之后闭合，构造格局复杂，包括大量由俯冲作用形成的增生杂岩、岩浆弧以及夹杂着的海底高原、洋岛和微陆块。中、新生代叠加了环太平洋构造域的改造作用，大量的中生代火山岩构成了大兴安岭北段中生代的主要地层单位。研究区位于大兴安岭北段，海拔高度在500m～1200m，相对高差较大。区内交通情况极差，可通行汽车，但由于道路年久失修，大部分地区并没有常规意义上的道路，行车十分困难，工作展开受到了阻碍。调查区内昼夜温差较大，雨季降雨量大。调查区植被覆盖茂密，属于浅覆盖区，覆盖物主要为腐植土层加残坡积碎石层。

1、 大兴安岭北部构造发展史

中晚侏罗世之前，区域上经历了复杂的地质构造演化过程，形成了不同的沉积建造、岩浆岩类及多期次的韧-脆性构造形迹，但这些地史及形迹均被大面积中生代火山岩所掩盖。

中晚侏罗世，鄂霍次克海发育到收缩阶段，而此时滨太平洋板块构造域活动正盛，受鄂霍次克海收缩和滨太平洋板块构造域的影响，本区处于隆起背景下拉张裂陷的构造环境，给基性岩浆喷溢提供了良好的通道。在NW—SE向主壓应力场作用下，地幔岩浆上涌，基性岩浆沿裂隙喷出地表，形成塔木兰沟组玄武岩、玄武粗安岩；强烈的火山喷发，使地壳深部积累的能量得以大量放出，地壳暂趋稳定。

在短暂抬升后，研究区进入了晚燕山运动，太平洋板块持续向大陆俯冲，造山运动和地壳活动继续加强，大陆活化处于鼎盛时期，构造应力场由NW—SE向主压应力转化为NE—SW向主压应力。应力场的强烈转换，引起地幔上隆，NE向基底深大断裂活化，表现为伸展和脆性剪切断裂系，控制了满克头鄂博期火山构造盆地的形成和发展。地幔岩浆的底侵作用，使下地壳物质发生部分熔融，形成的岩浆离开源区沿构造薄弱部位向上运移，在火山构造盆地中大规模喷发，形成晚侏罗世满克头鄂博—玛尼吐期酸—中酸性火山岩带，即大兴安岭北东向火山岩带的主体。之后，构造岩浆活动渐趋微弱，来自上地幔的残余岩浆在断裂交汇部位及满克头鄂博—玛尼吐期火口处上升，喷出形成早白垩世白音高老组（K1b）火山岩；同时，地幔岩浆在上升过程中同熔地壳物质，在进一步的分异结晶作用下，尽管能量减低，还是形成了早白垩世正长斑岩及花岗斑岩小侵入体。

进入第三纪，区内整体进入抬升剥蚀阶段，一直到第四纪全新世，测区内地壳活动开始加强，主要表现为差异性断块升降运动，形成复活断裂等，构造运动具有新生性和继承性特点，河流蛇曲、牛轭湖发育，河谷开阔平坦，沼泽化普遍，最终形成了现今的地质构造格局。

2、 岩石学和岩石地球化学特征分析

本文以早白垩世某地层岩浆岩为对象，对其进行野外取样和室内分析，进行了岩石学和岩石地球化学研究。

手标本特征：风化面颜色为浅黄褐色，新鲜面为紫色，结构为斑状结构，构造为流纹构造。斑晶主要由钾长石（5%）和石英（3%）组成。钾长石为宽板状，粒径一般1-3mm左右；石英为它形粒状，粒度小于0.5mm，基质为隐晶质。

SiO2含量70.0%～76.3%， Al2O3含量11.4～15.1%之间，碱含量较高，K2O含量为4.0～6.5%， Na2O含量为0.9～4.1%，具有典型的高钾钙碱性系列特征。稀土元素总量∑REE=131.8～182.9×10-6， LR/HR=4.6～14.3，LaN/YbN=3.8～17.2，由数据可得轻稀土元素较富集，并且轻重稀土元素分馏较明显，存在微弱的Eu负异常（δEu=0.4～0.7），源区可能有斜长石残留。微量元素相对富集大离子亲石元素（Rb、Th、U、K等），亏损高场强元素（Nb、Ta、P、Ti等），具有活动大陆边缘火山岩的地球化学特征（Gill，1987；Wilson，1989；Kelemen et al.，2003）。

3、 地层成因与构造背景

对于该地层成因存在不同的观点：一种观点根据中基性火山岩与酸性火山岩在地球化学方面的某些相似性，认为区内大面积分布的酸性火山岩是幔源基性岩浆结晶分异作用的结果；另一种观点认为大兴安岭地区酸性火山岩是主要来源于下地壳岩石的部分熔融不是幔源基性岩浆演化的产物。然而大兴安岭地区酸性火山岩规模巨大，中基性岩石只占较小部分，因此酸性火山岩的成因显然难以单纯用幔源基性岩浆结晶分异模式来解释，所以白音高老组酸性火山岩的主要来源应该是地壳物质的部分熔融。另一方面，本区晚侏罗世-早白垩世火山岩在岩石化学上均属于准铝质-过铝质，高钾钙碱性系列，这也说明这些火山岩应来源于下地壳火成岩物质的部分熔融。酸性火山岩与中基性岩石在稀土、微量元素及同位素方面的某些相似性，可能表明二者源区上的成因联系，即中基性火山岩与酸性火山岩源区形成于相同的增生事件中。

前人对于大兴安岭北段的白音高老组火山岩的形成的构造背景的观点主要有三种。第一种观点认为，大兴安岭北段的白音高老组火山岩的形成与地慢柱的活动或相关的板内作用有关。第二种观点则认为，大兴安岭北段的白音高老组火山岩的形成与蒙古一鄂霍次克洋闭合作用以及闭合后的造山带伸展作用有关。第三种观点认为，古太平洋板块（Paleo-Paci?c plate）的俯冲作用及俯冲后的伸展作用是大兴安岭乃至整个中国东部中生代-新生代岩浆作用的根本原因。

本文通过分析样品的岩石地球化学特征，认为其具有同造山和后造山火成岩的特征，来源于岩石圈分层导致的下地壳物质的部分熔融，是古太平洋板块俯冲引起的伸展构造体制下的产物。

【参考文献】：

[1]冯志强.大兴安岭北段古生代构造—岩浆演化[D].吉林大学，2015.

[2]李永飞，郜晓勇，卞雄飞，陈树旺，丁秋红.大兴安岭北段龙江盆地中生代火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义[J].地质通报，2013，08：1195-1211.

[3]李锦轶，莫申国，和政军，孙桂华，陈文.大兴安岭北段地壳左行走滑运动的时代及其对中国东北及邻区中生代以来地壳构造演化重建的制约[J].地学前缘，2004，03：157-168.

[4]赵书跃，韩彦东，朱春燕，郭奎城，王建民，刘宝山.大兴安岭火山喷发带北段中性、中酸性火山岩地球化学特征及其地质意义[J].地质力学学报，2004，03：276-287.