大兴安岭北段甘河地区中生代白音高老期火山岩地质特征及形成时代研究

孟祥坤 蒋征午 甄淼

摘 要：大兴安岭北段甘河地区中生代火山岩白音高老期为一套酸性火山岩，岩石类型为流纹岩、流纹质角砾凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、珍珠岩等。岩石地球化学特征特征显示白音高老期火山岩属一套高钾的似岛弧型钙碱性流纹岩系列，轻稀土富集，铀亏损明显。通过锆石U-Pb（LA-ICP-MS）同位素测年结果，其加权平均年龄为124～131Ma，时代为早白垩世。

关键词：大兴安岭北段；中生代火山岩；白音高老期；地质特征；形成时代

工作区位于大兴安岭主脊北段东坡，大地构造位置落于大兴安岭弧盆系中额尔古纳岛弧南部，向南毗邻海拉尔—呼玛弧后盆地。工作区内中生代火山岩白音高老期出露范围较广泛，主要沿大兴安岭火山岩带呈北东向分布，白音高老期为一套酸性火山岩，主要岩性包括流纹岩、流纹质岩屑晶屑凝灰熔岩、流纹质岩屑晶屑熔结凝灰岩、流纹质岩屑晶屑凝灰岩等。

一、地质特征

1.分布及地质特征

工作区内白音高老组出露较广泛，沿大兴安岭火山岩带呈北东向分布，具体分布在甘河镇北及南西部分地区、铁古牙北、布苏里部分地区等地，多与玛尼吐组相伴出露，面积83.8km2，占全区总面积的6.4%，白音高老组为一套酸性火山岩，岩石类型为流纹岩、流纹质角砾凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、珍珠岩等。工作区控制白音高老组剖面以PM002、PM011为代表。

2.剖面描述和地质特征

该剖面白音高老组为一套陆相酸性火山岩建造，岩石类型为流纹岩、球粒流纹岩、流纹质凝灰熔岩、流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩等。上部被早白垩世花岗斑岩侵入，下伏上侏罗统玛尼吐组安山岩。剖面火山岩相为爆发相、溢流相。划分了3个喷发韵律，岩层倾向北东-南西，倾角在15°-35°之间。

该剖面出露的岩性主要为流纹质含角砾凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹岩、流纹质角砾凝灰岩等，为一套陆相酸性火山岩建造，划分了2个喷发韵律。剖面火山岩相为爆发相、溢流相、火山碎屑流相。

二、岩石地球化学特征

1.主量元素特征

白音高老期火山岩岩石类型为一套中酸性熔岩及火山碎屑岩。SiO2：72.85-77.53%，平均为74.97%；Al2O3：12.73-14.56%，平均13.81%；TiO2：0.14-0.30%，平均为0.24%；Na2O+K2O=7.94-9.37%，平均8.59%。岩系指数（σ）为1.59-2.85，碱度指数（A.R）为3.72-4.64。分异指数（DI）为93.8-96.18，固结指数（SI）为0.67-2.53，Na2O高于K2O。

根据火山岩碱度率图解，本期次火山岩应属碱性岩石系列；火山岩系列SiO2—K2O图解中，多数样品位于高钾系列；在TAS图解中，样品主要位于流纹岩区；AFM三角图解中，样品位于钙碱性系列火山岩区。综上所述，工作区内白音高老期火山岩属一套高钾的钙碱—碱性流纹岩岩石系列。

2.微量元素特征

据微量蛛网图，本期火山岩微量元素Ba、Th、Ce、Zr具明显的正异常，Rb、Li、Sr、Tb具负异常，尤其亏损Nb、Ta；表现出类似岛弧钙碱性岩的特征。

3.稀土元素特征

测区白音高老期火山岩稀土总量（∑REE）92.84-427.56×10-6范围内；轻稀土总量（∑LREE）86.14-408.96×10-6，重稀土总量（∑HREE）在6.70-18.60×10-6，轻重稀土比值LREE/HREE为9.79-21.99；（La/Yb）N=8.88-23.98，稀土元素配分曲线右倾，且斜率较大，属轻稀土富集型，轻稀土富集程度高且轻重稀土分馏明显。δEu =0.31-0.64，亏损明显。

三、形成时代研究

选取白音高老期火山岩同位素年龄样品2件，岩性均为流纹岩（D1001、PM015LT19）。运用锆石U-Pb（LA-ICP-MS）同位素测年方法，在样品中挑选具有较明显的振荡环带锆石，在环带的边部进行激光打点。其中样品D1001中选出22粒有效锆石，Th/U比值介于0.688～1.492之间，属于岩浆成因的锆石，其206Pb/238U年龄值介于120±3～129±2Ma之间，22个测点的加權平均年龄124.4±1.0Ma，MSWD=1.13。样品PM015LT19中选出24粒有效锆石，Th/U比值介于0.704～3.512之间，属于岩浆成因的锆石，其206Pb/238U年龄值介于124±2～137±3Ma之间，24个测点的加权平均年龄131.0±1.5Ma，MSWD=2.1。结合区域岩石特征及同位素年龄，确定其时代为早白垩世。

参考文献：

[1] 黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志[M].北京：地质出版社，1993.

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

[3] 黑龙江省区域地质调查所.1∶5万区域地质矿产调查报告伊斯罕幅、三十六林场幅、甘河幅、布苏里幅[R]，2017.

[4] 叶天，张智勇，肖庆辉等. 全国矿产资源潜力评价—成矿地质背景研究工作技术要求. 内部资料，2009.