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张兴洲, 刘洋, 曾振, 等. 大兴安岭北部±130 Ma火山岩的地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 1-13
Zhang Xingzhou, Liu Yang, Zeng Zhen, et al. The Geological Implications of ±130 Ma Volcanic Rocks in the Northern Da Hinggan Mountains[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2017, 47(1): 1-13.
大兴安岭北部±130 Ma火山岩的地质意义
张兴洲, 刘洋, 曾振, 张宏涛, 崔维龙     
吉林大学地球科学学院, 长春 130061
收稿日期: 2016-12-20
作者简介: 张兴洲(1954), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事深部构造及岩石学方面的研究, E-mail:xzzhang@jlu.edu.cn。
基金项目: 科技部公益性行业基金专项（201311018-02）
摘要: 大兴安岭地区北部广泛发育一套早白垩世中酸性火山岩组合, 这套组合下部以粗面岩-粗安岩为主, 上部以流纹岩为主, 二者的形成时代完全一致, 锆石年龄均为130 Ma, 对应的地质时代为早白垩世欧特里夫期。岩石地球化学资料表明, 火山岩以富硅、碱及贫镁为特征, 且轻重稀土分馏明显, 都具有明显的Eu负异常, 反映其同源演化的特点。火山岩时代与相邻正常沉积地层中化石组合时代的对比结果表明, 这套火山岩与其上下正常沉积地层的沉积时代是连续演化的。火山岩之下南屯组的化石组合时代为早白垩世凡兰吟期, 对应的数值年龄为139~132 Ma, 之上大磨拐河组-伊敏组的化石组合时代为早白垩世欧特里夫期晚期芭蕾姆期, 对应的数值年龄为129~125 Ma。这一证据揭示, 大兴安岭北部在139~125 Ma的早白垩世期间经历了连续的沉积火山沉积作用演化过程, 反映了该区当时伸展盆地的演化特点。其中, 约130 Ma的火山岩是该区一次重要的区域性火山岩喷发事件。
关键词: 大兴安岭北部     火山岩     130 Ma     早白垩世     地球化学    
The Geological Implications of ±130 Ma Volcanic Rocks in the Northern Da Hinggan Mountains
Zhang Xingzhou, Liu Yang, Zeng Zhen, Zhang Hongtao, Cui Weilong     
College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
Supproted by Ministry of Science and Technology Fund for Public Welfare Industry (201311018-02)
Abstract: The Early Cretaceous intermediate and acid volcanic rocks are widely distributed in the north of the Da Hinggan Mountains. The lower part of this combination is composed mainly of trachyte-trachyandesite, while the upper part is composed mainly of rhyolite. They have the same forming time. LA-ICP-MS ziron U-Pb age of these rocks are 130 Ma, corresponding to the Hauterivian period of the Early Cretaceous in age. The geochemical study suggests that volcanic rocks are rich in silicon, alkalis and poor in magnesium. All samples have similar characteristics of REE patterns which are charecterized by significant fractionation of HREE and LREE and strong negative Eu anoalies. These evidence indicates that the volcanic rocks have the characteristics of homologous evolution. Comparing the age with the fossil ages in the surrounding sedimentary stratas reveals that the volcanic rocks are continuously evolved in the depositional age of the upper and lower normal sedimentary stratas. The fossil age of the Nantun Formation under the volcanic rocks is the Valanginian period of the Early Cretaceous, corresponding to the numerical age of 139-132 Ma and that of the Damoguaihe-Yimin Formation above it is the late Hauterivian-Barremian period of the Early Cretaceous, corresponding to the numerical age of 129-125 Ma. These evidence reveals that the north part of the Da Hinggan Mountains suffered a successive evolution from sedimentation to volcanism to sedimentation during the Early Cretaceous (139-125 Ma), reflecting the evolution characteristics of the extensional basins. The volcanic rocks with the age of 130 Ma represents a regional eruption event and also it has an important significance for dividing stratigraphic sequence in Early Cretaceous.
Key words: northern Da Hinggan Mountains     volcanic rocks     130 Ma     Early Cretaceous     geochemistry    

0 前言

大兴安岭北部是我国东北地区最具特色的晚中生代火山岩及沉积盆地发育区，其大地构造及石油地质意义备受人们的关注。但由于早期依据化石和火山岩K-Ar或Rb-Sr等测年方法确定的各组级地层单元的时代彼此矛盾较大[1-4]，导致对这套火山-沉积地层的时代一度处于晚侏罗世早白垩世不分的状态，各种地质图件中也均将其笼统表达为J3-K1[5-7]。近十几年来，围绕该区的晚中生代火山岩研究获得了大量的锆石测年数据，基本明确了晚侏罗世火山岩和早白垩世火山岩的分布特点[8-18]。目前普遍研究认为，大兴安岭北部早白垩世的地层层序自下而上划分为南屯组、上库力组、伊列克得组和大磨拐河伊敏组。其中，南屯组和大磨拐河伊敏组为正常沉积地层，上库力组和伊列克得组以火山岩为主，并成为该区早白垩世火山岩的代名词。但由于目前获得的早白垩世火山岩年龄从145 Ma基本连续到110 Ma[10-26]，几乎贯穿了整个早白垩世早期，这显然与该区存在厚达2~3 km的早白垩世正常沉积地层的基本地质事实相矛盾。

针对这一问题，笔者选择大兴安岭北部分布最为广泛的粗安岩、粗面岩和流纹岩组合为研究对象，通过详细的岩石学及年代学研究工作，确定了这套火山岩的年龄约为130 Ma，对应的地质时代为早白垩世欧特里夫期，并通过火山岩年龄与其上下正常沉积地层中化石组合时代的对比，合理地解释了该区早白垩世正常沉积地层与火山岩的演化关系，为分析该区早白垩世构造演化及地层层序划分提供了新的证据。

1 地质背景

研究区位于乌兰浩特以北的大兴安岭北部地区，其基底构造单元属于额尔古纳兴安地块。该地块东以嫩江开鲁缝合带为界与松嫩地块相邻。基底之上广泛发育了晚中生代火山岩和海拉尔、拉布达林及根河等中新生代沉积盆地(图 1)。早期的研究认为，东北地区是华北和西伯利亚两大古陆间形成的巨型华里西期褶皱带[27]或中亚增生造山带[28]的重要组成部分。因此，该区中生代构造与沉积演化是在晚古生代变质结晶基底之上发育起来的认识被普遍接受[29-37]。但近十几年来的研究表明，大兴安岭地区是早石炭世松嫩地块与兴安地块俯冲碰撞形成的造山带[38-40]，而后的晚古生代沉积为盖层沉积，其中的地层没有遭受区域变质，主体处于成岩热演化阶段[38-45]。这些进展为重新认识大兴安岭地区中生代构造与沉积演化背景提供了新的依据。

据文献[14]修编。 图 1 大兴安岭地区中生代火山岩及沉积盆地分布 Figure 1 Mesozonic volcanic rocks and sedimentary basins in the Da Hinggan Mountains
图选项
2 火山岩的岩石学特征及地球化学特征

粗安岩、粗面岩和流纹岩是大兴安岭北部分布最为广泛的早白垩世火山岩。这两套组合在索伦地区和根河地区连续出露。产状上，两地的粗安岩组合均位于流纹岩组合之下，二者之间界线清晰(图 2)。中国地质图集编委会曾将这套火山岩归为上侏罗统[6]；内蒙古自治区地质矿产局将其归为下白垩统[7]；王建国等将下部组合划归上侏罗统，上部组合归为下白垩统，并认为二者为不整合接触关系[22]。

a.索伦地区, b.根河地区; 位置见图 1。 图 2 研究区中性与酸性火山岩的产状关系 Figure 2 Relationship between intermediate rocks and acid rocks in studied aera
图选项
2.1 岩石学特征 2.1.1 索伦地区

索伦地区的分析样品分别采自上部的流纹岩和下部的粗安岩，样品号分别为DB04-2和DB04-3(图 2a)，地理坐标为121°40′46.33″E，46°30′32.11″N。

流纹岩呈青灰-灰白色，斑状结构，流纹构造发育。斑晶主要由石英和少量钾长石及斜长石组成，基质主要成分为长英质，隐晶-微晶结构(图 3a)。粗安岩呈灰紫色，斑状结构，气孔-杏仁构造发育。斑晶主要为斜长石，偶见透长石，基质主要由微晶斜长石、透长石及黑云母组成(图 3b)。

a. DB04-2流纹岩, b. DB04-3粗安岩; Q.石英；Sa.透长石；Pl.斜长石。 图 3 索伦地区火山岩显微组构 Figure 3 Microfabrics of volcanic rocks in Suolun area
图选项
2.1.2 根河地区

根河地区的分析样品分别采自上部的流纹岩和下部的粗面岩，样品号分别为DB21-1和DB21-2(图 2b)，地理坐标为121°41′28.00″E，50°40′33.30″N。

流纹岩呈灰白-棕黄色，斑状结构，流纹构造发育。斑晶主要由石英和斜长石组成，基质多为长英质集合体，隐晶-微晶结构(图 4a)。粗面岩呈紫红色，斑状结构，气孔杏仁构造发育。斑晶主要为斜长石，基质主要由微晶斜长石和黑云母组成(图 4b)。

a. DB21-1流纹岩, b. DB21-2粗面岩; Q.石英；Pl.斜长石。 图 4 根河地区火山岩显微组构 Figure 4 Microfabrics of volcanic rocks in Genhe area
图选项
2.2 地球化学特征

研究区火山岩样品的主量元素和稀土元素的测试结果见表 1。4件火山岩样品以高硅、相对富集碱性组分，显著贫镁为特征。在火山岩类型方面，岩石地球化学组成特征与岩相学特征基本一致，火山岩样品的SiO2质量分数为57.38%~76.13%，(K2O+Na2O)质量分数为6.18%~7.86%。在火山岩TAS图解上，两地的下部火山岩为粗安岩-粗面英安岩，上部组合均为流纹岩，在硅碱图上，所测样品均属于亚碱性系列(图 5)。REE组成及配分特点显示，火山岩稀土元素质量分数总量为(118.05~254.63)×10﹣6，轻重稀土分馏明显，轻稀土相对重稀土更加富集，都具有显著的Eu负异常。除流纹岩Eu负异常更加明显外，这套火山岩的其他地球化学特征基本一致(图 6)，反映了下部组合与上部组合具有同源演化的特点。

表 1 研究区火山岩主量元素和稀土元素测试结果 Table 1 Major and trace element contents of volcanic rocks in the studied aera
样号 SiO2 Al2O3 TFe2O3 FeO CaO MgO K2O Na2O TiO2 P2O5 MnO La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 烧失量 总计
DB04-2a 73.00 13.16 1.87 0.46 1.89 0.39 4.04 3.52 0.19 0.10 0.06 32.70 60.10 6.02 20.00 3.31 0.50 2.70 0.44 2.65 0.57 1.62 0.26 1.84 0.30 1.09 98.22
DB04-2b 73.48 13.26 2.11 0.69 1.92 0.55 4.15 3.43 0.23 0.08 0.07 32.80 60.40 6.19 21.40 3.59 0.59 3.18 0.46 2.83 0.60 1.76 0.28 1.97 0.32 1.16 99.28
DB04-2c 73.21 13.33 1.82 0.49 1.63 0.40 4.14 3.72 0.18 0.11 0.06 33.10 60.80 6.23 20.90 3.50 0.53 2.86 0.44 2.65 0.57 1.70 0.28 1.91 0.32 1.07 98.60
DB04-2d 72.80 12.89 1.93 0.55 1.94 0.46 4.74 2.87 0.21 0.10 0.06 33.90 62.20 6.42 21.60 3.69 0.56 2.97 0.43 2.62 0.55 1.65 0.27 1.84 0.31 2.87 98.00
DB04-3a 60.57 16.68 6.17 2.81 4.40 2.53 3.06 4.17 0.74 0.22 0.11 24.60 50.40 5.84 23.40 4.62 1.22 4.53 0.62 3.79 0.85 2.33 0.36 2.25 0.35 1.75 98.65
DB04-3b 61.68 16.50 6.12 1.34 4.08 2.35 3.43 4.25 0.74 0.22 0.10 25.10 51.20 5.94 23.10 4.69 1.17 4.71 0.66 3.90 0.85 2.29 0.35 2.30 0.36 1.21 99.47
DB04-3c 57.38 17.88 6.67 2.49 4.89 2.67 3.35 3.98 0.81 0.23 0.11 27.00 53.80 6.42 27.30 5.39 1.15 4.73 0.71 4.35 0.92 2.61 0.39 2.59 0.41 1.51 97.97
DB04-3d 60.47 16.56 6.15 2.78 4.34 2.51 3.08 4.15 0.74 0.22 0.11 23.50 47.60 5.30 22.50 4.31 1.05 4.15 0.57 3.47 0.74 2.09 0.32 2.12 0.33 1.37 98.33
DB21-1a 76.13 12.68 1.13 0.32 0.46 2.85 3.90 2.85 0.20 0.03 0.03 44.10 76.30 7.32 25.60 3.78 0.40 2.71 0.37 2.16 0.48 1.40 0.22 1.49 0.23 1.63 99.51
DB21-1b 75.23 11.68 1.11 0.38 1.80 2.97 3.21 2.97 0.18 0.02 0.09 36.40 67.60 6.39 21.60 3.01 0.36 2.30 0.32 1.93 0.42 1.18 0.19 1.30 0.21 2.78 99.56
DB21-1c 75.56 11.90 1.12 0.35 1.34 3.06 3.80 3.06 0.20 0.03 0.06 38.10 71.90 6.80 24.00 3.68 0.41 2.80 0.36 2.23 0.47 1.35 0.22 1.47 0.24 2.12 99.59
DB21-1d 72.87 11.86 1.13 0.36 2.63 2.43 4.61 2.43 0.19 0.02 0.11 40.60 74.80 7.34 25.90 4.03 0.45 2.78 0.39 2.34 0.49 1.44 0.22 1.56 0.25 3.53 99.80
DB21-2a 63.43 12.96 5.27 1.81 3.97 2.24 4.82 2.24 0.68 0.12 0.13 54.50 108.50 11.20 43.80 6.67 1.18 4.98 0.66 3.96 0.76 2.12 0.32 2.00 0.32 5.40 100.82
DB21-2b 62.60 13.01 5.06 1.86 4.91 2.24 4.91 2.24 0.62 0.12 0.15 47.70 95.10 9.92 38.20 5.97 1.06 4.68 0.60 3.70 0.71 1.98 0.30 1.88 0.30 6.21 101.83
DB21-2c 63.50 15.60 4.76 1.04 2.39 2.43 5.10 2.43 0.73 0.16 0.09 57.00 115.50 11.85 45.90 7.26 1.29 5.64 0.70 4.02 0.77 2.08 0.31 1.99 0.32 3.82 99.66
DB21-2d 62.65 13.04 4.16 1.44 5.02 2.31 4.92 2.31 0.42 0.09 0.17 45.50 84.30 8.73 32.20 4.84 0.98 3.68 0.46 2.65 0.51 1.34 0.20 1.34 0.22 6.17 100.69
注：主量元素质量分数单位为%；稀土元素质量分数单位为10-6。
表选项
底图据文献[46]。 图 5 研究区火山岩TAS图解 Figure 5 TAS diagram of volcanic rocks in the studied area
图选项
底图据文献[47]。 图 6 研究区火山岩稀土元素球粒陨石标准化图解 Figure 6 Chondrite-normalized REE patterns in the studied area
图选项
3 火山岩年代学特征 3.1 测试方法

锆石单矿物分离在河北省晨硕地质服务有限公司进行，每件样品质量10 kg。经常规重、磁分选后，在双目镜下挑选锆石，制成样靶。在北京锆年领航科技有限公司进行锆石显微照相(反射光和透射光)和阴极发光(CL)照相。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室进行。激光剥蚀过程分别采用氦气和氩气作为载气和补偿气，测试过程中激光束斑直径30 μm，使用哈佛大学国际标准锆石91500作为计算U-Pb同位素比值的外标，所测单点的同位素比值及元素含量采用ICP-MS-Data-Call99软件进行处理，使用Ispolot3.0软件进行锆石U-Pb谐和图的绘制和年龄的计算。

3.2 锆石U-Pb测年结果

4件火山岩样品共挑选了84颗锆石进行测试。其中，索伦地区流纹岩(DB04-2)21颗，粗安岩(DB04-3)21颗(表 2)；根河地区流纹岩(DB21-1)21颗，粗面岩(DB21-2)21颗(表 3)。代表性锆石的阴极发光图像显示，锆石多为自形-半自形晶，具有清晰的震荡生长环带，Th/U值较高(0.34~2.65)，具典型的岩浆成因特点(图 7)。

表 2 索伦地区火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年数据 Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the Suolun volcanic rocks
点号 w(Th)/
10-6		 w(U)/
10-6		 Th/U 同位素比值 年龄/Ma
207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/235U ±1σ
DB04-2-01 278 699 0.40 0.132 24 0.009 52 0.020 57 0.000 36 131 2 126 9
DB04-2-02 827 1 604 0.52 0.131 73 0.005 82 0.020 41 0.000 24 130 1 126 5
DB04-2-03 429 850 0.50 0.130 38 0.007 71 0.020 38 0.000 27 130 2 124 7
DB04-2-04 657 959 0.69 0.132 47 0.008 40 0.020 61 0.000 30 132 2 126 8
DB04-2-05 371 695 0.53 0.131 08 0.010 52 0.020 47 0.000 34 131 2 125 9
DB04-2-06 374 781 0.48 0.154 80 0.009 64 0.020 45 0.000 30 131 2 146 8
DB04-2-07 1 109 2 009 0.55 0.140 95 0.008 76 0.020 17 0.000 23 129 1 134 8
DB04-2-08 387 782 0.49 0.134 79 0.011 01 0.019 86 0.000 35 127 2 128 10
DB04-2-09 314 518 0.61 0.155 09 0.011 19 0.020 35 0.000 33 130 2 146 10
DB04-2-10 207 379 0.55 0.171 10 0.022 45 0.020 89 0.000 48 133 3 160 19
DB04-2-11 531 837 0.63 0.123 01 0.012 25 0.019 98 0.000 38 128 2 118 11
DB04-2-12 429 755 0.57 0.144 48 0.009 44 0.020 38 0.000 28 130 2 137 8
DB04-2-13 850 1 649 0.52 0.150 09 0.007 93 0.020 42 0.000 27 130 2 142 7
DB04-2-14 460 798 0.58 0.137 10 0.009 40 0.020 39 0.000 32 130 2 130 8
DB04-2-15 860 1 612 0.53 0.137 03 0.005 86 0.020 47 0.000 24 131 2 130 5
DB04-2-16 221 527 0.42 0.145 91 0.013 70 0.020 45 0.000 39 131 2 138 12
DB04-2-17 446 1 054 0.42 0.138 58 0.007 28 0.020 53 0.000 26 131 2 132 6
DB04-2-18 456 972 0.47 0.125 02 0.008 03 0.020 40 0.000 29 130 2 120 7
DB04-2-19 231 379 0.61 0.151 90 0.015 59 0.020 12 0.000 35 128 2 144 14
DB04-2-20 684 951 0.72 0.128 70 0.007 10 0.020 27 0.000 23 129 1 123 6
DB04-2-21 317 670 0.47 0.159 25 0.013 72 0.020 78 0.000 36 133 2 150 12
DB04-3-01 186 502 0.37 0.136 73 0.012 31 0.020 61 0.000 39 132 2 130 11
DB04-3-02 553 1 143 0.48 0.143 70 0.012 32 0.020 42 0.000 37 130 2 136 11
DB04-3-03 439 506 0.87 0.146 92 0.015 95 0.020 33 0.000 37 130 2 139 14
DB04-3-04 292 601 0.49 0.141 68 0.017 25 0.021 07 0.000 39 134 2 135 15
DB04-3-05 1 120 1 294 0.87 0.138 49 0.007 36 0.020 54 0.000 27 131 2 132 7
DB04-3-06 378 732 0.52 0.132 99 0.008 88 0.020 39 0.000 33 130 2 127 8
DB04-3-07 246 394 0.62 0.149 67 0.019 05 0.020 36 0.000 45 130 3 142 17
DB04-3-08 141 308 0.46 0.140 12 0.034 07 0.020 42 0.000 70 130 4 133 30
DB04-3-09 659 998 0.66 0.147 50 0.010 06 0.020 39 0.000 32 130 2 140 9
DB04-3-10 667 993 0.67 0.150 03 0.009 01 0.020 39 0.000 27 130 2 142 8
DB04-3-11 453 288 1.57 0.146 32 0.026 35 0.020 37 0.000 56 130 4 139 23
DB04-3-12 183 533 0.34 0.152 32 0.019 65 0.020 24 0.000 46 129 3 144 17
DB04-3-13 366 654 0.56 0.136 24 0.012 66 0.020 47 0.000 34 131 2 130 11
DB04-3-14 1 453 1 198 1.21 0.150 57 0.007 25 0.020 40 0.000 22 130 1 142 6
DB04-3-15 208 337 0.62 0.138 63 0.020 29 0.020 35 0.000 45 130 3 132 18
DB04-3-16 750 1 403 0.53 0.140 39 0.006 70 0.020 42 0.000 25 130 2 133 6
DB04-3-17 294 550 0.53 0.148 48 0.012 39 0.020 10 0.000 33 128 2 141 11
DB04-3-18 993 1 172 0.85 0.120 44 0.008 23 0.020 37 0.000 28 130 2 115 7
DB04-3-19 513 1 183 0.43 0.142 22 0.008 18 0.020 36 0.000 23 130 1 135 7
DB04-3-20 443 1 031 0.43 0.137 03 0.009 61 0.020 20 0.000 30 129 2 130 9
DB04-3-21 947 2 446 0.39 0.137 67 0.005 37 0.020 39 0.000 20 130 1 131 5
表选项
表 3 根河地区火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年数据 Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the Genhe volcanic rocks
点号 w(Th)/
10-6		 w(U)/
10-6		 Th/U 同位素比值 年龄/Ma
207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/235U ±1σ
DB21-1-01 287 317 0.90 0.145 77 0.009 07 0.021 81 0.000 28 139 2 138 8
DB21-1-02 212 226 0.93 0.141 82 0.009 14 0.021 30 0.000 27 136 2 135 8
DB21-1-03 282 287 0.98 0.142 23 0.008 79 0.021 10 0.000 26 135 2 135 8
DB21-1-04 147 189 0.77 0.159 24 0.012 29 0.021 27 0.000 35 136 2 150 11
DB21-1-05 299 216 1.38 0.147 02 0.011 16 0.021 24 0.000 38 136 2 139 10
DB21-1-06 173 193 0.89 0.145 97 0.011 73 0.020 58 0.000 34 131 2 138 10
DB21-1-07 453 200 2.26 0.152 42 0.010 78 0.021 36 0.000 33 136 2 144 9
DB21-1-08 290 215 1.34 0.141 70 0.010 54 0.021 06 0.000 29 134 2 135 9
DB21-1-09 413 261 1.58 0.136 76 0.008 14 0.019 99 0.000 25 128 2 130 7
DB21-1-10 380 314 1.21 0.129 89 0.007 72 0.019 39 0.000 24 124 1 124 7
DB21-1-11 135 192 0.70 0.134 11 0.009 79 0.020 25 0.000 26 129 2 128 9
DB21-1-12 264 268 0.98 0.134 15 0.007 56 0.020 30 0.000 25 130 2 128 7
DB21-1-13 587 432 1.35 0.138 79 0.007 23 0.019 90 0.000 27 127 2 132 6
DB21-1-14 143 177 0.80 0.130 74 0.012 06 0.019 69 0.000 27 126 2 125 11
DB21-1-15 293 282 1.03 0.131 30 0.008 82 0.021 03 0.000 28 134 2 125 8
DB21-1-16 173 192 0.90 0.150 42 0.009 04 0.021 77 0.000 31 139 2 142 8
DB21-1-17 580 307 1.88 0.139 68 0.013 37 0.018 97 0.000 36 121 2 133 12
DB21-1-18 525 436 1.20 0.127 63 0.006 48 0.019 35 0.000 24 124 2 122 6
DB21-1-19 106 144 0.73 0.142 87 0.011 51 0.021 58 0.000 32 138 2 136 10
DB21-1-20 287 279 1.02 0.120 43 0.008 62 0.019 26 0.000 26 123 2 115 8
DB21-1-21 142 190 0.74 0.128 15 0.008 81 0.020 37 0.000 28 130 2 1228
DB21-2-01 530 718 0.73 0.136 86 0.009 57 0.020 42 0.000 27 130 2 130 9
DB21-2-02 2 763 1 773 1.55 0.141 37 0.005 89 0.020 37 0.000 21 130 1 134 5
DB21-2-03 3 301 3 236 1.02 0.143 41 0.004 86 0.020 48 0.000 24 131 2 136 4
DB21-2-04 1 261 575 2.19 0.125 41 0.012 25 0.019 75 0.000 28 126 2 120 11
DB21-2-05 493 316 1.56 0.141 67 0.019 18 0.020 49 0.000 64 131 4 135 17
DB21-2-06 1 459 2 007 0.72 0.148 22 0.006 86 0.020 57 0.000 22 131 1 140 6
DB21-2-07 777 451 1.72 0.135 79 0.018 51 0.020 27 0.000 44 129 3 129 17
DB21-2-08 554 629 0.88 0.144 24 0.009 81 0.019 90 0.000 28 127 2 137 9
DB21-2-09 506 568 0.89 0.154 04 0.014 77 0.019 88 0.000 32 127 2 145 13
DB21-2-10 827 349 2.36 0.139 97 0.010 57 0.022 05 0.000 35 141 2 133 9
DB21-2-11 2 115 1 452 1.45 0.153 06 0.007 24 0.020 52 0.000 22 131 1 145 6
DB21-2-12 394 312 1.26 0.142 17 0.015 76 0.020 23 0.000 40 129 3 135 14
DB21-2-13 678 1 012 0.66 0.134 83 0.009 08 0.020 39 0.000 29 130 2 128 8
DB21-2-14 833 612 1.36 0.137 98 0.011 63 0.020 21 0.000 36 129 2 131 10
DB21-2-15 4 983 1 879 2.65 0.131 77 0.011 22 0.020 75 0.000 23 132 1 126 10
DB21-2-16 1 805 1 309 1.37 0.124 88 0.006 60 0.019 67 0.000 35 126 2 119 6
DB21-2-17 647 399 1.62 0.147 62 0.013 13 0.020 43 0.000 37 130 2 140 12
DB21-2-18 1 265 623 2.03 0.213 00 0.013 80 0.020 84 0.000 34 133 2 196 12
DB21-2-19 1 170 664 1.76 0.156 53 0.013 12 0.019 58 0.000 34 125 2 148 12
DB21-2-20 134 129 1.03 0.155 40 0.030 18 0.021 24 0.000 68 136 4 147 27
DB21-2-21 611 609 1.00 0.151 36 0.012 45 0.021 78 0.000 36 139 2 143 11
表选项
a.DB04-2流纹岩；b.DB04-3粗安岩；c.DB21-1流纹岩；d.DB21-2粗面岩。 图 7 研究区火山岩代表性锆石CL图像 Figure 7 CL images of representative zircons from volcanic rocks in the studied area
图选项

所测样品的各组测点均位于谐和线上及其附近。其中，索伦地区的流纹岩(DB04-2)中21颗锆石测点的206Pb/238U表面年龄为127~133 Ma，加权平均年龄为(129.9±2) Ma，MSWD=0.60(图 8a)。粗安岩(DB04-3)中21颗锆石测点的206Pb/238U表面年龄为128~134 Ma，加权平均年龄为(130.1±2) Ma，MSWD=0.33(图 8b)。根河地区流纹岩(DB21-1)中21颗锆石测点的206Pb/238U表面年龄为121~139 Ma，加权平均年龄为(130.4±2) Ma，MSWD=5.3(图 8c)。粗面岩(DB21-2)中21颗锆石测点的206Pb/238U表面年龄为125~139 Ma，加权平均年龄为(130.7±2) Ma，MSWD=3.8(图 8d)。

a. DB04-2流纹岩; b. DB04-3粗安岩; c.DB21-1流纹岩; d.DB21-2粗面岩。Mean.加权平均年龄。 图 8 研究区火山岩锆石U-Pb谐和曲线 Figure 8 Zircon U-Pb concordia diagrams of volcanic rocks in the studied aera
图选项

测年结果表明，索伦和根河地区上下两套火山岩形成时代是完全一致的，锆石U-Pb加权平均年龄约为130 Ma。

4 火山岩与正常沉积地层关系

海拉尔盆地是大兴安岭北部规模最大的早白垩世含油气盆地，其中地层层序自下而上分别为南屯组正常沉积地层、上库力组及伊列克得组火山岩和大磨拐河组伊敏组正常沉积地层[48]。以往的研究者对伊列克得组火山岩的年龄时限有126~112 Ma[11], 126~112 Ma[14]和116~106 Ma[10, 19]等认识。为了揭示130 Ma火山岩与盆地中正常沉积地层的关系，本文将其与盆地中正常沉积地层中的化石组合时代进行了对比。结果显示，火山岩之下南屯组正常沉积地层中的植物化石组合时代为早白垩世凡兰吟期(Valanginian)[48]，在国际地层表中对应的数值年龄为139~132 Ma；火山岩之上的大磨拐河组-伊敏组正常沉积地层中的化石组合时代为早白垩世欧特里夫期晚期-芭蕾姆期(Late Hauterivian-Barremian)[49]，在国际地层表中对应的数值年龄为129~125 Ma。由此可见，130 Ma火山岩的形成时间恰好处于两套正常沉积地层的形成时代之间，表明它们在沉积演化上是连续的，而且在时间上二者也是接续的。

鉴于索伦和根河两个地区相距达450 km，其岩石组合、地球化学组成和同位素年龄的高度一致性充分说明，130 Ma是大兴安岭北部地区最为重要的区域性火山喷发事件，具有区域性地层层序划分意义。佘宏全等[15]的研究也证实，大兴安岭地区河流碎屑锆石的年龄峰值都集中在130 Ma左右，这也进一步证明河流经过区域广泛存在年龄为130 Ma左右的岩浆岩。这套火山岩与上下正常沉积地层的时序关系反映了该区早白垩世沉积火山沉积事件是在相同构造背景下连续演化的产物。

5 结论与讨论

1) 大兴安岭北部广泛发育一套早白垩世中酸性火山岩组合，这套组合下部以粗面岩-粗安岩为主，上部以流纹岩为主，形成年龄约为130 Ma，地质时代为早白垩世早期的欧特里夫期。

2) 地球化学特征方面，这套中酸性火山岩均属于亚碱性系列，具有高硅、相对富集碱性组分，显著贫镁，轻重稀土分馏明显，都具有显著的Eu负异常等相似的地球化学特征，反映了其具有同源演化的特点。

3) 这套火山岩与之相邻正常沉积地层连续演化的时序对应关系表明，大兴安岭北部在139~125 Ma期间的早白垩世早期经历了连续的沉积火山沉积作用演化过程，反映了该区当时伸展盆地的演化特点。

4) 约130 Ma的火山岩是该区一次重要的区域性火山岩喷发事件，其时代与大兴安岭由快速隆升转为缓慢隆升的转折时间[38, 50]及太平洋板块对东亚大陆由正向俯冲向快速斜俯冲的转折期[51-52]一致，对于分析该区早白垩世早期盆地演化及地层时序划分具有标志性意义。

值得讨论的问题是，如何看待该区以往获得的众多早白垩世火山岩的年龄意义。根据内蒙地矿局的研究[7]，大兴安岭地区的早白垩世玄武岩多局限在盆地边缘，盆地内部缺失。因此，其他年龄的早白垩世火山岩是否具有区域性喷发特点，是否具有区域性地层层序划分意义尚待进一步研究。

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http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.201701101
吉林大学主办、教育部主管的以地学为特色的综合性学术期刊
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文章信息

张兴洲, 刘洋, 曾振, 张宏涛, 崔维龙
Zhang Xingzhou, Liu Yang, Zeng Zhen, Zhang Hongtao, Cui Weilong
大兴安岭北部±130 Ma火山岩的地质意义
The Geological Implications of ±130 Ma Volcanic Rocks in the Northern Da Hinggan Mountains
吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 1-13
Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2017, 47(1): 1-13.
http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.201701101

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收稿日期: 2016-12-20

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