岩石学报  2012, Vol. 28 Issue (2): 571-594   PDF    
引用本文
佘宏全, 李进文, 向安平, 关继东, 杨郧城, 张德全, 谭刚, 张斌. 2012.大兴安岭中北段原岩锆石U-Pb测年及其与区域构造演化关系. 岩石学报, 28(2): 571-594  
SHE HQ, LI JW, XIANG AP, GUAN JD, YANG YC, ZHANG DQ, TAN G and ZHANG B. 2012. U-Pb ages of the zircons from primary rocks in middle-northern Daxinganling and its implications to geotectonic evolution. Acta Petrologica Sinica, 28(2): 571-594(in Chinese with English abstract)   
大兴安岭中北段原岩锆石U-Pb测年及其与区域构造演化关系
佘宏全1, 李进文1, 向安平1, 关继东2, 杨郧城1, 张德全1, 谭刚1, 张斌1     
1. 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037;
2. 内蒙古自治区第六地质矿产勘查开发院,海拉尔 021008
2011-10-01 收稿; 2012-01-10 改回.
基金项目: 本文受“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAB01A10)和国家地质调查项目(1212011120992)联合资助
第一作者简介: 佘宏全，男，1965年生，博士，研究员，从事多金属矿成矿作用与找矿方向研究，E-mail: hongquanshe@sohu.com
摘要: 作者认为单个锆石的同位素年龄记录了所在区域单次构造、岩浆或变质事件活动的时间，不同来源的大量原岩单颗粒锆石的测年数据则可以反映研究区总体构造演化历史。本文对近年来在大兴安岭中北段自测和收集的123件原岩样品的2636个锆石U-Pb测年点的同位素年龄进行统计，结果显示研究区的锆石年龄数据总体上出现840~780Ma, 530~440Ma, 330~280Ma, 240~190Ma，180~160Ma和150~120Ma等多个明显高峰值区间和>840Ma, 770~540Ma和440~400Ma三个相对数据较少的空白地段，且岩浆结晶锆石、变质锆石、继承性锆石等不同成因类型的锆石的年龄统计分布有良好的对应性。年龄数据的高峰值区间与该地区基底形成、陆壳生长、主要板块或微板块俯冲、碰撞、拼贴等主要构造事件时间吻合；而年龄空白区间则与主要的洋底扩张、被动陆缘时代相吻合。研究说明大量原岩锆石的测年数据与河流碎屑锆石同位素年代学一样，可以用于研究物源区的地壳生长和构造演化历史。综合大兴安岭中北段大量单颗粒锆石的同位素年代学、岩石组合和构造特征研究，说明该地区经历了古元古代基底形成、新元古代陆壳生长、新元古代末期板块裂解，古生代期间古陆块间的俯冲、拉张、拼贴碰撞，早中生代碰撞造山、晚中生代造山后伸展垮塌、大陆边缘弧后伸展等复杂的构造演化历史；同时表明蒙古-鄂霍茨克洋在早中生代时期(晚三叠世)即已碰撞造山，大兴安岭中北段及额尔古纳地区发育大量与碰撞有关的花岗岩、混合岩及碰撞后伸展跨塌有关的构造和岩石产物(盆岭构造、滑脱构造、变质核杂岩、陆相双峰式火山岩和多金属成矿等)，这对于重新认识研究区中生代多金属成矿的地球动力学背景提供了新的依据。
关键词: 大兴安岭     锆石     U-Pb同位素测年     花岗岩     构造演化     陆陆碰撞    
U-Pb ages of the zircons from primary rocks in middle-northern Daxinganling and its implications to geotectonic evolution
SHE HongQuan1, LI JinWen1, XIANG AnPing1, GUAN JiDong2, YANG YunCheng1, ZHANG DeQuan1, TAN Gang1, ZHANG Bin1     
1. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China;
2. The Sixth Institute of Geology and Mineral Resources Development, Inner Mongolia Autonomous Region, Hailaer 021008, China
Abstract: The age of single zircon is thought to be the recording of single tectonic, magmatic or metamorphism activity, the ages of a large amount of zircons got from different types of primary rocks should be able to indicate the geotectonic evolution history. The authors of the paper collected 2636 zircon ages determined by U-Pb dating from 123 samples in middle-northern Daxinganling, dated by authors or gatherd from published data, the statistics on these data has shown that the zircon ages have several peak value ages of 840~780Ma, 530~440Ma, 330~280Ma, 240~190Ma, 180~160Ma and 150~120Ma, and three blank time space of >840Ma, 770~540Ma, 440~400Ma. The ages of different types zircons generated by magmatism, metamorphism, or that inherited from former rocks have similar statistics features. The peak value of zircon ages has a good accordance with the time that important tectonic event took place in middle-northern Daxinganling Mountains, such as, the formation of basement, mircoplate subduction and collision. The blank period of zircon ages is corresponded to that of ocean spread or passive continental margin event. It is concluded that a large amount of zircon ages determined by U-Pb dating method for primary rocks also can be applied to study the geotectonic evolution history, just like the zircon ages from rivers detrita. Study on the statistics on zircon ages, granite association and tetonics indicates a very complicated tectonic evolution history has been taken place in middle-northern Daxinganling Mountain, that is, the formation of basement in Plaeoprotozoic, growth of continental crust in Neoprotozoic, breakdown of plate in the end of Neoprotozoic, subdution, spreading, accretion and collision between miroplates in Paleozoic, continental collision in Early Mesozoic, postorogenic extension and collapse in Late Mesozoic related to the Mongolia-Okhotsk orogeny and continental marginal tectonic-magmatic event related to the subdution of West Pacific Ocean in Mesozoic. The study has also shown that the Mongol-Okhostsk Ocecn has been closed in Late Triassic Period in Transbakal area. There is a large amount of granites, migmatites related to continental collision, and metaomorphic complex, basin-range, continental bimodal volcanic rocks related to postorogenic collapse, occurred in middle-northern Daxinganling. It is suggesting that the geodynamic background for the polymetal mineralizaton in the area need to be reconsidered.
Key words: Daxinganling     Zircon     Isotope dating     Granite     Geotectonic evolution     Continental collision    

本文所指的大兴安岭中北段包括传统上所称的大兴安岭构造带乌兰浩特以北地区及其西部相邻的额尔古纳地块(图 1)，该地区是我国东北地区重要的有色金属产地之一，大型矿床有甲乌拉、查干布拉根、得尔布尔、额仁陶勒盖铅锌银多金属矿、乌奴格吐山和多宝山斑岩型铜钼矿床(赵一鸣等，1997; Zeng et al.，2011)。文中所提到的额尔古纳地块主要指德尔布干断裂带以西地区，以东地区一般以兴安地块相称，该地块内部有头道桥-鄂伦春断裂相间隔，在二者拼贴之前，断裂以西本文将其称为鄂伦春褶皱带，东部称为伊尔斯-多宝山岛弧带(或褶皱带)(任纪舜等，1989)。在构造演化历史上研究区受到古生代古亚洲洋构造域和中-新生代蒙古-鄂霍茨克洋和太平洋构造域影响。大兴安岭中北段作为大兴安岭构造成矿带的一个重要组成部分，其构造演化史与南段有很多相似之处，但也有显著差异，争议也较多，尤其是与蒙古-鄂霍茨克造山带的关系。

早期按照槽台学说观点(黄汲清等，1977；内蒙古自治区地质矿产局，1991)，该地区作为兴蒙褶皱带的一个重要部分被认为是西伯利岩地台与华北地台之间的一个典型的多旋回地槽褶皱带，总体上经历了古元古代雏地台(兴华渡口群)、新元古代(佳疙瘩群)、兴凯(额尔古纳河组)、加里东(多宝山组)、海西期(D+C大明山组、莫尔根河组)等地槽旋回(总体上称为兴安地槽)、中生代盖层发育等多个阶段。依据板块构造观点，该地区经历大致演化过程为(李春昱等，1980，1984；Li，2001，徐志刚，1997)：早期(元古代)西伯利亚板块形成、罗丁尼亚(Rodinia)大陆的拼合，古生代西伯利亚东南大陆边缘的一系列微陆块之间的多期次裂解、俯冲、碰撞演化，形成加里东、海西期大陆边缘增生带；中新生代受到蒙古-鄂霍茨克洋碰撞关闭和太平洋西缘板块俯冲作用的联合影响，形成陆缘构造岩浆岩带和陆相火山-沉积盖层。

1 原岩锆石U-Pb测年数据

对大兴安岭构造带构造演化认识差异的一个重要原因是研究区森林沼泽、草原荒漠覆盖严重，岩石露头少，岩石接触关系不清，加上以往同位素测年精度不一致，导致分歧比较大。如早期采用K-Ar法、Sm-Nd等时线法、单颗粒锆石U-Pb蒸发法获得的额尔古纳地块及邻区的基底岩石、变质岩和花岗岩年龄的时代差异非常大，同位素年龄从565Ma至1729Ma不等，时代互相交叉，从而导致了对该地区构造属性和演化历史的解释差异很大。

以往的同位测年方法精度差的原因与测试矿物的封闭温度低、同位素体系不稳定、受后期热事件影响较大、所测定的锆石往往含有继承性锆石等诸多因素有关。近年来， 40Ar-39Ar、Re-Os、SHRIMP 锆石U-Pb、LA-ICP-MS锆石U-Pb等精细同位素定年的精度和可靠性有了极大提高。尤其是锆石微区测年(锆石SHRIMP U-Pb法、TIMS、激光剥蚀等离子质谱LA-ICP-MS)方法已经可以很好的克服和区分以往继承性锆石、碎屑锆石、包裹体、裂隙、重结晶作用、热液蚀变等对测年结果的影响，测定范围可以小至5~10μm，测定单颗粒锆石不同部位及不同成因锆石的生成时代，同时对锆石的稀土微量元素含量进行测定，从而确定其所经历的构造岩浆演化史(Compston et al.，1992; Williams，1998; Andersen，2002; 钟玉芳等，2006；吴元保和郑永飞，2004)。

为获得大兴安岭地区构造、岩浆、成矿作用的准确年代学数据，作者在承担该地区国家支撑计划研究项目过程中，对研究区重点矿区的岩矿石、区域上重要的侵入岩、含矿地层的火山岩、主要变质岩进行了系统的采样和单颗粒锆石微区U-Pb测年，主要方法为激光剥蚀等离子质谱测年(LA-ICP-MS)，少数为离子探针测年(SHRIMP)，获得了大量锆石年代学数据。为充分利用近年来积累的高精度测年结果资料，我们对锆石测年的数据结果进行了统计分析，讨论其与区域构造演化的关系。

我们认为单个岩石(矿石)的同位素测年结果不仅代表了岩矿石的形成(或蚀变)时代，同时也是区域构造(热)事件影响的结果，如果有足够多的同位素年代学资料，就可以采用统计学方法来测定研究区主要构造事件的高峰时间和时代范围。近年来，采用锆石U-Pb同位素测年方法确定单个岩石年龄时往往样品就需要测定15~20个甚至以上测点的年龄数据，最后给出的年龄为某组相对集中数据的加权平均值。我们认为即使是单个测点的年龄数据也是有地质意义的，汇集大量单个锆石的测年数据进行分析，可以较好的反映研究区主要构造(热)事件的高峰时代，而确定主要构造事件的时代对分析工作区的构造演化历史有重要意义。这是因为：(1) 单个锆石的测年数据在数据精度保证的情况下，同样是构造事件的反应，而且它一般与加权平均年龄接近或相等；(2) 锆石U-Pb同位素体系相对其他同位素体系具有更好的稳定性，封闭性好，封闭温度高，相对其他同位素测年体系受后期热事件影响小，可以更好地记录锆石初始形成时间；(3) 除岩浆作用可以形成大量的结晶锆石外，变质作用、热接触变质、构造变形、热液蚀变等热事件均可以形成新的锆石，或者促进原来的锆石发生重结晶，围绕原来的锆石形成新的锆石外壳，新生锆石能反应最近的构造热事件时间；相应地，锆石年龄可以反映构造变形、岩浆作用、变质、热接触变质、热液成矿等多种构造热事件时间；(4) 一次重要的构造变动事件(如板块俯冲、碰撞、大陆裂解)往往伴有多种强烈的地质作用(火山喷发、岩浆侵入、变质作用、热液蚀变、成矿等)同时或相继发生，因此重要的构造变动最强烈的时间应该是同位素年代集中的高峰时间；而在相对平静的构造时期(如被动陆缘，洋底扩张期)，热事件强度低，新生锆石少，相应的同位素年代数据就少；(5) 研究表明继承性锆石内部的U-Pb同位素体系同样也是比较稳定的，可以记录以往构造热事件时间(吴元保和郑永飞，2004)；单个样品继承性锆石虽然有时比较分散，但其锆石仍然是以前重要构造热事件记录的载体。沉积来源锆石反映了物源特征；同熔、重熔形成的岩浆岩(火山岩、侵入岩)的继承性锆石反映了源岩特征、地壳增生历史、基底性质等信息；变质岩的继承性锆石可以反映物源特征、变质作用历史等重要信息；多种类型、多个样品继承性或捕获锆石的年龄的集中分布记录了以往重要构造事件的时间。

根据上述分析，我们对近年来课题组进行的单颗粒锆石U-Pb测年数据进行汇总，并收集了部分他人公开发表的数据，共计123件样品，2636个测试点数据，制作年龄分布直方图，其中自测1961个(删除了部分质量较差的数据后)，收集675个(葛文春等，2005，2007，张彦龙等，2008，2010；武广等，2005；武广，2006，苗来成等，2003，2007；赵海滨等，2005，2007，吴福元等，1999)。Wu et al.(2011) 新发表了东北地区大量花岗质岩石锆石U-Pb测年数据，但由于文章没有提供单个测点数据，未能包含在该数据表中。本文提供的锆石年龄数据主要采用激光剥蚀LA-ICP-MS方法，少数为离子探针SHRIMP测年，LA-ICP-MS测年在中国地质科学院矿产资源研究所，中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，SHRIMP测年在中国地质科学院离子探针中心完成。样品采集、处理方法、测试方法和数据处理过程、质量要求等参照文献(Williams，1998，Liu et al.，2008; Ludwig，2003; Wiedenbeck et al.，1995)。锆石年龄样品的采样点位置参见图 1，为对比方便，一般数据统一采用206Pb/238U年龄，大于1000Ma锆石的数据采用207Pb/206Pb年龄值。样品岩性和主要样品的同位素加权平均值年龄参见表 1，由于篇幅所限，这里未能详细列出单个锆石测点资料。从锆石U-Pb测年数据分布直方图(图 2)可以看出，大兴安岭中北段锆石的同位素年龄分布形成几个非常显著的峰值区即840~780Ma，530~440Ma，330~280Ma，240~190Ma，180~160Ma和150~120Ma(图 2中的Ⅰ-Ⅵ)，这些峰值年龄与该地区主要构造事件时间非常吻合；同时有>820Ma，770~540Ma和440~400Ma(图 2中的①，②，③)三个相对数据较少的空白地段，与该地区主要被动陆缘(或洋底扩张)阶段对应(将在下面继续分析)。>1000Ma年龄组是3200~1000Ma很长时间段各类样品继承性锆石、变质锆石和碎屑锆石的总计，实际分布并不集中(图 3d)，代表了沉积来源地时代或基底形成时代。

图 1 大兴安岭中北段地质及U-Pb测年样品位置图(地质图底图据苗来成等，2007修改) 1-中新生界；2-上古生界；3-下古生界；4-主要前寒武纪地层；5-主要前寒武纪地层或变质杂岩体(时代未分)分布区域；6-花岗岩类；7-基性-超基性岩；8-主要分区断裂及编号；9-主要构造单元及编号；10-测年样品位置及顺序号(表 1).主要断裂：①-呼伦湖西断裂；②-德尔布干断裂；③-鄂伦春-头道桥断裂；④-嫩江-白城断裂.构造单元名称：Ⅰ-额尔古纳；Ⅱ-兴安地块；Ⅱ1-鄂伦春褶皱带；Ⅱ2-多宝山-伊尔斯褶皱带；Ⅲ-松嫩地块 Fig. 1 The geological map of middle-northern Daxinganlin and the location of samples for U-Pb dating(modified after Miao et al.，2007)

表 1 大兴安岭中北段主要原岩锆石测年结果简表 Table 1 The zircon ages for primary rocks in middle-northern Daixinganling

图 2 大兴安岭中北段岩石单颗粒锆石U-Pb测年数据分布直方图以10Ma间隔统计 Fig. 2 Histogram for the zircon ages from primary cocks in middle-northern Daxinganling

图 3 大兴安岭中北段主要岩石测年锆石分类分布直方图 (a)、(b)、(c)以10Ma间隔统计，(d)以50Ma间隔统计 Fig. 3 Age histogram for different types of zircons in middle-northern Daxinganling Mountain

为了反映不同类型岩石样品中锆石的同位素年代学特点，我们将锆石分为岩浆结晶锆石、继承性锆石、混合岩锆石、变质锆石四类，对其年代学数据进行了分类统计。岩浆结晶锆石指侵入岩、火山岩中的结晶锆石，一般具有自形-半自形晶体，振荡环带发育，在U-Pb谐和曲线上，分布相对集中，可以代表岩浆岩侵位或喷发年龄。对于岩浆岩中偏离侵位或喷发年龄较大的数据一般作为继承性锆石处理。片麻杂岩中片麻状花岗岩的锆石在没有分组情况下，作为变质锆石处理。混合岩锆石本文主指莫尔道嘎混合岩化正长花岗岩和加格达奇北三十五公里组的均质混合岩，其时代分别集中于810~790Ma和225~215Ma，而且几乎没有继承性锆石和后期变质锆石，为前期地壳物质深度变质产物，其特征类似介于岩浆结晶和变质锆石之间，制作分布直方图时，我们将其归并到变质结晶锆石一起。变质锆石主要指研究区兴华渡口群变质岩中锆石，岩性有变质基性火山岩、绢云绿泥片岩、大理岩、片麻岩等。其次，多宝山变质基性火山岩、泥盆系大明山组变质基性火山岩、元古代变质超基性岩石也含有较多变质锆石。继承性锆石主要指岩浆岩中的继承性锆石，少量为兴华渡口群中明显为碎屑成因年龄>2000Ma的碎屑锆石。比较特殊的是研究区>1000Ma锆石数据，该类型锆石主要来源于兴华渡口群变质岩，主要为碎屑锆石和部分变质锆石；少数为火山岩的继承性锆石。总体上>1000Ma数据较少，年龄分布分散。

不同类型锆石的Pb，Th，U含量特征见表 2，以岩浆结晶锆石的Pb，Th，U含量相对较高，变化区间大，其Pb，Th，U最高值分别达到9618×10-6，9715×10-6，9377×10-6，平均值分别为114.6×10-6，329.5×10-6 445.3×10-6。其次为混合岩锆石，继承性锆石和变质锆石含量最低，尤其是继承性锆石，Pb，Th，U平均值分别为34.73×10-6，307.3×10-6，427.3×10-6，其中Pb含量降低最为明显，说明继承性锆石在受到后期热事件影响时，热事件可将部分铅排挤出锆石晶格，造成U-Pb年龄降低(Hoskin and Black，2000; 吴元保和郑永飞，2004)。但不同类型锆石的Th/U比值变化不大，岩浆结晶锆石、 混合岩锆石、 继承性锆石和变质锆石的Th/U比值平均为0.87，0.53，0.69，0.79，岩浆结晶锆石U/Th比值仅比变质锆石略高，说明单纯依据Th/U比值判断锆石成因准确性低。

表 2 大兴安岭中北段主要岩石单颗粒锆石Pb，U，Th含量特征表 Table 2 Pb，U，Th content of the zircons from igneous，metamorphosed rocks，migmatites and inherted zircons in middle-northern Daxinganling

四种类型锆石测年数据的分布直方图见图 3a-d。从图 3可以看出，岩浆结晶锆石分布特征与全部锆石测年数据分布特征(图 2)几乎完全一致，同样出现六个高峰值和三个空白时段，也说明锆石主要形成于岩浆结晶作用。继承性锆石出现510~400Ma和310~240Ma两个非常集中的时段，而其他时代的继承性锆石年龄分布比较分散。继承性锆石高峰时段的峰值年龄分别为320~280Ma和480~440Ma，其峰值区间与岩浆结晶锆石的Ⅱ、Ⅲ个峰值区间有非常好的对应关系，但高峰值似乎略偏低10~20Ma左右，推测与继承性锆石中Pb含量相对较低有关，后期热事件对前可能有一定程度影响，造成继承性锆石丢失部分铅(206Pb或207Pb)，相应的年龄值降低。

变质锆石年龄主要分布出现880~760Ma、560~400Ma、260~120Ma三个比较明显的集中时段，形成800Ma，500Ma，240Ma，160Ma和130Ma五个峰值，多数与岩浆结晶锆石对应。混合岩锆石分布局限于830~780Ma和230~220Ma两个时段，与其它变质岩锆石一起形成了前面的五个峰值。其次，>1000Ma锆石在1900~1800Ma出现一个相对较集中的峰值区域，这些锆石主要来自于兴华渡口群的变质岩，应代表了兴华渡口群最早的变质作用，与大兴安岭基底形成有关。变质锆石的年龄分布显示研究区在古元古代、新元古代、古生代和中生代发生了四次强烈区域变质作用，元古代的锆石年龄数据主要来自于兴华渡口群的变质岩(变质绿色片岩、二云母片岩、片麻状大理岩等)，代表基底的形成或裂解。古生代的变质锆石年龄与额尔古纳地块与兴安地块在古生代早期的碰撞拼合有关，与萨拉伊尔运动时间吻合。在260~160Ma时段的变质锆石年龄数据，主要来自于多宝山组、大明山组变质基性火山岩，其次为片麻杂岩，且有多个峰值，形成的原因一方面与中生代多期次构造-岩浆作用有关，一部分为热接触变质和蚀变作用的结果，揭示中生代时发生了较强的区域变质作用，基性火山岩更容易受到区域变质作用影响。总体上，变质锆石的集中时段与岩浆结晶锆石时段对应，说明变质作用往往与岩浆作用同时发生。

从以上分析可以看出，不同类型锆石测年数据的高峰时段有良好的对应关系，即使是继承性锆石也可与其它锆石的高峰时段特征吻合，被动地记录了以往构造岩浆作用的活动高峰时间。尽管不同类型锆石年龄具体的高峰年龄有少许偏差，但不应影响峰值数量和总体分布特征，说明锆石年龄的统计分布特征可以较好的反映区域构造事件及其演化历史。

2 与河流碎屑锆石测年数据对比

李明(2010) 对东北地区的主要河流进行了系统的河流碎屑锆石采样，进行大量LA-ICP-MS锆石U-Pb测年探讨东北地区地壳生长历史。其基本原理是通过系统的河流碎屑锆石采样，均匀的收集到主要河流流域内来自沉积岩和花岗岩(变质岩)基底的锆石，通过来自河沙的大量碎屑锆石的年龄结构来讨论源区分布、研究沉积盆地与源区之间的相互联或大陆地壳的生长( Rino et al.，2004; Allen et al.，2006; Cawood et al.，2003; 李明，2010)。我们将李明所采集的来自额尔古纳和大兴安岭地区的五个样品的NJ03(嫩江上游)、NJ01(嫩江中游末端)、HLEH01(海拉尔河下游)、HMH01(呼玛河中游)和HLJ02(黑龙江上游)的测年数据(共882个测试点)进行重新整理，制作年龄分布直方图，与我们采取的原岩样品的锆石测年数据进行对比，结果见图 4。从图 4可以看出，对于小于600Ma的锆石年龄数据，原岩锆石与河流碎屑锆石的数据几乎可以完全对应(图 4)，二者均形成了520~460Ma，400~330Ma，320~290Ma，270~240Ma，180~160Ma，150~120Ma的峰值区，以及440~400Ma和>530Ma的低值区，前者对应于构造岩浆活动高峰期(大陆裂解、弧陆碰撞、陆陆碰撞、构造伸展、活动陆缘俯冲带等构造背景和构造事件)，后者主要对应于被动陆缘期或扩张期。仅原岩锆石的210~190Ma峰值区在河流碎屑锆石中不显著，但河流碎屑锆石的年龄数值并不少见，处于20~30点区间，只是没有形成突出的峰值而已。而>600Ma的年龄数据，原岩锆石和河流碎屑锆石的数据对应很差，原岩锆石的800Ma峰值区在河流碎屑锆石中几乎没有记录。这主要是由于获得的原岩800Ma锆石的U-Pb年龄数据主要来源于莫尔道嘎地区，该地区主要处于额尔古纳河支流的激流河流域，但这一地区没有河流碎屑锆石采样数据。由于两种来源锆石获得>1000Ma测试数据点均较少，难以详细对比，但均表现出在1800~1900Ma有一个相对集中的峰值分布区间。

图 4 大兴安岭原岩锆石与河流碎屑锆石测年结果分布对比图 图b河流碎屑锆石测年数据根据李明(2010) 资料整理作图 Fig. 4 Histogram comparation for the zircon ages between primary rocks and river detrita

由此可见，与河流碎屑锆石一样，当有足够多的原岩锆石的测年数据积累时，同样可以用于研究该地区的大陆生长和构造演化历史，尤其是显生宙以来的构造演化，而且相对于河流碎屑锆石，原岩锆石具有非常明确的来源位置，不用再追踪锆石来源，对于探讨构造演化的位置信息会更加准确。

综合多年来前人的研究资料和本次研究的成果(尤其是成矿岩成矿年代学方面的资料)，将大兴安岭中北段的构造演化分为14个阶段，各个阶段的名称、地质时代、主要地质产物参见表 3。主要构造演化阶段的特征分述如下。

表 3 大兴安岭中北段主要构造事件顺序表 Table 3 The geotectonic evolution stage in middle-northern Daxinganling
3 区域构造演化 3.1 前寒武纪基底形成

额尔古纳地块是古亚洲洋中具有太古代(?)和古元古代结晶基底，规模较大的大陆碎片之一，该地块在元古代期间从西伯利亚板块裂解出来，形成弧后盆地，沉积了兴华渡口群的双峰式火山岩和碎屑岩，尽管对兴华渡口群的形成时代有多种认识，但普遍认为兴华渡口群是兴安-额尔古纳地块的前寒武纪基底。额尔古纳地块及大兴安岭的中北段出露的兴华渡口群，前人根据出露地点的不同将它们分别赋予不同的变质地层名称，如“兴华渡口群”、“落马湖群”、“新开岭群”、“风水沟河群”、“加疙瘩群”和“扎兰屯群”等(黑龙江省地质矿产局，1993；内蒙古自治区地质矿产局，1991)。黑龙江地区的兴华渡口群从下至上被划分新华村组、兴安桥组、三十五公里组和小古里河组。

早期采用Sm-Nd测年获得兴华渡口群Sm-Nd模式年龄和单阶段演化年龄为1258±28Ma~1463Ma，在十八站及阿里河地区相应岩石的Sm-Nd等时线年龄1157Ma、1729±67Ma(孙广瑞等，2001)，孙广瑞等(2001) 根据Sm-Nd定年结果提出绿岩带的形成至少在1.7Ga或更早，1200Ma前后可能代表绿岩带遭受最早一次构造变动及区域变质作用，同时伴随了花岗岩质片麻杂岩的侵入，将其归为古元古代。

根据我们近年来对扎兰屯、莫尔道嘎地区兴华渡口群岩石锆石U-Pb测年结果，获得年龄值有845±57Ma，824±27Ma，496±7Ma，439±23Ma，440±8Ma，194±7Ma等多组变质年龄，其次有1800~3325Ma的碎屑锆石年龄。年龄最新的碎屑锆石(有显著的磨圆特征)207Pb/206Pb年龄为1873±31Ma、1896±91Ma，其他碎屑锆石年龄均在2000Ma以上，而小于1000Ma锆石一般为变质结晶锆石(无磨圆)，1000~1800Ma数据基本空白(兴华渡口群的其它锆石特征和年龄结果分析将另文讨论)。1873±31Ma代表了最晚的碎屑锆石来源，是兴华渡口群沉积的上限年龄。综合苗来成等2007年针对采自韩家园子、扎兰屯等地的兴华渡口群变质火成岩和变质碎屑岩锆石SHRIMP锆石U-Pb定年研究和武广(2006) 对漠河地区兴华渡口群二云母石英片岩及侵入其中的细粒花岗闪长岩SHRIMP锆石U-Pb测年结果，剔除具有显著碎屑成因(磨圆)的锆石年龄后，普遍出现1800~1900Ma，800~900Ma，500Ma，440Ma，200Ma数据，这与兴华渡口群经历的多期次构造变动事件相吻合，这些数据应是区域变质事件的结果。苗来成等(2007) 发表的兴华渡口群测年数据实际上在1800~1900Ma也出现明显的集中趋势，采用其数据重新计算可以获得1835±25Ma(n=20，MSWD=6.8)加权平均年龄值(207Pb/206Pb)。该数据与武广的1888±85Ma数据(武广，2006)在误差范围内一致。由此可见，1800Ma数据代表了兴华渡口群所经历的最早一期变质事件(图 5高峰值I)，是额尔古纳地块和兴安地块基底的形成年龄。由于武广(2006) 获得1888±85Ma数据为花岗闪长岩捕获锆石，数据误差也相对大一些，这里采用1835±25Ma做为标准，结合我们获得最小锆石年龄1873±31Ma数据，一般在2000Ma以上，说明兴华渡口群可能沉积于古元古代末期(2000~1835Ma或1873~1835Ma)的一段较短时间范围，而在古元古代末期，发生变质，形成额尔古纳和兴安地块的基底，成为西伯利岩板块的大陆边缘，是中元古代超级大陆的一部分。

图 5 大兴安岭前寒武纪锆石U-Pb测年数据分类分布直方图30Ma间隔统计 Fig. 5 Histogram for zircons formed in precambiran epoch in middle-northern Daxinganling

此外，俄罗斯研究者一般认为额尔古纳地块具有太古代基底，俄罗斯的德茹洛利变质杂岩被认为是晚太古代形成(阎鸿铨等，2001①)；李明(2010)年对东北地区河流碎屑锆石的U-Pb测年和Lu-Hf同位素测定，也显示在1800Ma期间东北地区(包括大兴安岭和额尔古纳地区)发生了大规模的构造和陆壳增生事件。Zhou et al.(2011) 对松辽盆地基底岩石(古生代地层)碎屑锆石U-Pb测年获得1890Ma，800Ma，518Ma的碎屑锆石峰值年龄数据，与工作区>500Ma的原岩锆石统计分布特征大体一致，也说明松辽盆地接受了大量来自邻近的佳木斯地块、兴安地块的前寒武纪碎屑沉积，暗示兴安地块具有前寒武纪基底。

① 阎鸿铨，叶茂，孙维志等. 2001. 大兴安岭满洲里和乌奴尔地区银、铅、锌和铜矿床预测研究. 沈阳：沈阳地质调查中心

古元古代末期至新元古代初期，原岩锆石和碎屑锆石均出现一个相对空白时间段，说明额尔古纳及大兴安岭地区处于被动陆缘阶段，进入新元古代，罗丁尼亚超级大陆裂解，额尔古纳地块北缘发生洋壳俯冲、消减和碰撞作用，出现了805~793Ma之间的碰撞型花岗质岩体侵入，该期花岗岩我国境内主要为额尔古纳北段莫尔道嘎-太平川-八间房一带的混合岩化巨斑状正长花岗岩。兴华渡口群岩石的大量变质锆石年龄也处于800~900Ma之间(图 5的高峰值Ⅱ)。900~800Ma数据代表了研究区另一次重要的大陆增生事件，说明额尔古纳-兴安地块的基底经历了两次构造变质事件作用。905~793Ma碰撞花岗岩的形成可能代表了新元古代Rodinia超大陆裂解-碰撞事件的影响(Meert and Powell，2001；郭进京等，1999及其中文献)，也说明Rodinia超大陆裂解并不是简单的裂解，可能有局部小的陆块间俯冲和碰撞事件。Rodinia超级大陆的裂解，形成西伯利岩南缘的多个新元古代块体、额尔古纳、扎兰屯、中蒙、南戈壁、图瓦-蒙古等(Li，2001及其中文献)。在此期间，额尔古纳地块南缘转为被动陆缘，形成佳疙瘩组和额尔古纳河组的被动陆缘沉积，锆石测年很少有该时代的年龄数据(图 4b、图 6)。新元古代期间，额尔古纳地块与兴安-扎拉屯地块之间应该是分割开的，沿得尔布干-中蒙深断裂的克鲁伦-音山达-得尔布干一线及头道桥断裂带分布的有新元古代至加里东期蛇绿岩，嘎仙超基性岩石的SHRIMP锆石U-Pb年龄为628Ma(表 1中Gx-11)，表明新元古代末期古洋壳已经形成，陆块之间为洋壳分割。

图 6 大兴安岭古生代锆石U-Pb测年结果数据分布直方图5Ma间隔统计 Fig. 6 Histogram for zircons formed in Palaeozoic epoch in middle-northern Daxinganling
3.2 古生代构造演化(寒武纪-二叠纪)

早寒武世，研究区西侧兴安地块与额尔古纳地块沿得尔布干断裂一线靠拢，两者发生碰撞，形成蓝片岩带(克鲁伦缝合带、额尔古纳蓝片岩)，并有后碰撞期变形作用和花岗岩侵位，这一时期即为以往所称的兴凯期造山，现称为萨拉伊尔造山作用。蒙古境内的额尔古纳地区分别测得巨斑状片麻状云母花岗岩全岩Rb-Sr线年龄555±31Ma(罗毅等，1997及其中文献)，我国近年来在洛古河和塔河分别获得517~500Ma和494~480Ma碰撞花岗岩(LA-ICP-MS锆石测年)U-Pb年龄数据(葛文春等，2005，图 6阶段Ⅳ)，是该期构造活动的结果。在俄境内也有类似花岗岩类形成(阎鸿铨等，2001)。

而兴安地块东部扎兰屯-东乌旗一带沿多宝山-牙克石-伊尔施一线总体上为活动陆缘带，形成了多宝山组(+裸河组)中基性火山岩-碎屑岩沉积，是一套以细碧岩-石英角斑岩-岛弧拉斑玄武岩系列为组合的岛弧火山岩建造和复理石建造。并具有同时代的花岗质岩石侵入，形成了与之有关斑岩型铜矿(多宝山斑岩铜矿)(图 6Ⅴ阶段)。根据多宝山组的沉积分布特征，推测洋壳沿多宝山-伊尔施-东乌旗一线俯冲削减。晚奥陶世-晚志留世为多宝山-伊尔斯岛弧与鄂伦春+额尔古纳地块碰撞、隆升阶段(弧陆碰撞)，其产物主要有新林蓝片岩(顾德林等，1996)、438Ma的碰撞花岗岩(罗毅等，1997)，乌宾敖包组碎屑岩沉积，莫尔道嘎片麻状花岗岩和巨斑状钾长花岗中的继承性锆石。

晚古生代时期，兴安地块与额尔古纳地块已经拼贴为一起，在其南部发生了新的弧火山作用，泥盆纪-早石炭世期间，兴安地块与松嫩-佳木斯地块之间为分隔状态，其间为内蒙古中部海槽，泥盆纪时形成具有岛弧性质中基性火山碎屑岩，沿额尔古纳+兴安地块南缘分布，一直延伸至内蒙古南部，蒙古南部的查干苏布尔加、欧玉陶勒盖超大型斑岩型铜矿即在该时期形成的。北部与额尔古纳地块之间的鄂伦春则产生扩张而发展成弧后盆地，形成沟-弧-盆系。早石炭世是鄂伦春弧后扩张的鼎盛阶段，强烈的拉张使弧后盆地的大陆地壳变薄，形成含有大量深色薄层状含放射虫硅质岩和细碧角斑岩建造(内蒙古自治区地质矿产局，1991)。

早石炭世末，松嫩-佳木斯地块与额尔古纳-兴安地块内蒙古中部海槽逐渐闭合，两个块体碰撞拼贴在一起，兴安海槽不断萎缩，由扩张转变为强烈挤压收缩。碰撞拼合的直接产物为嫩江蓝片岩(334Ma)(徐备等，2001)和与碰撞有关的花岗岩，该时期碰撞的花岗岩形成了图 6的高峰年龄(320~305Ma)。

晚石炭世-二叠纪末，鄂伦春地区和东乌珠旗地区基本结束了海相环境，转入陆相，此时兴安地块南部有林西组湖相、泻湖相碎屑岩沉积，内部大量发育碰撞后花岗岩，局部有A型花岗岩(孙德有等，2000)。而大陆增生和板块碰撞主要在南段的二连浩特-贺根山和西拉木伦河沿线，沿二连浩特-贺根山一线兴安地块与内蒙中部地块在二叠纪末期最终拼合，结束了该区的海相演化历史。

总体上，古生代时期为研究区微板块碰撞拼合历史，也是兴蒙造山带最重要增生期，从西向东依次为鄂伦春、多宝山-伊尔斯(兴安地块主体)、松嫩-佳木斯地块分别在早寒武世、中奥陶世末、早石炭世末期不断向额尔古纳地块拼贴增生，形成了兴蒙造山带的主体部分。

3.3 中生代构造演化 3.3.1 早中生代构造演化与蒙古-鄂霍茨克洋

中生代原岩锆石的年龄分布见图 7，出现230~220Ma，215~195Ma，175~160Ma，140~125Ma 4个高峰，而在120Ma时突然结束，与该时期经过了多期次的构造岩浆作用影响一致。180Ma的高峰值乌奴格吐山斑岩铜矿床的测试点较多有关。

图 7 大兴安岭中生代单颗粒锆石U-Pb测年数据分布直方图5Ma间隔统计 Fig. 7 Histogram for zircons formed in Mesoozoic epoch in middle-northern Daxinganling

古生代末期，古亚洲洋闭合，兴蒙造山带南段西伯利亚与华北板块碰撞拼合基本形成了统一的亚洲大陆，但其北侧仍存在有蒙古-鄂霍茨克洋，大兴安岭北段仍主要受到蒙古-鄂霍茨克洋的影响。蒙古-鄂霍茨克洋从二叠纪至晚侏罗世-早白垩世从东向西逐渐闭合(Kravchinsky et al.，2002)，相应地与蒙古-鄂霍茨克洋演化有关的钙碱性火山岩或深成岩相应的从西向东逐渐变新。

大兴安岭北段地区以往很少有大规模早中生代侵入岩浆活动报道，近年来，随着高精度测年方法的广泛应用，一些早中生代侵入岩(或侵入变质杂岩)被鉴别出来(图 8)(赵海滨等，2007；佘宏全等，2011)。如我们在乌奴格吐山进行成矿成岩年代学测年研究结果，揭示乌奴格吐山斑岩铜矿的含矿斑岩体为燕山早期(178Ma)形成，但其含矿围岩黑云母花岗岩为早中生代形成，LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为205~197Ma。陈志广(2010) 的研究表明八大关铜钼矿的含矿斑岩形成时代为229.6±2.0Ma，太平川钼矿的辉钼矿Re-Os等时线测年结果为202.4±5.7Ma，含矿斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为203.6±4.6Ma。苗来成等(2003) 认为小兴安岭地区原划为新元古代的“新开岭群”是与晚古生代-早中生代造山作用过程有关的变质杂岩，其原岩年龄仅为336±2Ma，变质年龄为216±2Ma；赵海滨等(2007) 进一步研究认为该变质杂岩体属变质核杂岩构造，经历了早中生代-晚中生代的变质、侵入、韧性滑脱和隆升过程。我们在加格达奇北部小洋气一带发现有相当数量的早中生代侵入岩和变质岩，测年结果显示以往认为的古元古代兴华渡口群混合岩可能为中生代形成的变质核杂岩，采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得片麻状混合岩年龄为223.4±0.6Ma(表 1，JGD-17)，片麻状花岗岩年龄为220.0±0.9Ma(表 1，JGD-15)，片理化细粒花岗岩年龄为209.3±1.0Ma(表 1，JGD-29，此处指变质作用时间或侵位时间，非兴华渡口群沉积时代)。在小洋气、卧都河等地兴华渡口群变质岩和二叠纪花岗岩中多处见到韧性剪切带，其中卧都河沿韧性剪切带侵入的细粒花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年获得的206Pb/238U和谐年龄为171Ma(表 1，JGD-3)，显示韧性剪切带的活动时间为中侏罗世，变质核杂岩的形成过程可能与新开岭变质核杂岩类似。早中生代岩石大多属于过铝质、准过铝质高钾钙碱性系列，属于比较典型的S型花岗岩(少量属I型)，伴有同时代的斑岩型铜钼矿床形成，太平川斑岩钼矿和八大关铜钼矿(图 7的Ⅸ、Ⅹ阶段)。

图 8 蒙古-鄂霍茨克洋缝合带主要变质核杂岩和火成岩分布简图 地质图底图据Tomurtogoo et al.，2005；侵入岩位置据表 1，Wu et al.，2011，Buchko et al.，2010; 变质核杂岩位置据Yannick et al.，2011 Fig. 8 Mongol-Okhostsk orogeny and distribution related magmatic rocks and metamosphosed core complex

最近发表的一些研究成果也说明区域上存在早中生代时期构造岩浆作用。张昱(2008) 和孙德有等(2000，2004)等在黑龙江的伊春-延寿构造岩浆岩带识别出大量与碰撞有关的早中生代岩浆岩，活动时代为234~202Ma，其岩石组合和演化趋势与大兴安岭北段类似。伊春一延寿岩浆构造带侵入岩其形成背景被解释为在古亚洲洋闭合机制下(松嫩-张广才岭地块和佳木斯地块再次碰撞造山)兼受古太平洋板块离散构造背景制约下碰撞造山作用的产物。Buchko et al.(2010) 对蒙古-鄂霍茨克洋缝合带北侧的Stanovoi构造带Ul'degit、Lucha、Tok-Algoma和Chek-Chikan地块的基性岩、花岗岩和闪长岩采用ShrimpⅡ锆石U-Pb测年，获得248Ma，238Ma，228Ma，203Ma形成年龄数据，而以往这些地块被认为是前寒武纪形成。Wu et al.(2011) 发表的东北地区花岗岩锆石U-Pb测年成果，也显示在额尔古纳北段的金河、绿林、满归西等多地有245~200Ma花岗岩侵位。

综合上述结果，可见研究区的早中生代侵入岩集中分布于246~243Ma，229~210Ma、205~200Ma三个时代，246~243Ma一组主要为莫尔道嘎地区中基性闪长岩、辉石闪长岩，风水山杂岩的部分片麻状花岗岩的年龄；229~210Ma一组主要有八大关闪长玢岩、加格达奇北的混合岩、片麻状花岗岩、新开岭变质岩、小洋气的片理化花岗岩；205~200Ma一组有莫尔道的巨斑状正长花岗岩、二长花岗岩、卡达吉岭黑云母二长花岗岩等、白云母花岗岩、太平川花岗斑岩、乌奴格吐山的黑云母花岗岩等，以205~200Ma一组岩石最常见，分布最广泛。此外，莫尔道嘎巨斑状正长花岗岩和白云母花岗岩含有大量的继承性锆石，集中于460~440Ma区间，暗示该地区花岗岩源岩与加里东期的构造岩浆事件有关。

一般情况下，基性岩石被认为是深部来源成因，根据区域上构造演化历史和早中生代岩石的岩石地球化学特征分析，推测研究区早中生代的早阶段的中基性闪长岩、辉石闪长岩等可能形成于欧亚板块(在研究区实际为兴蒙造山带东北部各时代地块的拼贴体)与南部华北板块在二叠纪末期碰撞之后的伸展期，与区域上邵济安等(1999，2007)、孙德有等(2005) 提出的大兴安岭地区在早中生代时期处于软流圈隆起，岩石圈减薄阶段相对应。根据邓晋福等(1999，2007)对陆陆碰撞带的岩浆旋回的划分方案，研究区中基性杂岩可以看作是初始造山阶段的辉长-闪长岩组合，反映了初始造山的岩浆底侵作用。

早中生代的岩浆组合特点与Pithcher(1983，1993)总结的陆陆碰撞构造背景的岩石组合几乎完全相同(表 4)：即钙碱性系列，S型花岗岩为主，过铝质花岗岩，深熔岩，混合岩+淡色花岗岩，黑云母、白云母、角闪石等次要矿物或副矿物，缺乏同时代火山岩等。岩石成因为陆陆碰撞条件下，地壳增厚引起的部分熔融、地壳物质再循环(深熔作用)。风水山片麻杂岩、八大关的侵入岩、小扬气的混合岩化等变质-岩浆侵入代表陆陆碰撞开始阶段，碰撞的高峰期在200Ma左右(205~198Ma)，该时期的侵入岩分布广泛，形成了图 7的205~200Ma峰值。尤其是莫尔道嘎的白云母花岗岩(201Ma)一般被认为是在碰撞事件高峰期沿着活动的剪切带、冲断层带产生并侵位的(Barbarin，1990；邓晋福等，1994)，说明该时期有强烈陆内俯冲、推覆和地壳增厚。从该时期区域构造背景分析，其碰撞机制只能是蒙古-鄂霍茨克洋关闭时的兴蒙地块与西伯利亚板块之间的陆陆碰撞。华北板块与兴蒙地块的碰撞在二叠纪末期已经结束，研究区距离西拉木伦缝合带距离远大于距离蒙古-鄂霍茨克缝合带，合理推测研究区的碰撞花岗岩组合应是兴蒙地块与西伯利亚板块之间的陆陆碰撞引起。在空间分布上碰撞组合的花岗质岩石和变质杂岩也基本与蒙古-鄂霍次克缝合带平行(图 8)，主要分布于北纬49度以北区域呈北东向展布，在49度以北地区海西期侵入岩被混合岩化、韧性剪切带、早中生代侵入岩改造明显，而在49度以南地区，海西花岗岩被后期构造热事件改造很少，沿乌奴尔-博克图-阿荣旗一带向南的红花尔基、塔尔气、罕达盖林场地区的海西期花岗岩的保存较好，且测年时代与以往资料多数吻合。这一认识与Sengor and Natalin(1996) 提出的蒙古-鄂霍茨克洋中段的封闭时间基本一致。

表 4 大兴安岭不同构造阶段花岗岩组合与典型构造背景花岗岩组合对比(据Pitcher，1983，1993; Barbarin et al.，1990，1999) Table 4 The granite association formed in different geotectonic evolution stage in middle-northern Daxingaling and comparation with that in typical geotectonic setting(after Pitcher，1983，1993; Barbarin et al.，1990，1999)

以往认为蒙古-鄂霍茨克洋的封闭与陆陆碰撞发生在早侏罗世，主要依据为俄罗斯后贝加尔地区下侏罗统厚度巨大(7000m)的海相、滨海相碎屑沉积岩系(阎鸿铨等，2001)。阎鸿铨等对额尔古纳与邻近俄罗斯后贝加尔地区的古生代地层对比说明我国境内与俄罗斯境内的中生代地层差异主要体现在我国的额尔古纳地区缺乏J1海相沉积，中晚侏罗世和早白垩世的地层组合基本类似，可以较好的对应。从俄罗斯境内的J1沉积组合看，虽然属海相沉积，但以页岩、杂砂岩建造为主，不是碰撞前俯冲带所具有的火山-碎屑岩组合。因此，并不能完全说明蒙古-鄂霍茨克洋两侧没有发生陆陆碰撞，可能的解释为T3时蒙古-鄂霍茨克洋主体发生陆陆碰撞，而局部有残留的浅海盆地形成了海相沉积，而造山带的大规模隆升可能发生在碰撞晚期和造山后伸展垮塌阶段。正如我们现在所看到的印度与中亚板块碰撞造山，特提斯洋在白垩纪末期即已封闭(65Ma)，发生陆陆碰撞，而造山带的强烈隆升(青藏高原隆起)主要发生在近10~3Ma期间(吴福元等，2008；钟大赉和丁林; 1996)。我国境内普遍缺乏三叠纪和早侏罗世的沉积也暗示该时期相对隆起。

200Ma之后，主要碰撞活动已经结束，进入碰撞晚期阶段，亦可称为后碰撞或晚碰撞阶段(侯增谦等，2008)，主要产物有乌奴格吐山斑岩铜矿含矿斑岩和三矿沟的黑云母花岗岩。研究区与蒙古-鄂霍茨克洋碰撞有关的成矿作用有碰撞早期八大关斑岩型钼矿、中期(碰撞高峰期)形成太平川斑岩型钼矿，碰撞晚阶段乌奴格吐山斑岩铜矿、三矿沟矽卡岩型铜矿(图 8和表 4的Ⅺ阶段)。

3.3.2 晚中生代造山后构造伸展与多金属成矿

进入中侏罗世，研究区构造演化进入蒙古-鄂霍茨克洋造山后伸展阶段，以大规模中基性火山岩喷发为特征(塔木兰沟组玄武粗安岩，粗安岩组合)，火山岩系厚1000~4000余米，大规模裂陷作用形成一系列有断层控制的火山岩盆地(李思田等，1987)，火山岩属碱质和亚碱质系列，伴有强烈的同时代花岗质岩浆侵入，其总体形成地质背景为造山后伸展，高碱值特征说明岩浆来源相对较深，部分熔融程度相对较低，处于盆地拉张的初期阶段。与额尔古纳邻近的俄罗斯后贝加尔地区也形成了类似的陆相火山碎屑岩沉积(阎鸿铨等，2001)。其次在俄罗斯的外贝加尔地区、中国的新开岭等地区发育有大量变质核杂岩构造，新开岭变质核杂岩抬升和大规模拆离时间在171~155Ma(赵海滨等，2005)。我们对加格达奇兴华渡口群三十五公里组的混合岩采样进行锆石测年，结果显示加格达奇北小扬气一带以往认为的古元古代兴华渡口群混合岩可能为中生代形成的变质核杂岩，混合岩形成于早中生代的碰撞期，锆石U-Pb年龄为223~220Ma(表 1 JGD-15，JGD-17)，而岩石抬升剥蚀主要为中晚侏罗世，在加格达奇北、卧都河等地兴华渡口群变质岩和二叠纪花岗岩中多处见到韧性剪切带，其中卧都河沿韧性剪切带侵入的细粒花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年获得的206Pb/238U和谐年龄为171Ma(表 1 JGD-03)，显示韧性剪切带的活动时间为中侏罗世。变质核杂岩的出露与大规模剪切滑脱有关，塔木兰沟中基性火山岩喷发即为该时期大规模伸展的结果。沿蒙古-鄂霍茨克缝合带两侧的俄罗斯境内同样发育大量晚中生代的的变质核杂岩构造，主要形成于晚侏罗-早白垩世(Zorin，1999)。以变质核杂岩和韧性剪切带发育为标志(大约以155Ma为界)，晚中生代可以分为两个阶段，155Ma以前主要为蒙古-鄂霍次克造山后伸展垮塌阶段(表 3阶段Ⅻ)。赵忠华等(2011) 等对满洲里南部塔木兰沟组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示火山岩形成于164~161Ma的中侏罗世末期，根据岩石地球化学特征提出塔木兰沟组火山岩岩浆源区为俯冲板片流体交代过的岩石圈地幔，岩浆上升过程中未受到地壳物质的明显混染，但经历了一定程度的橄榄石和单斜辉石分离结晶作用，提出塔木兰沟组火山岩是蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后岩石圈伸展环境下的产物。赵忠华等(2011) 对塔木兰沟组岩石构造背景解释也说明蒙古-鄂霍茨克洋可能在早中生代封闭。

进入燕山晚期，研究区构造受到了蒙古-鄂霍茨克造山后伸展和古太平洋俯冲带的影响(表 3阶段ⅩⅢ)，以大规模双峰式火山岩喷发(上库力旋回粗面英安岩-流纹岩组合和梅勒图组的玄武粗安岩-粗安岩和玄武安山岩-安山岩组合)和同时代的中酸性岩体侵入为特征，在亚洲大陆东缘形成以NE向展布的板内大型断裂系统和与其近于平行分布的盆岭构造格局。研究区所在的晚中生代中蒙-额尔古纳和大兴安岭等火山-深成岩带规模宏大，空间上由NE断裂控制的火山盆地和火山-深成岩隆起带组成。晚侏罗-早白垩早期，整个东亚地区广泛分布一系列NE方向的断陷盆地，数量多达200个(李思田等，1987)，这些盆地的形成具有同步性，即以晚侏罗世大规模钙碱性火山活动开始，结束于早白垩早期(116Ma)，为走滑断陷盆地和伸展断陷盆地，以引张作用加强为特征。本地区晚中生代构造发生在太平洋板块向东亚大陆俯冲的背景下，但又直接受蒙古-鄂霍茨克造山带后期伸展演化的影响。

与燕山期火山-侵入活动相伴随的铁铜铅锌银金多金属成矿活动非常发育，该时期是研究区最重要的多金属矿成矿期，矿种多，矿床类型多，典型矿床如塔尔气矽卡岩型铁矿、甲乌拉、得尔布尔铅锌矿中低温火山-次火山热液型铅锌银多金属矿、额仁陶勒盖浅成低温热液型银矿、四五牧场高硫酸盐型低温热液金矿等。另一方面，该时期也是重要的含煤和油气盆地形成时期，我国的海拉尔、阜新、蒙古的乔巴山、俄罗斯的外贝加尔地区分布的数十个NE、NNE向盆地，充填的含煤碎屑岩系厚700~2500余米，许多盆地含有厚20~50m的煤层(李思田等，1987)。

晚白垩纪-第四系，研究区构造活动转弱，主要以升降运动为主，代表性岩浆作用有第三系玄武岩喷发，形成了罕达盖-阿尔山地区的第三系玄武岩，火山口发育，为板内玄武岩(表 3阶段ⅩⅣ)。

综合以上分析可以看出大兴安岭中北段的构造演化经历了被动陆缘、大洋俯冲、闭合、陆陆碰撞造山、造山后伸展垮塌和板内活动等完整的造山演化过程，完成了从洋到陆的构造演化，总体上其构造演化主要与蒙古-鄂霍茨克造山带的形成与演化有关，可能直到燕山晚期才受到太平洋构造西缘的俯冲活动影响。研究区大量晚三叠世花岗质岩石(+变质岩)组合说明蒙古-鄂霍茨克洋在额尔古纳-后贝加尔地段可能在中三叠世末期-晚三叠式早期即已封闭，发生碰撞造山，较以往认为的晚三叠世或早中侏罗世要早，以往根据该地区存在早中侏罗世的海相沉积认为其封闭时间可能在晚三叠至中侏罗世值得商榷。

4 结论

综合以上分析可以得出如下结论：

(1) 单个锆石的同位素年龄记录了所在区域的构造、岩浆或变质事件活动的时间，积累大量的原岩单颗粒锆石的测年数据，对其分布特征进行分析可以很好的反映研究区的构造演化历史，具有类似采集河流碎屑锆石进行同位素测年，分析物源区地壳生长历史的作用，虽然该方法不像收集河流碎屑锆石那样简单，但由于其具有明确的来源信息，对探讨工作区的构造、岩浆活动历史针对性更好。

(2) 对大兴安岭中北段单大量颗粒锆石的同位素测年结果进行分析，结合构造、岩石组合特征研究，说明大兴安岭中北段经历了古元古代基底形成、新元古代陆壳生长、新元代末期板块裂解，古生代为古板块间的俯冲、拉张、拼贴碰撞，早中生代碰撞造山、晚中生代造山后伸展垮塌、与俯冲有关的陆缘构造-岩浆作用等复杂的构造演化历史。

(3) 同位素测年和岩石组合特征说明蒙古-鄂霍茨克洋在早中生代时期(晚三叠世)即已碰撞造山，大兴安岭中北段及额尔古纳地区发育大量与碰撞有关的花岗岩、混合岩及碰撞后伸展跨塌有关的构造和岩石产物(盆岭构造、滑脱构造、变质核杂岩、陆相双峰式火山岩多金属成矿等)，这为重新认识研究区中生代多金属成矿的地球动力学背景提供了新的地质依据和研究思路。

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大兴安岭中北段原岩锆石U-Pb测年及其与区域构造演化关系
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