在总面积约50000km²的大兴安岭南段地区，花岗岩类侵入体出露面积约占30%。前人研究认为大兴安岭南段主要分布有海西期和燕山期两个时代的花岗岩类(张德全，1993; Jahn et al.，2000)。它们在地质产状、岩石组合、侵位方式、矿物组成、岩石地球化学特征及其相关矿产等诸方面，都存在着较大的差别。其中，从大兴安岭南段西部的索伦山至东部的林西地区，从南部的温都尔庙至北部的东乌珠穆沁旗地区，均分布有海西期花岗岩类(图 1)。前人对大兴安岭南段地区海西期花岗岩进行了较多的研究，特别是随着近年微区定年技术(如LA-ICP-MS和SHRIMP方法等)的进步，积累了一大批较可靠的年代学数据。数据表明大兴安岭南段地区海西期花岗岩类的侵位时代集中于320~240Ma(后述)。

图 1

Fig. 1

图 1 大兴安岭南段地区地质简图(据Miao et al., 2008修改) Fig. 1 Simplified geological map of the southern segment of the Da Hinggan Mts. (after Miao et al., 2008修改)

尽管如此，目前对该区海西期花岗岩类研究的一些关键问题的看法仍不一致且存在争论。主要表现为：(1)该区广泛存在的海西期弧岩浆岩是来源于洋壳熔融，底侵下地壳物质熔融还是壳-幔岩浆混合的产物？( Chen et al.，2000; Liu et al.，2005; 吴华英等，2008; 周振华等，2014)；(2)该区是否存在海西期埃达克岩？如果存在，它们是来自于洋壳的熔融还是加厚或拆沉下地壳的熔融？(隋振民，2007; 赵芝等，2010)；(3)如何通过中亚造山带东段海西期花岗岩类的研究反演造山过程？以及板块碰撞的最终闭合时间？ (李锦铁等，2007; 鲍庆中等，2007a，b; 吴华英等，2008; 韩国卿等，2011; 刘翼飞等，2012; 李益龙等，2012)。鉴于此，本研究选取大兴安岭南段拜仁达坝等10个典型地区的海西期花岗岩类为研究对象，对其进行系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、主微量元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究，以探讨岩浆作用的时间、岩石成因以及构造意义。

在大地构造上，大兴安岭南段在晚古生代-早中生代初期处于华北板块与西伯利亚板块之间的缝合-造山带(中亚造山带)的东段(图 1)。本文研究区包括二连-贺根山断裂带以北和二连-贺根山断裂带与南部西拉木伦河断裂带之间的部分区域(图 1)。该区除西北部和西拉木伦河断裂带附近出露变质杂岩——锡林郭勒杂岩外，主要出露石炭-二叠系和中生代地层及少量的中志留统-下泥盆统地层。锡林郭勒杂岩主要由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪片岩以及变粒岩夹透镜状斜长角闪岩组成。最近的SHRIMP锆石U-Pb年代学研究表明，锡林郭勒杂岩是一套经历过强变形与变质作用的古生代弧前浊积岩建造(变质年龄为337±6Ma)，并非古老地块(施光海等，2003; 薛怀民等，2009)。中志留统-下泥盆统地层是一套活动陆缘的火山-沉积地层，以板岩为主，夹砂岩和灰岩，主要分布于研究区北部。石炭-二叠系地层包括本巴图组、阿木山组、大石寨组、黄岗梁组和林西组，为一套岛弧环境火山沉积岩(吕志成等，2002)。其主要岩石类型为英安岩、石英角斑岩、霏细岩、凝灰质砂砾岩、细碎屑岩、酸性凝灰岩、熔岩角砾岩夹安山岩以及泥岩、砂岩夹灰岩为主。中生代地层包括下侏罗统红旗组、上侏罗统满克头鄂博组及下白垩统玛尼图组、白音高老组和梅勒图组。下侏罗统红旗组下部以灰白色砾岩夹砂岩为主，上部为砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层；上侏罗统-下白垩统主要火山岩地层，火山岩岩石类型复杂，包括玄武岩、玄武质安山岩、英安岩、流纹岩及长英质火山凝灰岩等(吕志成等，2004; 张连昌等，2008)。区内晚古生代及燕山期的岩浆岩广泛出露，既有中酸性到偏碱性的侵入岩，也有双峰式的火山岩。晚古生代侵入岩以石英闪长质为主，其次为花岗闪长质、(二长)花岗质、碱长花岗质及少量的闪长质，它们多以小岩株的形式侵入到锡林郭勒变质杂岩内及晚石炭世的地层中，又被二叠纪和中、新生代的火山-沉积地层覆盖(薛怀民等，2010)。这些岩体的空间分布总体呈北东东向排列。

本文选取大兴安岭南段拜仁达坝花岗闪长岩、孟恩陶勒盖黑云母花岗岩、伊和敖勒西花岗岩、乌兰陶勒盖钾长花岗岩、呼尔钦高比闪长岩、乌尼特牧场花岗闪长岩、苏勒陶勒盖花岗岩、达青牧场花岗岩、猴头庙花岗岩和幸福之路花岗闪长岩等10个花岗岩类进行系统研究。花岗岩类详细的野外地质和样品岩相学特征见图 2及表 1。

图 2

Fig. 2

图 2 大兴安岭南段代表性花岗岩类野外地质及镜下特征 (a)拜仁达坝花岗闪长岩；(b)孟恩陶勒盖黑云母花岗岩；(c)乌尼特牧场花岗闪长岩体；(d)猴头庙花岗岩体；(e)拜仁达坝花岗闪长岩显示粗粒花岗结构；(f)孟恩陶勒盖黑云母花岗岩显示中粒花岗结构；(g)乌尼特牧场花岗闪长岩中的自形角闪石；(h)猴头庙花岗岩显示中细粒花岗结构. 矿物代号据Whitney and Evans, 2010 Fig. 2 Field geological and microscopic characteristics of representative granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

表 1 (Table 1)

表 1 大兴安岭南段花岗岩类样品主要岩相学特征 Table 1 Petrography of the granitoid samples taken from the southern segment of the Da Hinggan Mts. 花岗岩类 颜色 结构构造 主要矿物组成 副矿物 样品情况 拜仁达坝花岗闪长岩 (10XD069-C*) 灰绿色 粗粒结构， 片麻状构造 Pl (60%) + Kfs (10%) + Qz (15%) + Amp、Bt (13%) Zrn + Ap + Ilm + Sph (总计~2%) 较新鲜 孟恩陶勒盖黑云母花岗岩 (10XD169-C) 浅灰色 中粒结构， 块状构造 Pl (15%) + Kfs (40%) + Qz (30%) + Bt (10%) Zrn + Ap + Sph (总计~5%) 较新鲜 伊和敖勒西花岗岩 (10XD230-C) 灰白色 中粒结构， 块状构造 Pl (15%) + Kfs (50%) + Qz (25%) + Bt (5%) Zrn + Ap + Sph (总计~5%) 弱蚀变 乌兰陶勒盖钾长花岗岩 (10XD233-C) 淡红色 中细粒结构， 块状构造 Pl (10%) + Kfs (55%) + Qz (28%) + Bt (4%) Zrn + Ap + Sph (总计~3%) 较新鲜 呼尔钦高比闪长岩 (10XD267-C) 灰黑色 中粗粒结构， 块状构造 Pl (60%) + Kfs (5%) + Qz (5%) + Amp (25%) Zrn + Ap + Ilm + Sph (总计~5%) 新鲜 乌尼特牧场花岗闪长岩 (10XD347-C) 暗灰色 粗粒结构， 块状构造 Pl (55%) + Kfs (10%) + Qz (15%) + Amp、Bt (15%) Zrn + Ap + Ilm + Sph (总计~5%) 新鲜 苏勒陶勒盖花岗岩 (10XD378-C) 灰白色 中粒结构， 块状构造 Pl (12%) + Kfs (50%) + Qz (30%) + Bt (5%) Zrn + Ap + Sph (总计~3%) 较新鲜 达青牧场花岗岩 (10XD461-C) 灰白色 中粗粒结构， 块状构造 Pl (10%) + Kfs (45%) + Qz (35%) + Bt (5%) Zrn + Ap + Sph (总计~5%) 弱蚀变 猴头庙花岗岩 (10XD473-C) 灰白色 中细粒结构， 块状构造 Pl (10%) + Kfs (55%) + Qz (25%) + Bt (5%) + 少量Amp Zrn + Ap + Sph (总计~5%) 新鲜 幸福之路花岗闪长岩 (10XD562-C) 灰绿色 中粒结构， 片麻状构造 Pl (50%) + Kfs (10%) + Qz (20%) + Amp、Bt (15%) Zrn + Ap + Ilm + Sph (总计~5%) 弱蚀变 注:*括号中为用于锆石U-Pb定年样品的样品号；矿物代号据Whitney and Evans (2010)

表 1 大兴安岭南段花岗岩类样品主要岩相学特征 Table 1 Petrography of the granitoid samples taken from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

主量元素分析在澳实分析检测(广州)有限公司完成，检测仪器为X荧光光谱仪(PANalytical AXIOS)。按要求制备的定量样品，煅烧后加入Li₂B₄O₇-LiBO₂助熔物，充分混和后，放置在自动熔炼仪中，使之在1000℃以上熔融；熔融物倒出后形成扁平玻璃片，再用X荧光光谱分析。分析精度优于5%。

微量元素测试在中国地质大学(武汉)地质过程和矿产资源国家重点实验室采用美国安捷伦公司的Agilent 7500a等离子质谱仪(ICP-MS)完成，分析精度优于5%。具体制样方法和原理见 Liu et al.(2008a)。

锆石样品利用重液和磁选法分离技术分选，然后在双目镜下根据晶形、颜色、透明度和有无明显包裹体挑选出要测试的锆石，在玻璃板上用环氧树脂固定，并抛光至锆石中心。在原位分析之前，通过双目镜和阴极发光(CL)图像详细研究锆石的晶体形貌和内部结构特征，以选择同位素分析的最佳点。锆石阴极发光(CL)照相在中国科学院地质与地球物理研究所扫描电镜实验室完成。

锆石U-Pb同位素定年在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)利用LA-ICP-MS同时分析完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005，ICP-MS为Agilent 7500a。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。在等离子体中心气流(Ar+He)中加入了少量氮气，以提高仪器灵敏度、降低检出限和改善分析精密度( Hu et al.，2008)。 每个时间分辨分析数据包括大约20~30s的空白信号和50s的样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal( Liu et al.，2008b 2010a 2010b) 完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同 Liu et al.，2008b 2010a 2010b)。U-Pb同位素定年中采用锆石标准91500作外标进行同位素分馏校正，每分析5个样品点，分析2次91500。对于与分析时间有关的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的变化采用线性内插的方式进行了校正(Liu et al.，2010a)。锆石标准91500的U-Th-Pb同位素比值推荐值据 Wiedenbeck et al.(1995)。 锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3(Ludwig，2003)完成。

全岩Sr-Nd-Pb同位素测试在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室同位素室完成。Sr同位素分析采用仪器为MAT261固体同位素质谱仪，质量分馏校正采用⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.1194标准化，NBS987的测定值为0.71025±0.00008，国家标准GBW04411的测定值为：⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.75999±0.00004，全过程本底为：Rb=30×10^-10，Sr=1.2×10^-10。Nd同位素分析采用多接收等离子质谱仪MC-ICPMS(Neptune)，样品¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值用¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd=0.721900标准化，标准样品(BCR-2)测定值为¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512643±0.000015(2δ)，仪器标准的测定值JNdi-¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512116±0.2016050178，全过程本底为：Sm=30×10^-10，Nd=1.2×10^-10。Pb同位素分析采用多接收等离子体质谱仪(MC-ICPMS)(Neptune)，测试分析用国际标样NBS997 Tl溶液进行内部校正，同时用²⁰⁵Tl/²⁰³Tl=2.3872校正仪器的质量分馏，并用国际标样NBS981进行外部校正，对NBS981分析结果为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=16.9325，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.4852，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=36.6853，全流程过程本底小于50pg。

花岗岩类中的的锆石大多无色透明，部分略带深褐色，呈自形-半自形长柱状，极少数为短柱状，粒径范围为50~300μm，长短轴之比为11~51。在阴极发光图像(CL)中，几乎所有的锆石都显示典型的韵律振荡环带(图 3)，说明这类锆石为岩浆成因(Wu and Zheng，2004)。另外，部分样品中可见少量锆石具有明显的核-边结构(图 3)。共计对10个海西期花岗岩类样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年，样品经纬度坐标及U-Pb同位素分析结果列于表 2，采样具体位置及年龄结果列于表 3。

表 2 (Table 2)

表 2 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析结果 Table 2 LA-ICP-MS U-Pb data for zircons 测点号 Th U Th/U 同位素比值 年龄(Ma) (×10-6) $$\frac{{^{207}pb*}}{{^{206}pb*}}$$ 1σ $$\frac{{^{207}pb*}}{{^{235}U*}}$$ 1σ $$\frac{{^{206}pb*}}{{^{238}U}}$$ 1σ $$\frac{{^{207}pb}}{{^{206}pb}}$$ 1σ $$\frac{{^{206}pb}}{{^{238}U}}$$ 1σ 拜仁达坝花岗闪长岩(10XD069-C)44°06′34.8″N, 117°32′06.9″E 1 172 527 0.33 0.05230 0.00113 0.38127 0.00883 0.05268 0.00046 298 45 331 3 2 105 266 0.39 0.05290 0.00188 0.37255 0.01356 0.05100 0.00058 324 112 321 4 3 63.3 261 0.24 0.05371 0.00160 0.38717 0.01168 0.05237 0.00056 367 67 329 3 4 158 485 0.33 0.05087 0.00126 0.37050 0.00965 0.05265 0.00053 235 62 331 3 5 64.9 313 0.21 0.05725 0.00157 0.40468 0.01147 0.05106 0.00053 502 61 321 3 6 105 260 0.40 0.04963 0.00168 0.34770 0.01174 0.05075 0.00055 176 78 319 3 7 67.5 382 0.18 0.05458 0.00134 0.38334 0.00943 0.05089 0.00053 394 56 320 3 8 296 506 0.59 0.05273 0.00123 0.38626 0.00896 0.05311 0.00052 317 52 334 3 9 74.4 193 0.39 0.05291 0.00167 0.38572 0.01285 0.05258 0.00061 324 72 330 4 10 197 367 0.54 0.05028 0.00178 0.36745 0.01358 0.05293 0.00064 209 81 332 4 11 111 312 0.35 0.04904 0.00164 0.34371 0.01125 0.05097 0.00067 150 78 320 4 12 58.6 173 0.34 0.04943 0.00252 0.34988 0.01975 0.05081 0.00070 169 120 319 4 13 166 561 0.30 0.05316 0.00126 0.38821 0.00917 0.05294 0.00046 345 54 333 3 14 59.7 294 0.20 0.05547 0.00172 0.40094 0.01240 0.05250 0.00055 432 69 330 3 15 191 400 0.48 0.05197 0.00161 0.37654 0.01127 0.05259 0.00054 283 70 330 3 孟恩陶勒盖黑云母花岗岩(10XD169-C) 45°12′39.2″N, 121°22′18.7″E 1 516 841 0.61 0.05550 0.00146 0.30322 0.00843 0.03944 0.00038 432 64 249 2 2 626 1425 0.44 0.05225 0.00122 0.28831 0.00702 0.03980 0.00037 298 54 252 2 3 1521 4197 0.36 0.06363 0.00134 0.34920 0.00836 0.03939 0.00032 729 44 249 2 4 246 821 0.30 0.06736 0.00147 0.36997 0.00835 0.03961 0.00033 850 -153 250 2 5 706 7232 0.10 0.05211 0.00095 0.28393 0.00543 0.03930 0.00039 300 38 248 2 6 116 362 0.32 0.05436 0.00181 0.29818 0.01008 0.03971 0.00042 387 74 251 3 7 1583 3012 0.53 0.05089 0.00089 0.28052 0.00567 0.03965 0.00042 235 41 251 3 8 184 520 0.35 0.04963 0.00223 0.31294 0.01342 0.04557 0.00059 176 101 287 4 9 702 1206 0.58 0.05077 0.00120 0.27770 0.00637 0.03942 0.00032 232 54 249 2 10 476 1377 0.35 0.05099 0.00124 0.27952 0.00677 0.03951 0.00035 239 56 250 2 11 398 931 0.43 0.05228 0.00170 0.28315 0.00899 0.03925 0.00041 298 74 248 3 12 2496 8102 0.31 0.05588 0.00085 0.30641 0.00593 0.03958 0.00050 456 33 250 3 13 444 818 0.54 0.06770 0.00283 0.37921 0.01843 0.03960 0.00040 861 87 250 2 伊和敖勒西花岗岩(10XD230-C) 46°04′02.2″N, 117°50′54.4″E 1 214 253 0.85 0.05634 0.00206 0.38344 0.01387 0.04941 0.00049 465 81 311 3 2 35.3 146 0.24 0.06416 0.00285 0.43225 0.01857 0.04926 0.00075 746 94 310 5 3 175 260 0.67 0.05124 0.00185 0.34422 0.01151 0.04923 0.00053 250 83 310 3 4 38.9 241 0.16 0.06052 0.00227 0.40666 0.01485 0.04915 0.00051 633 81 309 3 5 45.5 132 0.34 0.05365 0.00349 0.35830 0.02311 0.04921 0.00074 367 144 310 5 6 95.7 139 0.69 0.07123 0.00406 0.48497 0.02899 0.04923 0.00069 965 117 310 4 7 46.6 215 0.22 0.07079 0.00292 0.47772 0.01967 0.04906 0.00060 952 85 309 4 8 91.2 149 0.61 0.04851 0.00225 0.32294 0.01423 0.04933 0.00067 124 109 310 4 9 86.1 310 0.28 0.06908 0.00226 0.47413 0.01601 0.04963 0.00065 902 69 312 4 10 77.6 206 0.38 0.05814 0.00315 0.39612 0.02058 0.04950 0.00064 600 119 311 4 11 65.5 159 0.41 0.05036 0.00237 0.33881 0.01546 0.04931 0.00070 213 109 310 4 12 89.7 225 0.40 0.05027 0.00247 0.33873 0.01716 0.04916 0.00065 209 108 309 4 13 36.7 56.8 0.65 0.06579 0.00523 0.44459 0.03451 0.04959 0.00112 800 167 312 7 14 96.2 216 0.45 0.05563 0.00220 0.37451 0.01414 0.04918 0.00058 439 89 310 4 15 164 191 0.86 0.05356 0.00230 0.35793 0.01457 0.04910 0.00058 354 101 309 4 乌兰陶勒盖钾长花岗岩(10XD233-C) 45°40′56.7″N, 117°26′26.6″E 1 246 424 0.58 0.05533 0.00182 0.38131 0.01351 0.04960 0.00044 433 74 312 3 2 250 453 0.55 0.05296 0.00151 0.36197 0.01031 0.04957 0.00046 328 65 312 3 3 60.5 84.3 0.72 0.05667 0.00316 0.38801 0.02348 0.04973 0.00081 480 124 313 5 4 62.9 90.4 0.70 0.05622 0.00279 0.38191 0.01960 0.04937 0.00082 461 111 311 5 5 62.9 110 0.57 0.05589 0.00247 0.37864 0.01593 0.04993 0.00080 456 98 314 5 6 50.4 77.8 0.65 0.05893 0.00402 0.40022 0.02762 0.04983 0.00079 565 148 313 5 7 213 189 1.12 0.06053 0.00269 0.41295 0.01782 0.04981 0.00059 633 96 313 4 8 122 277 0.44 0.07953 0.00416 0.56885 0.03895 0.04992 0.00092 1187 104 314 6 9 102 136 0.75 0.05306 0.00248 0.36668 0.01793 0.04990 0.00076 332 107 314 5 10 134 220 0.61 0.08011 0.00499 0.54134 0.03048 0.04992 0.00064 1200 123 314 4 11 48.3 102 0.47 0.05797 0.00261 0.39687 0.01798 0.04985 0.00069 528 103 314 4 12 118 257 0.46 0.05355 0.00168 0.36875 0.01165 0.04989 0.00054 354 70 314 3 13 69.3 146 0.47 0.05464 0.00242 0.37742 0.01730 0.05002 0.00059 398 100 315 4 14 147 201 0.73 0.05333 0.00190 0.36996 0.01378 0.05009 0.00058 343 80 315 4 15 104 146 0.72 0.05320 0.00233 0.36356 0.01591 0.05001 0.00075 345 100 315 5 呼尔钦高比闪长岩(10XD267-C) 45°26′38.5″N, 116°29′09.2″E 1 109 123 0.89 0.05227 0.00260 0.33561 0.01663 0.04702 0.00059 298 108 296 4 2 36.3 56.4 0.64 0.05714 0.00325 0.36160 0.01952 0.04748 0.00075 498 126 299 5 3 72.4 64.2 1.13 0.07498 0.00556 0.46936 0.03095 0.04727 0.00105 1133 144 298 6 4 254 256 0.99 0.06560 0.00201 0.43192 0.01341 0.04762 0.00047 794 65 300 3 5 63.1 111 0.57 0.04975 0.00246 0.31757 0.01529 0.04691 0.00063 183 115 296 4 6 30.3 47.0 0.65 0.07646 0.00522 0.48904 0.03292 0.04706 0.00100 1107 137 296 6 7 39.6 52.0 0.76 0.06101 0.00477 0.39506 0.02958 0.04720 0.00094 639 169 297 6 8 406 311 1.31 0.05239 0.00159 0.34005 0.01055 0.04690 0.00045 302 69 295 3 9 165 95.1 1.73 0.05959 0.00295 0.38224 0.01958 0.04700 0.00070 587 109 296 4 10 71.5 95.2 0.75 0.05859 0.00306 0.46333 0.09071 0.04692 0.00063 550 113 296 4 11 96.2 94.0 1.02 0.05394 0.00337 0.35413 0.02176 0.04770 0.00077 369 141 300 5 12 59.4 92.2 0.64 0.05597 0.00265 0.35598 0.01560 0.04720 0.00073 450 106 297 4 13 77.8 136 0.57 0.05159 0.00262 0.32968 0.01509 0.04711 0.00068 333 121 297 4 14 74.7 130 0.58 0.05773 0.00271 0.36965 0.01692 0.04704 0.00056 520 104 296 3 乌尼特牧场花岗闪长岩(10XD347-C) 45°06′20.9″N, 117°19′47.5″E 1 69.5 119 0.59 0.06381 0.00374 0.33535 0.01918 0.03861 0.00064 744 124 244 4 2 114 193 0.59 0.08007 0.00384 0.43331 0.02355 0.03869 0.00048 1198 99 245 3 3 80.1 147 0.55 0.05006 0.00259 0.26378 0.01349 0.03850 0.00058 198 125 244 4 4 35.7 71.0 0.50 0.06321 0.00392 0.32435 0.01791 0.03864 0.00071 717 133 244 4 5 131 180 0.73 0.05541 0.00248 0.29565 0.01350 0.03870 0.00049 428 100 245 3 6 93.1 129 0.72 0.05451 0.00294 0.28372 0.01478 0.03817 0.00052 391 122 241 3 7 118 148 0.80 0.06213 0.00340 0.32648 0.01757 0.03841 0.00053 680 112 243 3 8 157 223 0.71 0.04851 0.00212 0.25959 0.01159 0.03858 0.00046 124 108 244 3 9 64.1 126 0.51 0.05429 0.00286 0.28886 0.01468 0.03878 0.00056 383 119 245 3 10 139 210 0.66 0.05343 0.00262 0.28657 0.01487 0.03878 0.00047 346 111 245 3 11 195 264 0.74 0.05822 0.00246 0.30849 0.01204 0.03848 0.00039 539 93 243 2 12 128 211 0.61 0.04924 0.00206 0.25782 0.01032 0.03810 0.00050 167 98 241 3 13 329 340 0.97 0.05141 0.00166 0.27493 0.00910 0.03865 0.00045 257 74 244 3 苏勒陶勒盖花岗岩(10XD378-C) 44°59′08.7″N, 118°22′39.9″E 1 52.3 105 0.50 0.05799 0.00265 0.40221 0.01819 0.05063 0.00066 528 97 318 4 2 60.2 123 0.49 0.06306 0.00317 0.43686 0.02145 0.05096 0.00069 709 107 320 4 3 46.0 97.9 0.47 0.05596 0.00257 0.38499 0.01735 0.05080 0.00071 450 102 319 4 4 91.6 138 0.67 0.05535 0.00265 0.38842 0.01859 0.05089 0.00069 428 106 320 4 5 59.7 124 0.48 0.05747 0.00295 0.39472 0.01940 0.05040 0.00068 509 113 317 4 6 59.2 104 0.57 0.05124 0.00284 0.35121 0.01901 0.05021 0.00074 250 128 316 5 7 72.1 131 0.55 0.07226 0.00342 0.49217 0.02436 0.05040 0.00087 994 96 317 5 8 89.3 144 0.62 0.05947 0.00267 0.41411 0.01923 0.05066 0.00064 583 98 319 4 9 101 160 0.63 0.05765 0.00275 0.39414 0.01758 0.05043 0.00056 517 104 317 3 10 67.5 133 0.51 0.09707 0.00584 0.68342 0.04289 0.05074 0.00064 1569 113 319 4 11 84.5 141 0.60 0.05305 0.00268 0.36314 0.01746 0.05027 0.00062 332 115 316 4 12 106 162 0.65 0.04956 0.00212 0.34513 0.01413 0.05072 0.00067 176 128 319 4 13 81.5 158 0.51 0.05592 0.00231 0.38838 0.01600 0.05038 0.00065 450 93 317 4 14 79.8 135 0.59 0.05716 0.00264 0.39528 0.01780 0.05040 0.00056 498 102 317 3 15 165 204 0.81 0.05190 0.00200 0.36196 0.01384 0.05067 0.00054 280 87 319 3 达青牧场花岗岩(10XD461-C) 44°15′18.1″N, 117°36′09.3″E 1 170 226 0.75 0.05264 0.00199 0.38038 0.01484 0.05238 0.00059 322 82 329 4 2 537 323 1.66 0.05621 0.00190 0.40415 0.01372 0.05239 0.00056 461 108 329 3 3 208 193 1.08 0.05376 0.00190 0.37672 0.01380 0.05102 0.00065 361 80 321 4 4 123 116 1.06 0.05107 0.00283 0.35252 0.01848 0.05109 0.00082 243 130 321 5 5 206 392 0.53 0.05436 0.00217 0.38462 0.01696 0.05120 0.00052 387 89 322 3 6 148 160 0.93 0.05245 0.00203 0.37616 0.01479 0.05237 0.00081 306 89 329 5 7 235 248 0.95 0.05542 0.00195 0.38513 0.01296 0.05088 0.00058 428 78 320 4 8 235 194 1.21 0.05572 0.00269 0.39006 0.01864 0.05100 0.00078 443 107 321 5 9 233 315 0.74 0.05446 0.00183 0.38139 0.01276 0.05071 0.00046 391 71 319 3 10 179 257 0.69 0.05326 0.00187 0.37477 0.01295 0.05125 0.00063 339 80 322 4 11 203 207 0.98 0.05121 0.00201 0.35894 0.01406 0.05074 0.00052 250 86 319 3 12 127 178 0.71 0.06543 0.00254 0.47672 0.01951 0.05237 0.00064 787 86 329 4 13 199 176 1.13 0.05157 0.00186 0.35869 0.01304 0.05053 0.00056 265 79 318 3 14 243 332 0.73 0.05345 0.00192 0.37558 0.01353 0.05087 0.00063 346 81 320 4 15 164 261 0.63 0.05404 0.00219 0.39342 0.01666 0.05266 0.00078 372 91 331 5 猴头庙花岗岩(10XD473-C)44°09′47.7″N, 117°51′10.1″E 1 224 507 0.44 0.05507 0.00149 0.35411 0.00971 0.04652 0.00047 417 61 293 3 2 129 385 0.34 0.05286 0.00154 0.33907 0.01013 0.04630 0.00048 324 67 292 3 3 239 417 0.57 0.05263 0.00156 0.33304 0.00995 0.04583 0.00056 322 73 289 3 4 115 303 0.38 0.05590 0.00194 0.34693 0.01272 0.04463 0.00053 450 78 281 3 5 321 690 0.46 0.05090 0.00123 0.32740 0.00786 0.04648 0.00050 235 56 293 3 6 149 528 0.28 0.05291 0.00146 0.32563 0.00872 0.04451 0.00046 324 63 281 3 7 310 650 0.48 0.05281 0.00126 0.33895 0.00834 0.04621 0.00046 320 54 291 3 8 70.5 356 0.20 0.05445 0.00196 0.36850 0.01343 0.04953 0.00083 391 86 312 5 9 174 385 0.45 0.05318 0.00148 0.32851 0.00895 0.04472 0.00047 345 63 282 3 10 273 603 0.45 0.05160 0.00136 0.32767 0.00839 0.04608 0.00053 333 61 290 3 11 130 286 0.46 0.05396 0.00178 0.33068 0.01087 0.04446 0.00054 369 71 280 3 12 372 846 0.44 0.05125 0.00113 0.31619 0.00703 0.04457 0.00041 254 45 281 3 13 275 489 0.56 0.05076 0.00189 0.31113 0.01137 0.04442 0.00047 232 90 280 3 14 206 438 0.47 0.05280 0.00131 0.32648 0.00816 0.04474 0.00045 320 57 282 3 15 240 570 0.42 0.05005 0.00118 0.32221 0.00784 0.04649 0.00048 198 54 293 3 幸福之路花岗闪长岩(10XD562-C) 43°53′48.6″N, 118°50′18.4″E 1 102 215 0.47 0.05218 0.00237 0.27093 0.01297 0.03783 0.00056 300 104 239 3 2 107 209 0.51 0.05312 0.00222 0.27700 0.01148 0.03804 0.00040 345 99 241 3 3 64.7 153 0.42 0.05424 0.00270 0.28294 0.01378 0.03807 0.00048 389 118 241 3 4 91.6 169 0.54 0.05274 0.00236 0.27243 0.01228 0.03757 0.00049 317 102 238 3 5 117 263 0.44 0.05119 0.00197 0.26868 0.01066 0.03790 0.00040 250 89 240 2 6 96.5 184 0.52 0.05279 0.00228 0.30024 0.01287 0.04127 0.00047 320 98 261 3 7 135 167 0.81 0.05809 0.00265 0.30622 0.01431 0.03817 0.00045 532 100 241 3 8 213 142 1.50 0.05042 0.00331 0.26215 0.01682 0.03798 0.00053 213 154 240 3 9 147 194 0.76 0.04991 0.00249 0.25979 0.01235 0.03803 0.00050 191 112 241 3 10 185 225 0.82 0.04968 0.00224 0.25957 0.01165 0.03796 0.00041 189 103 240 3 11 105 142 0.74 0.05222 0.00252 0.29192 0.01348 0.04117 0.00051 295 139 260 3 12 181 201 0.90 0.06487 0.00237 0.33990 0.01213 0.03800 0.00039 770 78 240 2 15 164 261 0.63 0.05404 0.00219 0.39342 0.01666 0.05266 0.00078 372 91 331 5

表 2 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析结果 Table 2 LA-ICP-MS U-Pb data for zircons

表 3 (Table 3)

表 3 大兴安岭南段花岗岩类锆石U-Pb年龄结果 Table 3 Zircon U-Pb age results for the granitoids the southern segment of the Da Hinggan Mts. 样品号 采样地点 采样部位 U-Pb年龄 (Ma) 10XD069-C 拜仁达坝银铅锌矿床 地表岩石堆 320±3 10XD169-C 孟恩陶勒盖银-铅锌矿床 地表岩石堆 250±1 10XD230-C 伊和敖勒西岩体 山顶基岩 310±2 10XD233-C 宝力格西11km 乌兰陶勒盖岩体 采石场 313±2 10XD267-C 呼尔钦高比岩体 山坡基岩 297±2 10XD347-C 乌尼特牧场 采石场 244±2 10XD378-C 巴彦花西苏勒陶勒盖 山坡采石场 318±2 10XD461-C 猴头庙南达青牧场 采石场基岩 323±3 10XD473-C 猴头庙东南合炎项 萤石矿点 竖井旁岩石堆 281±2 10XD562-C 幸福之路公社 山坡采石场 240±2

表 3 大兴安岭南段花岗岩类锆石U-Pb年龄结果 Table 3 Zircon U-Pb age results for the granitoids the southern segment of the Da Hinggan Mts.

图 3

Fig. 3

图 3 大兴安岭南段花岗岩类样品中锆石代表性阴极发光(CL)图像 图中的实线圆圈是定年点，圈外的数字是年龄值，圆圈的直径为32μm，图中比例尺为100μm Fig. 3 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircons from the granitoid samples colleted from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

对拜仁达坝花岗闪长岩样品(10XD069-C)中的15颗锆石进行了15次分析，其中9个分析点给出的年龄较老但较集中，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为331±2Ma(MSWD=0.2)(图 4a)。另外6个分析点给出的年龄较年轻且谐和，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为320±3Ma(MSWD=0.04)(表 3、图 4a)。前一个年龄解释为捕虏晶锆石的年龄，后一个年龄代表该花岗闪长岩的侵位年龄。

对孟恩陶勒盖黑云母花岗岩样品(10XD169-C)中的13颗锆石进行了13次分析，其中1个分析点的年龄较老(²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为287±4Ma)，其它12个分析点的年龄集中于248~252Ma，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为250±1Ma(MSWD=0.2)(图 4b)，代表该黑云母花岗岩的侵位年龄。

对伊和敖勒西花岗岩样品(10XD230-C)中的15颗锆石进行了15次分析。15个分析点给出的年龄较集中且谐和，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为310±2Ma(MSWD=0.07)(图 4c)，代表该花岗岩的侵位年龄。

对乌兰陶勒盖钾长花岗岩样品(10XD233-C)中的15颗锆石进行了15次分析，这些分析点年龄较集中且谐和或近谐和，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为313±2Ma(MSWD=0.1)(图 4d)，代表该黑云母花岗岩的侵位年龄。

对呼尔钦高比闪长岩样品(10XD267-C)中的14颗锆石进行了14次分析，这些分析点给出的年龄较集中且谐和或近谐和，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为297±2Ma(MSWD=0.2)(图 4e)，代表该钾长花岗岩的侵位年龄。

对乌尼特牧场花岗闪长岩样品(10XD347-C)中的13颗锆石进行了13次分析。这13个分析点给出的年龄较集中且谐和，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为244±2Ma(MSWD=0.2)(图 4f)，代表该花岗闪长岩的侵位年龄。

对苏勒陶勒盖花岗岩样品(10XD378-C)中的15颗锆石进行了15次分析，这些分析点给出的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄较集中，其加权平均值为318±2Ma(MSWD=0.1)(图 4g)，代表该花岗岩的侵位年龄。

对达青牧场花岗岩样品(10XD461-C)中的15颗锆石进行了15次分析，这些分析点给出的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为323±3Ma(MSWD=1.5)(图 4h)，代表该花岗岩的侵位年龄。

对猴头庙中细粒花岗岩样品(10XD473-C)中的15颗锆石进行了15次分析。其中有7个分析点给出年龄较年轻且集中，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为281±2Ma(MSWD=0.1)(图 4i)，代表该花岗岩的侵位年龄。另外8个分析点给出的年龄相对较老，其中1个分析点(分析点08)给出的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为312±5Ma，另外7个分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为292±2Ma(MSWD=0.2)(图 4i)，均代表捕虏晶锆石的年龄。

对幸福之路花岗闪长岩样品(10XD562-C)中的12颗锆石进行了12次分析。其中2个分析点给出较老的年龄，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为260±3Ma和261±3Ma(表 3、图 4j)。另外10个分析点给出的年龄较年轻且集中，其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为240±2Ma(MSWD=0.1)(图 4j)，代表该花岗闪长岩的侵位年龄。

大兴安岭南段海西期花岗岩类的主、微量元素数据均列于表 4。

表 4 (Table 4)

表 4 大兴安岭南段海西期花岗岩类主量(wt%)和微量元素(×10-6)含量 Table 4 Major (wt%) and trace (×10-6) elements data for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts. 采样点 拜仁达坝 孟恩陶勒盖 伊和敖勒西 乌兰陶勒盖 呼尔钦高比 乌尼特牧场 岩性 花岗闪长岩 黑云母花岗岩 花岗岩 钾长花岗岩 闪长岩 花岗闪长岩 样品号 10XD069 -A 10XD070 -A 10XD169 -A 10XD170 -A 10XD230 -A 10XD231 -A 10XD232 -A 10XD233 -A 10XD234 -A 10XD247 10XD347 -A SiO2 67.42 66.43 70.47 70.91 77.99 77.94 72.37 77.3 71.69 57.44 68.77 Al2O3 16.58 14.93 15.35 15.25 10.55 11.34 14.33 12.4 14.53 16.51 15.35 Fe2O3 0.28 0.3 0.19 0.11 0.96 0.88 1.70 0.83 1.52 1.57 1.36 FeO 2.17 4.32 2.03 1.93 2.43 0.73 0.27 0.32 0.75 5.67 1.68 MnO 0.03 0.07 0.04 0.04 0.33 0.07 0.04 0.02 0.08 0.11 0.05 MgO 1.03 2.02 0.87 0.76 0.53 0.34 0.25 0.14 0.59 4.12 1.45 CaO 2.13 2.28 2.38 2.31 0.17 0.23 0.16 0.16 1.10 6.43 3.05 Na2O 4.67 3.09 4.06 3.92 0.01 2.87 4.08 3.66 4.39 2.98 4.00 K2O 2.36 2.07 2.65 3.08 4.44 3.92 5.43 4.27 3.88 2.13 2.99 TiO2 0.34 0.67 0.38 0.37 0.35 0.27 0.36 0.15 0.33 1.03 0.47 P2O5 0.11 0.20 0.13 0.14 0.22 0.19 0.09 0.06 0.14 0.29 0.16 烧失量 2.69 3.43 1.25 0.98 1.84 1.03 0.69 0.50 0.79 1.46 0.44 总和 97.12 96.38 98.55 98.82 97.98 98.78 99.08 99.31 99.00 98.28 99.33 A/CNK 1.18 1.30 1.11 1.09 2.06 1.21 1.11 1.13 1.08 0.87 1.00 Na2O+K2O 7.03 5.16 6.71 7.00 4.45 6.79 9.51 7.93 8.27 5.11 6.99 Na2O/K2O 1.98 1.49 1.53 1.27 0.00 0.73 0.75 0.86 1.13 1.40 1.34 δ 2.02 1.14 1.64 1.76 0.57 1.32 3.08 1.83 2.38 1.81 1.90 V 35.8 82.0 35.0 34.6 20.4 17.9 16.6 5.91 21.9 6.06 59.7 Ga 17.5 17.5 21.1 21.3 12.9 15.9 17.3 17.8 18.8 22.4 18.6 Rb 93.1 101 91.7 131 318 162 158 97.4 107 90.9 78.7 Sr 334 274 334 318 39.3 84.0 127 60.8 286 12.2 460 Y 14.1 22.3 10.4 10.3 22.9 21.4 33.2 32.8 24.6 34.9 10.5 Zr 182 173 158 156 186 166 356 147 193 382 120 Nb 6.92 10.2 4.60 5.44 13.9 10.9 10.9 13.1 10.9 19.6 4.75 Cs 13.2 18.6 8.38 18.1 9.40 3.43 1.94 1.01 2.47 1.90 5.92 Ba 491 387 449 554 437 385 895 444 636 59.0 720 La 20.0 31.6 22.7 20.8 29.8 27.9 33.1 27.3 30.7 17.4 17.9 Ce 36.4 66.0 46.3 42.1 64.8 58.6 71.6 57.3 64.1 32.7 35.7 Pr 4.09 7.56 5.19 4.88 7.83 7.27 9.25 7.15 7.81 4.98 4.20 Nd 14.9 28.5 19.0 17.8 30.1 28.3 36.4 26.8 29.2 19.8 16.1 Sm 3.03 5.27 3.48 3.30 6.28 5.94 7.22 5.51 5.41 3.90 2.97 Eu 1.01 0.95 0.73 0.78 0.98 0.91 1.44 0.64 1.10 0.42 0.84 Gd 2.84 4.75 2.78 2.69 5.58 5.29 6.03 4.97 4.45 3.89 2.48 Tb 0.44 0.70 0.39 0.38 0.85 0.81 0.96 0.81 0.69 0.79 0.36 Dy 2.40 4.00 2.06 1.88 4.49 4.17 5.57 4.89 3.95 5.57 1.94 Ho 0.46 0.75 0.35 0.34 0.76 0.71 1.14 1.04 0.79 1.26 0.37 Er 1.37 2.13 0.96 0.94 2.03 1.87 3.37 3.19 2.37 3.89 1.00 Tm 0.20 0.29 0.13 0.12 0.30 0.26 0.53 0.50 0.37 0.63 0.14 Yb 1.27 1.67 0.80 0.80 1.78 1.60 3.37 3.32 2.46 4.26 0.90 Lu 0.22 0.26 0.13 0.13 0.28 0.24 0.56 0.53 0.40 0.63 0.13 Hf 5.07 4.16 3.93 3.99 4.93 4.20 8.89 4.93 5.14 9.76 3.24 Ta 0.50 0.75 0.50 0.62 1.51 1.06 0.77 1.05 0.80 1.51 0.42 Pb 14.4 5.54 16.5 16.3 716 54.2 132 13.9 11.4 10.0 27.9 Th 6.60 11.0 10.1 9.16 12.5 10.1 12.8 9.69 8.14 8.18 6.07 U 1.81 1.25 2.32 2.80 3.58 4.19 3.27 2.81 1.37 2.75 1.46 ΣREE 88.6 154.5 105.0 96.9 156 144 181 144 154 100 85.1 (La/Yb)N 11 13 19 17 11 12 7 6 8 3 13 Sr/Y 23.75 12.31 32.24 30.99 1.72 3.92 3.83 1.85 11.65 0.35 43.69 Eu/Eu* 1.05 0.58 0.72 0.80 0.51 0.50 0.67 0.37 0.68 0.33 0.95 采样点 乌尼特牧场 苏勒陶勒盖 达青牧场 猴头庙 幸福之路 岩性 花岗闪长岩 花岗岩 花岗岩 花岗岩 花岗闪长岩 样品号 10XD347 -A2 10XD348 -A 10XD377 -A 10XD378 -A 10XD461 -A 10XD462 -A 10XD473 -A 0XD474 -A 10XD562 -A 10XD563 -A SiO2 68.65 64.57 70.01 70.6 66.1 69.58 62.52 67.35 68.71 70.71 Al2O3 15.2 15.1 15.73 15.78 15.54 15.29 16.78 14.97 16.34 15.4 Fe2O3 1.33 2.52 1.20 1.08 1.27 1.26 0.78 0.53 0.92 1.01 FeO 1.78 1.92 0.90 1.03 3.08 1.9 4.53 3.43 1.55 0.72 MnO 0.05 0.06 0.05 0.05 0.08 0.07 0.09 0.06 0.06 0.02 MgO 1.53 2.36 0.97 0.99 1.74 1.17 2.30 1.50 1.21 0.79 CaO 3.15 3.55 2.33 1.19 3.57 2.61 3.13 2.80 2.78 2.14 Na2O 3.85 3.6 4.31 4.90 3.68 4.08 3.89 3.04 4.67 4.96 K2O 3.05 4.51 2.43 2.37 1.35 1.68 2.91 3.39 1.66 2.58 TiO2 0.47 0.68 0.32 0.29 0.65 0.47 0.63 0.61 0.45 0.33 P2O5 0.16 0.27 0.13 0.13 0.23 0.17 0.21 0.16 0.17 0.14 烧失量 0.54 0.55 1.43 1.40 2.53 1.54 2.00 1.96 1.22 0.96 总和 99.22 99.14 98.38 98.41 97.29 98.28 97.77 97.84 98.52 98.80 A/CNK 0.99 0.88 1.13 1.23 1.11 1.15 1.10 1.09 1.12 1.04 Na2O+K2O 6.90 8.11 6.74 7.27 5.03 5.76 6.80 6.43 6.33 7.54 Na2O/K2O 1.26 0.80 1.77 2.07 2.73 2.43 1.34 0.90 2.81 1.92 δ 1.86 3.05 1.68 1.91 1.10 1.25 2.37 1.70 1.56 2.05 V 61.6 96.8 34.7 37.7 76.1 48.7 76.0 58.3 47.3 31.8 Ga 18.7 19.2 21.1 18.2 14.5 15.9 21.6 18.4 18.3 18.5 Rb 80.4 141 46.7 47.8 43.1 56.2 145 114 31.3 43.4 Sr 477 731 238 174 373 316 181 144 661 617 Y 11.9 18.1 10.7 8.52 9.63 11.3 40.1 36.7 7.13 4.05 Zr 134 283 75.2 71.8 182 143 88.4 190 104 126 Nb 4.89 9.95 2.49 2.10 4.34 5.57 9.82 8.96 2.84 1.69 Cs 7.37 6.19 1.65 3.30 6.33 3.41 17.6 16.4 0.89 1.05 Ba 714 1090 585 516 285 439 681 543 422 615 La 19.2 33.9 9.61 9.32 13.2 9.21 11.6 25.1 16.3 15.6 Ce 38.4 69.1 23.8 22.7 26.5 20.1 27.0 56.4 31.8 31.3 Pr 4.42 7.95 3.31 3.00 2.83 2.25 3.48 6.44 3.90 3.71 Nd 17.2 30.3 14.1 12.1 10.4 8.99 14.7 25.3 14.6 14.1 Sm 3.29 5.23 2.83 2.21 1.95 2.19 4.47 5.79 2.62 2.39 Eu 0.85 1.23 0.71 0.59 0.87 0.96 0.93 0.94 0.75 0.72 Gd 2.67 4.21 2.25 1.74 1.79 2.25 5.19 5.63 2.05 1.62 Tb 0.39 0.60 0.32 0.25 0.26 0.38 1.00 0.95 0.28 0.20 Dy 2.22 3.27 1.83 1.36 1.62 2.33 6.84 6.06 1.36 0.88 Ho 0.39 0.62 0.34 0.27 0.31 0.42 1.42 1.26 0.25 0.14 Er 1.10 1.67 0.98 0.81 0.96 1.11 4.21 3.73 0.67 0.36 Tm 0.17 0.25 0.15 0.13 0.15 0.14 0.66 0.59 0.094 0.051 Yb 1.08 1.67 1.08 0.87 0.98 0.92 4.58 3.69 0.60 0.27 Lu 0.16 0.25 0.16 0.13 0.17 0.15 0.68 0.52 0.089 0.045 Hf 3.73 7.65 2.35 2.25 4.73 3.70 2.79 5.28 2.76 3.23 Ta 0.42 0.76 0.20 0.16 0.22 0.31 1.14 0.73 0.23 0.11 Pb 18.6 22.4 26.8 6.74 7.17 8.24 13.3 17.9 44.1 11.3 Th 7.28 16.5 3.27 1.84 4.02 1.63 5.01 9.64 4.16 3.14 U 5.98 3.48 0.87 0.95 1.02 0.57 6.17 2.91 1.24 0.86 ΣREE 91.4 160 61.4 55.5 62.0 51.3 86.7 142 75.4 71.4 (La/Yb)N 12 14 6 7 9 7 2 5 18 39 Sr/Y 40.14 40.51 22.31 20.44 38.74 27.99 4.53 3.93 92.66 152.39 Eu/Eu* 0.88 0.80 0.86 0.91 1.43 1.32 0.59 0.50 0.98 1.12

表 4 大兴安岭南段海西期花岗岩类主量(wt%)和微量元素(×10-6)含量 Table 4 Major (wt%) and trace (×10-6) elements data for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

在主量元素方面，除呼尔钦高比闪长岩样品的SiO₂含量(57.44%)较低外，其它花岗岩类的SiO₂含量均>62.00%；MgO含量总体较低，除呼尔钦高比闪长岩的MgO含量为4.12%外，其它花岗岩类样品的MgO含量均＜2.40%；全碱(Na₂O+K₂O)含量为4.45%~9.51%，里特曼组合指数δ为0.57~3.08，Na₂O/K₂O为0.002~2.81；在侵入岩TAS图(图 5)中，除呼尔钦高比样品落入闪长岩区域外，其它花岗岩类的样品几乎都落入花岗闪长岩或花岗岩区域；除伊和敖勒西花岗岩和乌兰陶勒盖钾长花岗岩样品的Al₂O₃含量(10.55%~14.53%)较低外，其它花岗岩类的Al₂O₃含量(14.93%~16.78%)总体较高；在ACNK-ANK图(图 6a)中，除呼尔钦高比闪长岩和乌尼特牧场花岗闪长岩样品显示准铝质特征外，其它花岗岩类均显示过铝质特征；在SiO₂-KO₂图(图 6b)中，一部分花岗岩类样品(伊和敖勒西花岗岩、乌兰陶勒盖钾长花岗岩、呼尔钦高比闪长岩、乌尼特牧场花岗闪长岩和猴头庙花岗岩)落入高钾钙碱性区域，另一部分(拜仁达坝花岗闪长岩、孟恩陶勒盖黑云母花岗岩、苏勒陶勒盖花岗岩、达青牧场花岗岩和幸福之路花岗闪长岩)则落入钙碱性区域。

图 5

Fig. 5

图 5 大兴安岭南段海西期花岗岩类TAS图解 图9-14图例同此图 Fig. 5 Total alkalis vs. SiO2 diagram for classification of the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

图 6

Fig. 6

图 6大兴安岭南段海西期花岗岩类的A/NK-A/CNK (a)和K2O-SiO2 (b)图解 Fig. 6 A/NK vs. A/CNK diagram (a) and K2O vs. SiO2 diagram (b)

根据其稀土元素特征，海西期花岗岩类可分为两类。Ⅰ类为早三叠世花岗岩(孟恩陶勒盖黑云母花岗岩(250Ma)、乌尼特牧场花岗闪长岩(244Ma)和幸福之路公社花岗闪长岩(240Ma))及部分晚石炭世花岗岩(苏勒陶勒盖花岗岩(318Ma)和达青牧场花岗岩(323Ma))，其在稀土元素组成上稀土总量∑REE为51.3×10^-6~160×10^-6，轻重稀土分异较明显，Yb含量也较低(0.27×10^-6~1.67×10^-6)，(La/Yb)_N为6~39。其显示弱的Eu异常，Eu/Eu^*为0.72~1.43(表 4、图 7)。它们均具有较低的Y含量(4.01×10^-6~18.1×10^-6)和较高的Sr/Y比值(20.44~152.39)(表 4)；在微量元素蛛网图上，均呈现明显的Rb+Ba+Th+U和Pb峰以及Nb+Ta、P、Ti谷(图 8)；Ⅱ类为晚石炭世-早二叠世花岗岩类)拜仁达坝花岗闪长岩(320Ma)、伊和敖勒西花岗岩(310Ma)、乌兰陶勒盖钾长花岗岩(313Ma)、呼尔钦高比闪长岩(297Ma)和猴头庙花岗岩(281Ma))，其稀土总量∑REE为86.7×10^-6~181×10^-6，轻重稀土分异较弱，Yb含量为1.27×10^-6~4.58×10^-6，(La/Yb)_N为2~13；Eu异常较明显，Eu/Eu^*为0.33~0.68(表 4、图 7)。在微量元素蛛网图上，均呈现明显的Rb+Th+U和Pb峰以及Ba、Pb、Sr、Eu+Ti谷(图 8)。

图 7

Fig. 7

图 7 大兴安岭南段海西期花岗岩类稀土元素球粒陨石标准化配分曲线(标准化值据Boynton, 1984) Fig. 7 Chondrite-normalized REE patterns for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts. (normalization values after Boynton, 1984)

图 8

Fig. 8

图 8 大兴安岭南段海西期花岗岩类微量元素初始地幔标准化配分曲线(标准化值据McDonough and Sun, 1995) Fig. 8 Primitive mantle-normalized spidergrams for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts. (normalization values after Mcdonough and Sun, 1995)

大兴安岭南段海西期花岗岩类的Sr-Nd-Pb同位素数据分别列于表 5、表 6。因部分岩石样品Rb/Sr比值偏高，带来较大的分析误差(特别是Rb的定量分析)。导致由年龄校正得到的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i初始比值偏低而出现了不合理数据，如样品10XD230A、10XD231-A等。因此本文在讨论Sr同位素特征时剔除了⁸⁷Rb/⁸⁶Sr>3.0且(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i＜0.702的样品。但在讨论Nd同位素特征时予以考虑，因为这些样品的Nd同位素数据有明确的地质意义。

表 5 (Table 5)

表 5 大兴安岭南段海西期花岗岩类的全岩Sr-Nd同位素成分 Table 5 Whole rock Sr-Nd isotopic compositions for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts. 样品号 Rb Sr $$\frac{{^{87}Rb}}{{^{86}Sr}}$$ $$\frac{{^{87}Sr}}{{^{86}Sr}}$$ ±2σ $$\left( {\frac{{^{87}Sr}}{{^{86}Sr}}} \right)$$ Nd Sm $$\frac{{^{147}Sm}}{{^{144}Nd}}$$ $$\frac{{^{143}Nd}}{{^{144}Nd}}$$ ±2σ fSm/Nd εNd(t) tDM (Ga) t2DM (Ga) (×10-6) (×10-6) 拜仁达坝花岗闪长岩(320Ma) 10XD069-A 93.1 334 0.80 0.710095 4 0.706442 14.9 3.03 0.1293 0.512376 4 -0.343 -2.4 1.396 1.269 10XD070-A 101 274 1.06 0.711628 4 0.706799 28.5 5.27 0.1173 0.512258 3 -0.403 -4.2 1.409 1.416 孟恩陶勒盖黑云母花岗岩(250 Ma) 10XD169-A 91.7 334 0.79 0.706497 4 0.703703 19.0 3.48 0.1160 0.512715 3 -0.410 4.1 0.680 0.688 10XD170-A 131 318 1.18 0.707521 4 0.703327 17.8 3.30 0.1178 0.512736 3 -0.401 4.4 0.659 0.660 伊和敖勒西花岗岩(310Ma) 10XD230-A 318 39.3 23.25 0.760197 4 0.657972 30.1 6.28 0.1325 0.512583 5 -0.326 1.5 1.064 0.950 10XD231-A 162 84.0 5.55 0.725916 4 0.701529 28.3 5.94 0.1332 0.512580 3 -0.323 1.4 1.079 0.957 乌兰陶勒盖钾长花岗岩(313Ma) 10XD232-A 158 127 3.59 0.718634 5 0.702651 36.4 7.22 0.1259 0.512782 3 -0.360 5.6 0.640 0.613 10XD233-A 97.4 60.8 4.61 0.722902 5 0.702383 26.8 5.51 0.1306 0.512765 3 -0.336 5.1 0.707 0.655 10XD234-A 107 286 1.07 0.708071 4 0.703295 29.2 5.41 0.1175 0.512754 4 -0.403 5.4 0.628 0.630 呼尔钦高比闪长岩(297Ma) 10XD267-A 90.9 12.2 21.49 0.784487 5 0.693677 19.8 3.90 0.1247 0.512754 5 -0.366 5.0 0.679 0.652 乌尼特牧场花岗闪长岩(244Ma) 10XD347-A 78.7 460 0.49 0.705529 6 0.703830 16.1 2.97 0.1172 0.512836 4 -0.404 6.3 0.497 0.499 10XD348-A 141 731 0.56 0.706521 7 0.704601 30.3 5.23 0.1095 0.512830 3 -0.443 6.5 0.469 0.489 苏勒陶勒盖花岗岩(318Ma) 10XD377-A 46.7 238 0.56 0.704665 5 0.702108 14.1 2.83 0.1275 0.512792 3 -0.352 5.8 0.633 0.602 10XD379-A 207 155 3.84 0.713151 4 0.695756 31.9 6.82 0.1355 0.512664 2 -0.311 3.0 0.947 0.832 达青牧场花岗岩(323Ma) 10XD461-A 43.1 373 0.33 0.706592 5 0.705079 10.4 1.95 0.1188 0.512495 4 -0.396 0.4 1.052 1.046 10XD462-A 56.2 316 0.51 0.707396 6 0.705066 8.99 2.19 0.1544 0.512537 5 -0.215 -0.2 1.572 1.096 猴头庙花岗岩(281Ma) 10XD473-A 145 181 2.30 0.714959 5 0.705749 14.7 4.47 0.1929 0.512607 3 -0.019 -0.5 3.937 1.076 10XD474-A 114 144 2.27 0.714420 7 0.705358 25.3 5.79 0.1454 0.512513 3 -0.261 -0.6 1.420 1.094 幸福之路花岗闪长岩(240Ma) 10XD562-A 31.3 661 0.14 0.704120 4 0.703655 14.6 2.62 0.1140 0.51278 5 -0.421 5.3 0.566 0.580 10XD563-A 43.4 617 0.20 0.704492 5 0.703801 14.1 2.39 0.1078 0.512715 4 -0.452 4.2 0.627 0.668

表 5 大兴安岭南段海西期花岗岩类的全岩Sr-Nd同位素成分 Table 5 Whole rock Sr-Nd isotopic compositions for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

表 6 (Table 6)

表 6 大兴安岭南段海西期花岗岩类的全岩Pb同位素成分 Table 6 Whole rock lead isotopic compositions for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts. 样品号 206Pb/204Pb 207Pb/204Pb 208Pb/204Pb (206Pb/204Pb)t (207Pb/204Pb)t (208Pb/204Pb)t 拜仁达坝花岗闪长岩 10XD069-A 18.660 15.659 38.818 18.191 15.635 38.277 10XD070-A 18.932 15.661 39.491 18.074 15.616 37.115 孟恩陶勒盖黑云母花岗岩 10XD169-A 18.450 15.560 38.463 18.047 15.539 37.908 10XD170-A 18.508 15.560 38.409 18.015 15.534 37.897 伊和敖勒西花岗岩 10XD230-A 18.385 15.561 38.175 18.367 15.560 38.156 10XD231-A 18.561 15.575 38.252 18.284 15.561 38.041 乌兰陶勒盖钾长花岗岩 10XD232-A 18.018 15.515 37.812 17.929 15.510 37.703 10XD233-A 18.716 15.564 38.504 17.981 15.526 37.704 10XD234-A 18.736 15.576 38.597 18.298 15.553 37.777 呼尔钦高比闪长岩 10XD267-A 18.569 15.566 38.240 17.625 15.517 37.353 乌尼特牧场花岗闪长岩 10XD347-A 18.176 15.541 38.067 18.030 15.534 37.875 10XD348-A 18.562 15.573 38.477 18.126 15.550 37.820 苏勒陶勒盖花岗岩 10XD378-A 18.697 15.564 38.414 18.314 15.544 37.580 达青牧场花岗岩 10XD461-A 18.678 15.643 38.791 18.143 15.615 38.128 10XD462-A 18.671 15.648 38.501 18.413 15.634 38.267 猴头庙花岗岩 10XD473-A 19.379 15.630 38.405 17.848 15.550 38.012 10XD474-A 18.583 15.580 38.511 18.053 15.553 37.956 幸福之路花岗闪长岩 10XD562-A 18.234 15.554 38.188 18.156 15.550 38.106 10XD563-A 18.245 15.564 38.235 18.035 15.554 37.992

表 6 大兴安岭南段海西期花岗岩类的全岩Pb同位素成分 Table 6 Whole rock lead isotopic compositions for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

Ⅰ类花岗岩具有较低的初始Sr比值和较高的ε_Nd(t)值，(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i变化范围为0.702108~0.705079，ε_Nd(t)值为-0.2~6.5。其中，达青牧场花岗岩的ε_Nd(t)值较低(-0.2~0.4)，其它均为较高的正值(3.0~6.5)(表 5、图 9)；Ⅱ类花岗岩的初始Sr比值和ε_Nd(t)值变化范围较大，(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i变化范围为0.702383~0.706799，ε_Nd(t)值为-4.2~5.6(表 5、图 9)。Pb同位素组成表明，大兴安岭南段海西期花岗岩类(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_t、(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_t和(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_t组成变化范围分别为17.63~18.41、15.51~15.63和37.11~38.28(表 6)。

图 9

Fig. 9

图 9 大兴安岭南段海西期花岗岩类εNd(t)-t (a)和t2DM-t (b)图解 Fig. 9 εNd(t) vs. t diagram (a) and t2DM vs. t diagram (b)

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明，大兴安岭南段花岗岩类的侵位年龄范围为323~240Ma，时代为晚石炭世-早三叠世(表 3、图 10)。但这些年龄有两个明显的峰值，一个峰值集中于250~240Ma，另一个集中于320~310Ma。将本文获得的年龄数据与收集到的大兴安岭南段岩浆作用年龄数据(图 10)对比后发现，尽管前者的年龄范围稍小，但它们的峰值年龄完全一致。以上表明大兴安岭南段存在广泛的海西期岩浆作用，且岩浆作用时间峰期为晚石炭世和早三叠世。

图 10

Fig. 10

图 10 本文获得的年龄数据与大兴安岭地区海西期岩浆岩年龄数据对比图 其中大兴安岭地区西期岩浆岩年龄数据据相关文献(Chen et al., 2000,; Chen et al., 2009,;孙德有等, 2000; 陈斌等, 2001; 施光海等, 2003; 石玉若等, 2004; 孙德有等, 2004; 张晓晖等, 2006; 李锦轶等, 2007; 刘伟等, 2007; 鲍庆中等, 2007a, b; Miao et al., 2008; 李益龙等, 2008; 张连昌等, 2008; 张万益等, 2008; 刘建峰等, 2009; 刘翼飞等, 2010; 薛怀民等, 2010; 赵芝等, 2010; 贺宏云等, 2011; 江小均等, 2011) Fig. 10 Relative probability plots of Hercynian ages from this study and regional igneous rocks

关于中亚造山带东段(包括大兴安岭地区)海西期岩浆作用的时限问题，前人也已有较多的讨论。许文良等(1999)对大兴安岭地区花岗岩类系统研究后认为，该区海西期岩浆作用开始于~370Ma，结束于~240Ma，岩浆作用持续了约140Ma，花岗质岩浆作用记录了大兴安岭海西造山带的演化；在内蒙古牙克石地区发现的晚古生代玄武岩(373Ma；SHRIMP锆石U-Pb)具有弧火山岩特征(赵芝等，2010)，这是目前在大兴安岭地区发现的最早的海西期弧岩浆岩，因此可能为海西期古亚洲洋板片俯冲及岩浆作用开始的标志(赵芝等，2010)；同时，在大兴安岭地区多地均有弧岩浆岩的报道(陈斌等，2001; 刘建峰等，2009; Chen et al.，2000， Chen et al.，2009， ; 贺宏云等，2011; 江小均等，2011; 赵芝，2011; 刘翼飞等，2010，2012)，它们的形成时代集中于355~263Ma，代表了弧岩浆作用的持续时间； 尽管目前对于中亚造山带东段海西期俯冲-碰撞造山及岩浆作用结束的时间认识不一且存在争论(孙德有等，2000; 鲍庆中等，2007a，b; 陈志广等，2008; Miao et al.，2008; 李益龙等，2009，2012; Chen et al.，2000， Chen et al.，2009， 薛怀民等，2010)，但大量早-中三叠世(250~230Ma)的A型火山岩、基性火山岩、花岗岩(陈斌等，2001; 孙德有等，2004; 张晓晖等，2006; Miao et al.，2008;， 张连昌等，2008; 张万益等，2008; Chen et al.，2009)的产出被认为是造山作用过程中后碰撞阶段的产物，表明中亚造山带东段海西期岩浆作用可能持续到中三叠世(~230Ma)。如果上述晚泥盆世-中三叠世的岩浆作用确能代表海西期造山带的演化，那么中亚造山带东段海西期造山作用应该到中三叠世才结束。这样看来，中亚造山带东段海西期造山作用与经典的欧洲海西期造山作用的时限明显不同，后者持续到晚古生代(Kossmat，1927)。另外，中亚造山带东段与中段(天山)海西期造山作用的时限也有差别，后者至早二叠世(~280Ma; Seltmann et al.，2011)业已结束。综上，中亚造山带东段(包括大兴安岭地区)海西期造山作用开始于晚泥盆世，结束于中三叠世，其造山作用显示独特性。

前述，Ⅰ类花岗岩的SiO₂>62.00%，MgO含量较低(均＜2.40%)和Al₂O₃>15.00%；其具有较高的Sr含量(最高达700×10^-6)、低的Y和Yb含量(分别为≤18.1×10^-6和＜1.70×10^-6)及和较高的Sr/Y比值(均>20)；LREE相对HREE强烈富集，显示弱的Eu异常。Ⅰ类花岗岩的上述特征与经典的埃达克岩(Defant and Drummond，1990)的特征相似。在Sr/Y-Y(图 11; Drummond and Defant，1990)及(La/Yb)_N-Yb_N(未显示)图解中，Ⅰ类花岗岩也均落入埃达克岩范围内。因此，Ⅰ类花岗岩是典型的埃达克岩。值得注意的是，本研究中的埃达克岩与传统的埃达克岩(Defant and Drummond，1990)相比相对富K₂O(1.66%~4.51%，平均2.9%)，但这一特征与 张旗等，2001a， b;) 定义的C型埃达克岩的特征(K₂O=2.9%~3.9%)非常一致。

图 11

Fig. 11

图 11 大兴安岭南段海西期花岗岩类Sr/Y-Y图解 Fig. 11 Sr/Y-Y plot for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

Ⅱ类花岗岩的SiO₂>57.00%，MgO和Al₂O₃含量范围较大(分别为0.25%~4.12%和10.55%~16.58%)，绝大多数样品显示高钾钙碱性特征；Sr含量相对较低(12.2×10^-6~334×10^-6)，Y和Yb含量相对较高(分别为14.1×10^-6~40.1×10^-6和1.27×10^-6~4.58×10^-6)，Eu异常明显，相对富集Rb、Th、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ti、P等高场强元素。Ⅱ类花岗岩的上述特征与弧岩浆岩的特征(Rogers and Hawkesworth，1989)十分一致。在Sr/Y-Y(Drummond and Defant，1990)和Rb-(Nb+Y)及Nb-Y(Pearce et al.，1984)图解(图 11、图 12)中，也落入了典型弧岩浆岩的范围内。因此，Ⅱ类花岗岩可归为弧岩浆岩类。

图 12

Fig. 12

图 12 大兴安岭南段海西期花岗岩类Rb-(Nb+Y)及Nb-Y图解 Fig. 12 Rb vs. (Nb+Y) and Nb vs. Y diagrams for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

埃达克岩的形成机制主要有以下三种：(1)俯冲洋壳的熔融(Defant and Drummond，1990; Drummond and Defant，1990)；(2)加厚下地壳的部分熔融(Sheppard et al.，2001; Kay and Kay，2002);(3)拆沉的下地壳熔融(Xu et al.，2002; Wang et al.，2005)。已有研究表明，由俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩(O型)主要为钙碱性系列，Na₂O/K₂O>2(Martin，1999; 张旗等，2001a，b)；而由增厚的玄武质下地壳熔融形成的埃达克岩(C型)主要为高钾钙碱性系列，Na₂O/K₂O≥1(少数情况下Na₂O/K₂O≤1)( 张旗等，2001a， b; 王强等，2003)。本区的埃达克岩主要属于高钾钙碱性系列，平均的Na₂O/K₂O为1.81，个别样品Na₂O/K₂O ＜1(表 4)；除达青牧场花岗岩的ε_Nd(t)值(-0.2~0.4)相对较低外，其它埃达克岩的Nd同位素组成(ε_Nd(t)=3.0~6.5)与大兴安岭南段锡林浩特-西乌旗地区早三叠世火山岩(张连昌等，2008)、林西地区龙头山花岗岩(241Ma; Liu et al.，2005， Liu et al.，2009， 和哈拉图花岗岩(234Ma; Chen et al.，2000; 陈斌等，2001)的Nd同位素特征极为相似(表 5、图 13a)，而这些岩浆岩被认为是基性下地壳熔融的产物(Chen et al.，2000; 陈斌等，2001; Liu et al.，2005; 张连昌等，2008)；另外，在判别埃达克岩物质来源的MgO-SiO₂、Rb/Yb-Yb及Pb同位素图解(图 13b、图 14)上，本区埃达克岩的源区均显示出与下地壳物质的亲缘性。以上证据表明，本区埃达克岩很可能是由下地壳部分熔融形成的。这一结论也得到了埃达克岩二阶段Nd模式年龄数据(t_2DM=0.50~1.10Ga，均大于其侵位年龄)的支持。值得注意的是，达青牧场花岗岩Nd同位素组成靠近锡林郭勒杂岩(晚古生代; Chen et al.，2009)和内蒙古东部双井子过铝质壳源花岗岩(238Ma; 李锦轶等，2007)(图 13a)，其二阶段Nd模式年龄(t_2DM=1.05~1.10Ga)也较高，以上表明其成岩过程中混染了弧前沉积物或古老地壳物质。

图 13

Fig. 13

图 13 大兴安岭南段海西期花岗岩类εNd(t)-(87Sr/86Sr)i (a)和(207Pb/204Pb)t-(206Pb/204Pb)t (b)图解 图13a中排除了87Rb/86Sr>3.0且(87Sr/86Sr)i＜0.702的样品数据. 其中龙头山花岗岩、锡林浩特-西乌旗早三叠世酸性火山岩和双井子花岗岩数据分别据Liu et al., 2005; 张晓晖等, 2006和李锦铁等, 2007；宝力道弧和哈拉图花岗岩数据据Chen et al., 2000 Fig. 13 εNd(t) vs. (87Sr/86Sr)i (a) and (207Pb/204Pb)t vs. (206Pb/204Pb)t (b) diagrams for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

一个重要的问题是，本研究中埃达克岩的侵位时代集中于晚石炭世和早三叠世，两期埃达克岩的侵位时代相差~70Myr。虽然它们都可能是下地壳部分熔融的产物，但显然它们不可能产于同一构造环境。前述，大兴安岭地区在晚泥盆世-早二叠世存在广泛的弧岩浆作用(陈斌等，2001; 刘建峰等，2009; Chen et al.，2000， Chen et al.，2009，; Xiao et al.，2003， Xiao et al.，2009， 贺宏云等，2011; 江小均等，2011; 赵芝，2011; 刘翼飞等，2010，2012)，另外对该区早-中三叠世(250~230Ma)岩浆岩研究表明这些岩浆岩是造山作用过程中后碰撞阶段的产物(陈斌等，2001; 孙德有等，2004; 张晓晖等，2006; Miao et al.，2008;; 张连昌等，2008; 张万益等，2008; Chen et al.，2009)。鉴于此，笔者认为本区晚石炭世埃达克岩(318~323Ma; 苏勒陶勒盖花岗岩、达青牧场花岗岩)是俯冲导致的弧下加厚地壳部分熔融的产物(Kay and Kay，2002)，而早三叠世埃达克岩(240~250Ma; 孟恩陶勒盖黑云母花岗岩、乌尼特牧场花岗闪长岩和幸福之路公社花岗闪长岩)则可能是后碰撞阶段拆沉下地壳熔融的产物(实际上，其在图 14a中也显示了与“变质基性岩和榴辉岩熔融形成的熔体”的亲缘性)。本文关于晚石炭世埃达克岩的结论与赵芝等(2010)对内蒙古牙克石地区埃达克质花岗闪长岩(331Ma)的研究结果一致。

图 14

Fig. 14

图 14 大兴安岭南段海西期花岗岩类MgO-SiO2 (a)和Rb/Yb-Yb (b)图解 Fig. 14 MgO vs. SiO2 (a) and Rb/Yb vs. Yb (b) diagrams for the Hercynian granitoids from the southern segment of the Da Hinggan Mts.

本区弧岩浆岩中除拜仁达坝花岗闪长岩具有较高的初始Sr比值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i和较低的ε_Nd(t)值(分别为0.706442~0.706799和-4.2~-2.4)外，其它花岗岩类的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i较低、ε_Nd(t)值较高(分别为0.702383~0.705749和-0.6~5.6)(表 5、图 9、图 13a)，表明绝大多数弧岩浆岩与埃达克岩的Sr-Nd同位素特征相似。尽管如此，他们却具有不同的元素地球化学特征，如前者显示高钾钙碱性、低Sr含量、高Y和Yb含量以及明显的Eu异常等特征。另外，弧岩浆岩中呼尔钦高比闪长岩样品的MgO含量(4.12%)较高，且明显高于埃达克岩样品(MgO含量均＜2.40%)。以上特征表明，本区弧岩浆岩可能与埃达克岩来自不同的源区。考虑到部分弧岩浆岩样品具有较高的MgO含量，笔者初步认为其可能来源于交代(富集)地幔楔。交代地幔楔熔融形成的岛弧岩浆岩常具有较为富集的Sr-Nd同位素特征(Martin，1999)，这与本文的弧岩浆岩的Sr-Nd同位素特征((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.702383~0.706799，ε_Nd(t)=-4.2~5.6)相合不悖。事实上，大兴安岭地区牙克石及宝力道地区弧岩浆岩(370~310Ma; Chen et al.，2000; 赵芝等，2010)的研究也表明，它们均来源于富集地幔。从岩石类型上看，本文研究的主要为花岗岩类，但岛弧岩浆岩通常发育基性岩石类型(Rogers and Hawkesworth，1989; Sajona et al.，1996)。但从区域研究来看，大兴安岭南段亦发育有相当规模的近同时的基性岩浆岩，如牙克石玄武岩(373Ma; 赵芝等，2010)、宝力道地区的辉长闪长岩和辉长岩(310Ma; Chen et al.，2000)和乌日尼图辉长岩(309Ma; 贺宏云等，2011)等。同时，本区弧岩浆岩样品具明显的Eu异常、亏损Nb、Ti、P等高场强元素，另外部分样品(拜仁达坝花岗闪长岩)中发现有继承锆石，并具有接近锡林郭勒杂岩和双井子壳源花岗岩的Sr-Nd同位素组成(图 13a)和较老的二阶段Nd模式年龄，这表明结晶分异(如斜长石、磷灰石等)和地壳混染作用在这些弧岩浆岩的成岩过程中起到了一定作用。本区弧岩浆岩的成因机制仍需进一步深入研究。

中亚造山带具有复杂的演化历史，不同地体或块体间的俯冲-碰撞拼合最终导致上述两大板块间古亚洲洋消失。但关于华北和西伯利亚板块碰撞缝合的时间却是个争论已久的问题。早期的一些研究提出了“晚泥盆世碰撞”的模式(Tang，1990; 洪大卫等，1994)。但其后这一问题的研究取得重要进展，大多数研究成果趋于表明华北板块与西伯利亚板块最终缝合时间为晚二叠世-早三叠世(陈斌等，2001; Chen et al.，2000， Chen et al.，2009， 韩国卿等，2011; 江小均等，2011; 李朋武等，2006; 李益龙等，2009， 2012; 刘翼飞等，2012; Miao et al.，2007， Miao et al.，2008， 石玉若等，2007; 孙德有等，2004; 童英等，2010; Xiao et al.，2003， Xiao et al.，2009， 张连昌等，2008; 张晓晖等，2006; 张万益等，2008; 吴华英等，2008)。

最近对贺根山地区和索伦山-西拉木伦一带的蛇绿岩中枕状玄武岩、辉绿岩和(堆晶)辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb定年表明，这些蛇绿岩的形成于早-中二叠世(295~256Ma)，形成几乎同时(Miao et al.，2007)。同时，蛇绿岩的形成时间与区域上早-中二叠世弧岩浆岩(本文; 江小均等，2011)的形成时间一致。Miao et al.(2008)通过对贺根山蛇绿岩中基性岩脉、辉长岩和花岗岩脉的年代学和地球化学研究认为贺根山洋盆是南蒙古地块南缘大约在300Ma裂解形成的弧后小洋盆，并认为苏左旗-西乌旗地区岩浆弧是在华北板块与西伯利亚板块板块碰撞之前(>244Ma)洋内板块俯冲的产物。其后王树庆等(2008)的研究也表明贺根山地区蛇绿岩确为洋内弧后盆地的产物。可见，在晚泥盆世-中二叠世，华北板块与西伯利亚板块之间存在着古亚洲洋洋盆，并且洋内俯冲作用形成了区域上广泛发育的弧岩浆岩(前述; 弧下加厚地壳熔融形成埃达克岩)，其间(早-中二叠世)伴随着弧后洋盆发育，从而蛇绿岩(295~256Ma)的形成(图 15a)。 Xiao et al.(2003， Xiao et al.2009)， 的研究也得到了相似的结论。之后，晚二叠世-早三叠世，华北板块与西伯利亚板块碰撞缝合；至早-中三叠世，大量后碰撞花岗岩侵位(陈斌等，2001; Chen et al.，2009; 孙德有等，2004; Miao et al.，2008; ; 张连昌等，2008)，同时下地壳拆沉并熔融形成了本区早-中三叠世埃达克岩(图 15b)。上述构造演化模式也到了古生物(Li and Wu，1996; 黄本宏和丁秋红，1998)、古地磁(李朋武等，2006)和碎屑锆石年代学(韩国卿等，2011)研究结果的支持。

图 15

Fig. 15

图 15 中亚造山带东段石炭-三叠纪构造演化模式图(据 Xiao et al., 2003, Xiao et al., 2009, Miao et al., 2007, Miao et al., 2008,修改) Fig. 15 Tectonic evolution model for the eastern segment of Central Asian Orogenic Belt during the Carboniferous to Triassic (after Xiao et al., 2003, Xiao et al., 2009; Miao et al., 2007, Miao et al., 2008)

致谢 野外地质工作期间得到了内蒙古地质调查院尚恒胜高级工程师的大力协助；锆石阴极发光照相得到中国科学院地质与地球物理研究所扫描电镜实验室杨赛红工程师的大力帮助；锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Sr-Nd-Pb同位素测试分别得到了中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室胡兆初教授和周炼教授的热情帮助；在此一并表示衷心的感谢。