兴蒙造山带延绵于蒙古、俄罗斯东部以及我国境内的内蒙古和东北地区，是中亚造山带的组成部分之一，因此具有重要的研究意义。其中，大兴安岭地区位于兴蒙造山带的东段，存在广泛的显生宙岩浆作用，形成了举世瞩目的“花岗岩海”(吴福元等, 1999; Wu et al., 2011)。同时，这些显生宙花岗质岩石的发现也为探讨兴蒙造山带东段的构造演化历史和地壳增生事件等科学问题提供了重要的地质证据。近年来大量相关的高精度年代学与地球化学研究(Wu et al., 2002, 2003; Yang et al., 2016; 葛文春等, 2005a, b, 2007; 隋振民等, 2007; 王兴安等, 2012; 王伟等, 2012)已初步建立了大兴安岭显生宙花岗质岩石的年代学格架(Wu et al., 2011)，深化了关于该地区构造-岩浆作用的认识。早期研究曾普遍认为大兴安岭广泛发育的花岗质岩石主要为海西期岩浆作用的产物，属于古生代板块俯冲和碰撞的产物(赵春荆和李之彤, 1983; 内蒙古自治区地质矿产局, 1991)，但是该认识缺乏高精度的年代学资料的证实。近年来高精度的年代学研究不断开展，已发现大兴安岭地区显生宙花岗质岩石主要形成于中生代，而非早前认识的晚古生代(Dong et al., 2016b; 葛文春等, 2005b; 张健等, 2011; 王兴安等, 2012; 崔芳华等, 2013; 施璐等, 2013; 陈飞等, 2016; 纪政等, 2016)。此外，目前关于这些中生代花岗质岩石形成相关的地球动力学机制等问题仍然存在很大争议(Dong et al., 2016b; 葛文春等, 2005b; 隋振民等, 2007; 张彦龙等, 2010; 王伟等, 2012; 陈飞等, 2016; 纪政等, 2016; 唐杰等, 2016)，其中部分学者认为大兴安岭地区中生代花岗质岩石的形成与古太平洋板块的俯冲作用有关(Dong et al., 2016b; 葛文春等, 2005b; 隋振民等, 2007; 张彦龙等, 2010)，而另外一些学者提出这些花岗质岩石的产生与蒙古-鄂霍茨克构造域的演化关系密切(王伟等, 2012; 陈飞等, 2016; 纪政等, 2016; 唐杰等, 2016)。大兴安岭地区中生代构造-岩浆作用的认识是东北地学研究的重点问题，同时也制约了东北地学研究的发展。综上，本文选择大兴安岭中部塔尔气杂岩体为研究对象，对其进行系统的岩相学、锆石U-Pb-Hf测试分析以及地球化学研究，从而准确厘定该岩体的形成时代、成因以及构造背景，为深入探讨兴蒙造山带中生代构造-岩浆演化历史提供依据。

塔尔气地区位于大兴安岭中部，大地构造位置属于兴安地块(图 1b)。其中，兴安地块北侧为额尔古纳地块，南侧为松嫩地块。古生代时期，大兴安岭地区主要受古亚洲洋构造域演化的影响(Wu et al., 2002; 孙德有等, 2004)，并从中生代以来进入古太平洋构造域或蒙古-鄂霍茨克洋构造域演化阶段(Wu et al., 2011; 葛文春等, 2005b; 许文良等, 2013)。研究区前中生代地层零星出露，主要为新元古代佳疙瘩组和奥陶系裸河组，其中佳疙瘩组岩性为黑云母石英片岩、黑云绿泥石英片岩、角闪绿泥片岩等；奥陶系裸河组岩性主要为绢云长英片岩、绿泥石英片岩和粉砂岩。研究区中生代地层主要为中侏罗世-早白垩世的火山-沉积岩(塔木兰沟组、满克头鄂博组、玛尼吐组和白音高老组)，新生代地层主要为大黑沟期玄武岩和第四纪沉积物。此外，研究区广泛发育花岗质岩石，前人在1:20万绰尔幅区域地质调查报告中(黑龙江省地质局, 1981^①)将这些花岗质岩石主要划分为海西期和燕山期，其中海西期花岗质岩石主要以岩基状产出，燕山期花岗岩零星分布，呈小岩株产出(图 1a)。

① 黑龙江省地质局. 1981. 1:20万喜桂图旗幅-塔尔其幅-绰尔幅区域地质调查报告

图 1

Fig. 1

图 1 塔尔气杂岩体地质简图 Fig. 1 Geological sketch map of the Taerqi complex

塔尔气杂岩体位于塔尔气镇东侧，在1:20万绰尔幅区域地质调查报告(黑龙江省地质局, 1981)中称之为大牛圈-塔尔巴干台布其和-塔尔其岩体(本文称其为“塔尔气杂岩体”)。由于该岩体侵入到奥陶纪裸河组地层中，原将其时代定为海西中期。根据野外地质特征和总结同位素年代学研究成果，本文认为塔尔气杂岩体为一个多期侵入的复式岩体，发育三期岩浆作用(早石炭世、中侏罗世和早白垩世三期)。其中，早石炭世岩体主要分布在塔尔气镇东部，被中侏罗世花岗岩侵入，该期岩浆作用产物主要为石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩(张健等, 2011)。中侏罗世花岗质岩石构成了塔尔气杂岩体的主体部分，主要岩石类型为二长花岗岩、正长花岗岩及少量花岗闪长岩。此外，早白垩世花岗斑岩呈小岩株或岩脉形式零散发育于岩体内，并与中侏罗世花岗质岩石具有侵入接触关系。

花岗闪长岩  岩石呈灰白色，中细粒半自形粒状结构，块状构造(图 2a)。岩石主要由石英(20%~25%)、斜长石(45%~60%)、碱长石(5%~15%)和黑云母(5%~10%)组成，含少量锆石、磷灰石和磁铁矿等副矿物。斜长石为半自形-自形板状，粒径为1~4mm；碱长石为半自形板状，主要为条纹长石，少量正长石，粒径为1~4mm；石英为他形粒状，粒径为1~3mm；黑云母为片状，具有浅褐-深褐色吸收性，粒径为0.5~1mm。

图 2

Fig. 2

图 2 塔尔气中侏罗世花岗质岩石岩石学特征照片 Q-石英；Pl-斜长石；Kfs-钾长石；Af-碱性长石；Bi-黑云母 Fig. 2 The petrological photographs of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

二长花岗岩  岩石呈浅褐色，中粒半自形粒状结构，块状构造(图 2b)。岩石主要由石英(25%~30%)、斜长石(30%~45%)、碱长石(25%~35%)、黑云母(1%~5%)组成，含少量锆石、磷灰石、磁铁矿等副矿物。斜长石为半自形-自形板状，发育细密的聚片双晶，粒径为2~4mm；碱长石为半自形板状，主要为微斜长石，少量条纹长石，粒径为2~5mm；石英为他形粒状，粒径为1~5mm；黑云母为片状，具有浅褐-深褐色吸收性，粒径为1~2mm。

正长花岗岩  岩石呈肉红色，矿物粒径变化较大，为中粗粒、中粒及中细粒半自形粒状结构，矿物主体粒径为1~7mm，块状构造(图 2c)。岩石主要由石英(20%~30%)、碱长石(45%~65%)、斜长石(10%~15%)、黑云母(3%~10%)组成，含少量锆石、磷灰石、磁铁矿等副矿物。局部斜长石含量减少，岩石类型过渡为碱长花岗岩。斜长石为半自形-自形板状，可见聚片双晶，粒径为1~5mm；碱长石为半自形板状，主要为微斜长石、条纹长石，粒径多在为2~7mm；石英为他形粒状，粒径为1~4mm；黑云母为片状，具有浅褐-深褐色吸收性，粒径在为1~2mm(图 2d)。

锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素测试均在中国科学院地质与地球物理研究所进行。锆石的挑选和处理工作在廊坊区域地质调查研究所进行，采用重液和磁选方法进行分选，并在双目镜下对锆石进行制靶工作，随后对其进行透射光、反射光和阴极发光(CL)图像的采集。锆石制靶与CL图像的采集在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室进行。实验采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对锆石进行U-Pb同位素测年分析，锆石定年过程中激光脉冲为10Hz，激光束斑直径为30μm，剥蚀深度为20~40μm，试验中采用高纯度He气作为剥蚀物质载气。实验分析步骤和数据处理方法见(Wu et al., 2006)，实验测得的数据通过文献(Andersen, 2002)中方法对同位素比值进行校正。Lu-Hf同位素分析选用配有193nm激光取样系统的Neptune多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICP-MS)，激光束斑直径为40μm，激光脉冲宽度为15ns，在ε_Hf(t)和模式年龄计算中，二阶段模式年龄采用平均地壳f_cc=-0.548(Veevers et al., 2005)进行计算，详细分析方法参见谢烈文等(2008)。

主量和微量元素分析在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，主量元素采用压片法X射线荧光光谱(XRF)分析，微量元素采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析完成，主量元素分析精度和准确度优于5%，痕量元素的分析精度和准确度优于10%。

本文对塔尔气杂岩体中4个代表性样品进行了锆石U-Pb测试分析(表 1)。样品的阴极发光图像显示，大部分锆石为自形-半自形晶，普遍发育典型的岩浆震荡生长环带(图 3)，锆石Th/U比值介于0.35~2.02之间，暗示其为岩浆成因锆石。锆石U-Pb测试分析结果列于表 1，相关锆石U-Pb谐和图如图 4所示，其结果以²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄计算，年龄误差为1σ。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 塔尔气地区中侏罗世花岗质岩石LA-ICP-MS U-Pb分析结果 Table 1 Ziron LA-ICP-MS U-Pb analyses for the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area 测点号 Th U Th/U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb (Ma) 207Pb/235U (Ma) 206Pb/238U (Ma) (×10-6) 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ Age 1σ Age 1σ Age 1σ PM02-31-1花岗闪长岩 -01 45.4 60.23 0.75 0.04948 0.00582 0.19146 0.02242 0.02806 0.00055 171 223 178 19 178 3 -02 57.2 79.28 0.72 0.04979 0.00429 0.18703 0.01603 0.02724 0.00048 185 160 174 14 173 3 -03 228 185 1.23 0.04931 0.00309 0.18490 0.01160 0.02719 0.00042 163 114 172 10 173 3 -04 70.6 73.22 0.96 0.04931 0.00489 0.18524 0.01827 0.02724 0.00050 163 187 173 16 173 3 -05 65.5 113 0.58 0.04938 0.00405 0.18591 0.01520 0.02730 0.00045 166 153 173 13 174 3 -06 48.0 59.3 0.81 0.04950 0.00708 0.19189 0.02734 0.02811 0.00056 172 265 178 23 179 4 -07 781 569 1.37 0.04943 0.00167 0.18095 0.00619 0.02655 0.00038 168 53 169 5 169 2 -08 154 208 0.74 0.04938 0.00286 0.18866 0.01093 0.02771 0.00043 166 103 175 9 176 3 -09 186 164 1.13 0.04947 0.00273 0.18505 0.01018 0.02712 0.00043 170 97 172 9 172 3 -10 21.5 24.8 0.87 0.04994 0.01976 0.19247 0.07578 0.02795 0.00123 192 612 179 65 178 8 -11 175 133 1.31 0.04970 0.00473 0.21175 0.02009 0.03089 0.00051 181 183 195 17 196 3 -12 52.6 62.6 0.84 0.04938 0.00589 0.18881 0.02243 0.02773 0.00054 166 228 176 19 176 3 -13 54.8 58.8 0.93 0.04971 0.00680 0.18576 0.02531 0.02710 0.00055 181 260 173 22 172 3 -14 67.8 67.8 1.00 0.04963 0.00475 0.18468 0.01756 0.02698 0.00050 178 179 172 15 172 3 -15 95.9 76.8 1.25 0.04946 0.00450 0.18879 0.01706 0.02768 0.00050 170 169 176 15 176 3 -16 63.5 77.2 0.82 0.04967 0.00564 0.18634 0.02107 0.02721 0.00052 180 219 174 18 173 3 -17 134 119 1.13 0.04963 0.00327 0.18270 0.01197 0.02669 0.00045 178 118 170 10 170 3 -18 388 368 1.05 0.04944 0.00177 0.18780 0.00678 0.02755 0.00039 169 58 175 6 175 2 -19 1198 627 1.91 0.05290 0.00192 0.19580 0.00718 0.02684 0.00037 325 58 182 6 171 2 -20 137 118 1.16 0.04987 0.00438 0.18966 0.01659 0.02758 0.00046 189 166 176 14 175 3 -21 58.7 63.2 0.93 0.04945 0.00474 0.18615 0.01772 0.02730 0.00052 169 178 173 15 174 3 -22 178 166 1.07 0.04971 0.00390 0.18933 0.01480 0.02762 0.00045 181 146 176 13 176 3 -23 319 379 0.84 0.04987 0.00164 0.18661 0.00622 0.02714 0.00038 189 51 174 5 173 2 -24 98.2 95.1 1.03 0.04977 0.00483 0.19065 0.01842 0.02778 0.00048 184 185 177 16 177 3 -25 514 470 1.09 0.05137 0.00222 0.18646 0.00813 0.02632 0.00037 257 74 174 7 167 2 PM01-10-1二长花岗岩 -01 1027 675 1.52 0.10368 0.00308 0.39326 0.01176 0.02751 0.00039 1691 34 337 9 175 3 -02 243 236 1.03 0.04960 0.00307 0.18492 0.01144 0.02704 0.00040 176 113 172 10 172 5 -03 752 632 1.19 0.04605 0.00242 0.16345 0.00831 0.02574 0.00035 114 154 7 164 3 -04 249 282 0.88 0.04966 0.00268 0.18586 0.01003 0.02714 0.00039 179 97 173 9 173 3 -05 716 496 1.44 0.05455 0.00227 0.19782 0.00825 0.02630 0.00038 394 67 183 7 167 3 -06 644 768 0.84 0.04924 0.00171 0.17806 0.00623 0.02622 0.00037 159 55 166 5 167 3 -07 504 582 0.87 0.04937 0.00189 0.17932 0.00691 0.02634 0.00037 165 64 167 6 168 3 -08 1088 1103 0.99 0.04998 0.00148 0.18200 0.00550 0.02641 0.00036 194 45 170 5 168 3 -09 1344 940 1.43 0.05684 0.00178 0.20441 0.00650 0.02608 0.00036 485 46 189 5 166 3 -10 173 175 0.99 0.04939 0.00335 0.18787 0.01270 0.02758 0.00043 166 124 175 11 175 5 -11 1981 1140 1.74 0.05193 0.00160 0.1895 0.00596 0.02646 0.00036 282 47 176 5 168 3 -12 199 171 1.17 0.04949 0.00371 0.18516 0.01384 0.02713 0.00045 171 138 172 12 173 5 -13 1118 726 1.54 0.05730 0.00201 0.21187 0.00754 0.02681 0.00037 503 54 195 6 171 3 -14 905 765 1.18 0.05906 0.00200 0.21255 0.00729 0.02610 0.00037 569 50 196 6 166 3 -15 1213 1010 1.20 0.04956 0.00159 0.17929 0.00587 0.02623 0.00037 174 50 167 5 167 3 -16 980 837 1.17 0.04943 0.00188 0.17805 0.00684 0.02612 0.00038 168 62 166 6 166 3 -17 3167 1885 1.68 0.04924 0.00142 0.18163 0.00538 0.02675 0.00037 159 44 169 5 170 3 -18 446 472 0.94 0.04928 0.00217 0.18527 0.00821 0.02726 0.00040 161 76 173 7 173 5 -19 299 302 0.99 0.04937 0.00230 0.18900 0.00884 0.02776 0.00042 165 81 176 8 177 5 -20 797 807 0.99 0.05067 0.00195 0.18661 0.00730 0.02670 0.00038 226 64 174 6 170 3 -21 559 288 1.94 0.04938 0.00236 0.18353 0.00884 0.02695 0.00040 166 84 171 8 171 5 -22 152 170 0.89 0.04952 0.00345 0.18560 0.01289 0.02718 0.00045 173 126 173 11 173 5 -23 108 121 0.89 0.04985 0.00506 0.19009 0.01903 0.02766 0.00048 188 231 177 16 176 5 -24 1410 1005 1.40 0.04912 0.00155 0.17773 0.00575 0.02624 0.00037 154 49 166 5 167 3 -25 167 213 0.78 0.04854 0.00424 0.18489 0.01589 0.02763 0.00043 126 198 172 14 176 5 PM01-6-1正长花岗岩 -01 190 207 0.92 0.04960 0.00261 0.17860 0.00932 0.02611 0.00040 176 92 167 8 166 3 -02 467 388 1.20 0.04944 0.00163 0.17654 0.00581 0.02589 0.00035 169 52 165 5 165 2 -03 369 284 1.30 0.04946 0.00236 0.18207 0.00862 0.02669 0.00039 170 83 170 7 170 2 -04 345 298 1.15 0.04914 0.00234 0.18107 0.00858 0.02672 0.00038 155 83 169 7 170 2 -05 387 297 1.30 0.04912 0.00238 0.17601 0.00847 0.02599 0.00037 154 85 165 7 165 2 -06 565 396 1.43 0.04931 0.00187 0.17876 0.00673 0.02629 0.00037 163 62 167 6 167 2 -07 901 808 1.12 0.04946 0.00152 0.17527 0.00538 0.02569 0.00035 170 46 164 5 164 2 -08 436 496 0.88 0.04960 0.00180 0.17643 0.00638 0.02579 0.00035 176 59 165 6 164 2 -09 717 734 0.98 0.05182 0.00178 0.18265 0.00625 0.02556 0.00035 277 53 170 5 163 2 -10 190 176 1.08 0.04934 0.00289 0.18061 0.01048 0.02655 0.00042 164 103 169 9 169 3 -11 412 256 1.61 0.05048 0.00304 0.18432 0.01105 0.02648 0.00038 217 111 172 9 168 2 -12 325 295 1.10 0.04940 0.00202 0.17884 0.00724 0.02625 0.00037 167 68 167 6 167 2 -13 210 255 0.82 0.04934 0.00243 0.18166 0.00888 0.02670 0.00040 164 86 169 8 170 3 -14 422 446 0.95 0.04934 0.00176 0.17940 0.00636 0.02636 0.00037 164 57 168 5 168 2 -15 166 147 1.13 0.04944 0.00305 0.18166 0.01111 0.02665 0.00042 169 110 169 10 170 3 -16 321 338 0.95 0.04915 0.00211 0.17528 0.00748 0.02586 0.00037 155 73 164 6 165 2 -17 756 440 1.72 0.04941 0.00173 0.17913 0.00623 0.02629 0.00036 167 56 167 5 167 2 -18 261 281 0.93 0.04926 0.00232 0.17575 0.00818 0.02587 0.00039 160 80 164 7 165 2 -19 100 128 0.78 0.04907 0.00333 0.17438 0.01174 0.02577 0.00041 151 122 163 10 164 3 -20 458 327 1.40 0.05001 0.00218 0.18013 0.00776 0.02612 0.00037 195 74 168 7 166 2 -21 122 120 1.01 0.04945 0.00291 0.17806 0.01037 0.02611 0.00041 169 104 166 9 166 3 -22 322 410 0.78 0.04937 0.00194 0.17922 0.00696 0.02632 0.00037 165 64 167 6 167 2 -23 263 252 1.04 0.04927 0.00216 0.17834 0.00773 0.02625 0.00038 161 74 167 7 167 2 -24 224 248 0.90 0.04952 0.00252 0.18202 0.00919 0.02665 0.00039 173 90 170 8 170 2 -25 334 308 1.08 0.04956 0.00251 0.18049 0.00907 0.02641 0.00038 174 90 168 8 168 2 PM01-27-1正长花岗岩 -01 532 737 0.72 0.04907 0.00119 0.17437 0.00434 0.02577 0.00034 151 34 163 4 164 2 -02 868 967 0.90 0.04936 0.00113 0.17571 0.00412 0.02581 0.00033 165 32 164 4 164 2 -03 354 327 1.08 0.04935 0.00185 0.18214 0.00685 0.02676 0.00037 164 62 170 6 170 2 -04 1089 966 1.13 0.04930 0.00110 0.17934 0.00412 0.02638 0.00034 162 30 167 4 168 2 -05 323 453 0.71 0.04941 0.00153 0.17815 0.00556 0.02615 0.00035 167 48 166 5 166 2 -06 966 478 2.02 0.05257 0.00196 0.18695 0.00700 0.02579 0.00036 310 60 174 6 164 2 -07 55.5 52.8 1.05 0.04948 0.00695 0.18142 0.02531 0.02659 0.00056 171 260 169 22 169 4 -08 96.4 118 0.81 0.04938 0.00372 0.18120 0.01358 0.02661 0.00044 166 138 169 12 169 3 -09 211 264 0.80 0.04985 0.00250 0.18102 0.00906 0.02633 0.00037 188 90 169 8 168 2 -10 370 518 0.71 0.04922 0.00161 0.17560 0.00577 0.02587 0.00035 158 51 164 5 165 2 -11 163 209 0.78 0.04605 0.00270 0.16396 0.00940 0.02582 0.00033 128 154 8 164 2 -12 262 338 0.78 0.04917 0.00181 0.17821 0.00657 0.02628 0.00036 156 61 167 6 167 2 -13 486 508 0.96 0.04940 0.00153 0.17232 0.00537 0.02529 0.00034 167 48 161 5 161 2 -14 209 267 0.78 0.04934 0.00228 0.18076 0.00831 0.02657 0.00038 164 80 169 7 169 2 -15 384 381 1.01 0.04929 0.00200 0.17696 0.00719 0.02603 0.00036 162 69 165 6 166 2 -16 1218 1030 1.18 0.04932 0.00130 0.17234 0.00459 0.02534 0.00034 163 38 161 4 161 2 -17 58.8 69.7 0.84 0.04930 0.00588 0.18149 0.02151 0.02670 0.00051 162 228 169 18 170 3 -18 845 676 1.25 0.04947 0.00186 0.17270 0.00651 0.02532 0.00035 170 62 162 6 161 2 -19 1227 718 1.71 0.04935 0.00133 0.17819 0.00483 0.02618 0.00035 164 39 167 4 167 2 -20 326 449 0.73 0.04928 0.00161 0.17937 0.00586 0.02639 0.00036 161 51 168 5 168 2 -21 301 380 0.79 0.04906 0.00178 0.17849 0.00644 0.02638 0.00037 151 58 167 6 168 2 -22 170 239 0.71 0.04935 0.00216 0.18141 0.00789 0.02665 0.00039 164 74 169 7 170 2 -23 208 225 0.92 0.04926 0.00203 0.18104 0.00742 0.02665 0.00039 160 68 169 6 170 2 -24 149 204 0.73 0.04605 0.00421 0.20559 0.01853 0.03238 0.0005 197 190 16 205 3 -25 198 237 0.83 0.04933 0.00192 0.17944 0.00697 0.02638 0.00038 164 64 168 6 168 2

表 1 塔尔气地区中侏罗世花岗质岩石LA-ICP-MS U-Pb分析结果 Table 1 Ziron LA-ICP-MS U-Pb analyses for the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

图 3

Fig. 3

图 3 中侏罗世花岗质岩石锆石CL照片 Fig. 3 CL images of zircons of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

图 4

Fig. 4

图 4 塔尔气中侏罗世花岗质岩石锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 4 Zircon U-Pb concordia diagrams of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

样品PM02-31-1(47°59′13″N、121°18′15″E)岩性为花岗闪长岩。23个锆石颗粒分析结果显示，所有测点均位于U-Pb谐和线上，其²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄介于167~196Ma之间(表 1)，加权平均年龄为173.0±1.3Ma(图 4a)。

样品PM01-10-1(48°00′18″N、121°16′03″E)岩性为二长花岗岩。21个锆石颗粒分析结果显示，所有测点均位于U-Pb谐和线上，其²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄介于164~175Ma之间(表 1)，加权平均年龄为169.4±1.6Ma(图 4b)。

样品PM01-6-1(48°00′05″N、121°15′39″E)岩性为正长花岗岩。25个锆石颗粒分析结果显示，所有测点均位于U-Pb谐和线上，其²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄介于163~170Ma之间(表 1)，加权平均年龄为166.7±0.8Ma(图 4c)。

样品PM01-27-1(48°02′17″N、121°21′20″E)岩性为正长花岗岩。24个锆石颗粒分析结果显示，所有测点均位于U-Pb谐和线上，其²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄介于161~170Ma之间(表 1)，加权平均年龄为166.3±1.2Ma(图 4d)，说明该岩体形成时代为中侏罗世。有1个锆石的表面年龄205Ma，可能为岩浆上升过程中捕获的早期岩浆锆石。

塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石样品的主量元素分析结果见表 2。花岗质岩石样品的SiO₂含量较高，介于70.54%~77.96%之间；K₂O含量介于4.12%~5.13%之间；Na₂O含量介于3.73%~4.97%之间；Na₂O/K₂O介于0.86~1.28之间，平均为1.09；Al₂O₃含量介于11.67%~14.83%之间；TiO₂含量介于0.07%~0.60%之间；MgO含量介于0.02%~0.74%之间；CaO含量介于0.05%~1.44%之间。从铝饱和指数图解(图 5a)上可以看出，A/CNK值在0.9~1.1之间，为准铝质-弱过铝质；在SiO₂-K₂O图解(图 5b)中，位于高钾钙碱性系列。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 塔尔气地区中侏罗世花岗岩主量元素(wt%)及微量元素(×10-6)测试结果 Table 2 Major (wt%) and trace (×10-6) elements data of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area 样品号 PM02-31-1 PM01-10-1 PM01-25 PM01-4-1 PM02-36 PM02-45 LB6025 LB6051 岩性 花岗闪长岩 二长花岗岩 SiO2 73.74 75.37 71.6 75.37 72.6 73.81 70.54 75.29 Al2O3 13.73 13.27 14.83 13.18 14.3 13.56 14.13 13.3 TiO2 0.28 0.15 0.31 0.21 0.29 0.31 0.60 0.21 Fe2O3 1.20 0.89 1.35 0.91 1.26 1.29 1.89 0.93 FeO 0.43 0.19 0.60 0.31 0.55 0.50 1.08 0.38 MnO 0.05 0.05 0.06 0.03 0.07 0.06 0.09 0.05 MgO 0.27 0.08 0.46 0.21 0.47 0.43 0.74 0.24 CaO 0.39 0.11 0.63 0.36 0.45 0.72 1.44 0.64 Na2O 4.06 4.55 4.97 3.99 4.55 4.20 4.41 3.78 K2O 5.13 4.82 4.27 4.66 4.55 4.30 4.12 4.44 P2O5 0.07 0.02 0.09 0.06 0.10 0.08 0.16 0.04 LOI 0.55 0.44 0.75 0.65 0.71 0.65 0.69 0.65 Total 99.89 99.94 99.92 99.94 99.9 99.9 99.9 99.96 La 36.7 42.7 38.2 29.9 50.7 36.1 52.0 41.6 Ce 81.4 83.0 79.1 48.83 78.7 73.3 106 69.6 Pr 7.96 9.02 6.90 6.03 8.49 8.21 12.8 8.26 Nd 27.9 30.3 21.3 20.00 26.9 27.6 47.2 26.4 Sm 5.48 5.71 3.71 3.70 4.71 4.95 9.19 4.21 Eu 0.79 0.55 0.67 0.57 0.76 0.75 1.38 0.55 Gd 4.38 4.90 2.97 3.09 3.89 3.95 7.91 3.85 Tb 0.73 0.82 0.46 0.52 0.59 0.66 1.33 0.56 Dy 4.48 5.15 2.71 3.55 3.53 4.12 7.73 3.16 Ho 0.88 1.04 0.53 0.72 0.72 0.82 1.56 0.65 Er 2.44 2.83 1.45 2.16 2.01 2.31 4.23 1.83 Tm 0.46 0.55 0.29 0.43 0.38 0.42 0.70 0.34 Yb 3.03 3.75 2.15 3.18 2.66 2.85 4.42 2.25 Lu 0.44 0.52 0.30 0.47 0.37 0.37 0.78 0.44 ∑REE 177.0 190.9 160.7 123.1 184.4 166.4 257.3 163.7 δEu 0.47 0.31 0.60 0.50 0.53 0.50 0.48 0.41 LREE/HREE 9.52 8.76 13.8 7.73 12.0 9.73 7.98 11.5 (La/Yb)N 3.90 4.00 3.90 2.1 2.90 2.80 7.58 2.72 V 19.1 7.30 21.9 13.7 22.1 24.2 38.9 19.9 Cr 15.1 15.4 13.9 13.0 13.0 14.1 4.60 4.80 Co 1.24 0.36 2.24 1.08 1.78 1.87 3.29 1.48 Ni 9.03 9.25 9.81 9.59 8.95 9.51 1.30 1.80 Ga 19.8 22.7 20.9 18.4 19.6 18.8 22.6 17.7 Rb 193 176 177 175 177 151 141 157 Sr 91.1 14.5 186 71.3 156 190 210 130 Y 21.0 25.4 10.9 17.40 17.7 20.9 42.7 18.9 Zr 234 208 173 161.7 156 183 293 103 Nb 18.2 21.0 18.8 18.60 19.1 22.1 30.3 16.2 Ba 513 49.1 540 257.5 436 512 501 369 Hf 13.9 12.2 11.4 9.38 9.77 10.6 12.5 4.39 Ta 1.28 1.26 1.33 1.45 1.46 1.76 2.15 1.65 Th 26.2 24.5 28.3 19.79 17.8 22.5 28.4 26.4 U 4.28 2.94 3.34 2.65 4.53 2.94 5.19 5.03 Pb 17.1 18.9 20.4 16.9 16.5 15.9 38.8 16.4 样品号 PM01-7 PM01-27 PM01-11 PM01-23 JB5177 JB5176 JB8073 JB8064 LB1098 岩性 正长花岗岩 SiO2 74.37 72.81 75.57 74.94 77.77 77.96 77.48 77.87 77.95 Al2O3 13.53 13.86 12.8 13.0 11.9 11.67 11.98 11.75 11.71 TiO2 0.24 0.34 0.21 0.28 0.15 0.17 0.16 0.16 0.07 Fe2O3 1.40 1.24 0.88 1.06 1.12 0.78 0.74 0.84 1.26 FeO 0.20 0.79 0.55 0.62 0.05 0.38 0.31 0.26 0.14 MnO 0.05 0.08 0.04 0.06 0.03 0.05 0.09 0.08 0.02 MgO 0.21 0.49 0.24 0.37 0.02 0.09 0.09 0.08 0.04 CaO 0.45 1.09 0.53 0.94 0.05 0.07 0.11 0.12 0.07 Na2O 4.28 4.28 4.02 3.99 3.85 3.82 3.73 3.99 4.00 K2O 4.48 4.39 4.66 4.12 4.63 4.59 4.75 4.56 4.32 P2O5 0.06 0.10 0.05 0.07 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 LOI 0.63 0.45 0.39 0.48 0.41 0.36 0.47 0.22 0.39 Total 99.9 99.91 99.94 99.93 99.99 99.96 99.94 99.95 99.97 La 42.3 50.1 17.4 38.2 19.0 33.6 35.3 33.5 28.3 Ce 110 76.7 36.8 67.9 41.7 64.2 70.9 62.5 83.4 Pr 8.27 8.51 4.88 7.74 2.82 5.41 5.8 5.37 7.42 Nd 26.5 27.4 17.2 25.5 7.8 15.2 16.1 14.9 26.4 Sm 4.67 4.59 3.69 4.36 1.08 2.22 2.39 2.26 6.22 Eu 0.60 0.83 0.55 0.72 0.09 0.15 0.20 0.15 0.08 Gd 4.11 3.88 3.14 3.67 1.41 2.53 2.89 2.62 5.66 Tb 0.63 0.61 0.62 0.57 0.23 0.35 0.44 0.40 1.11 Dy 4.17 3.72 4.24 3.58 1.77 2.31 3.22 2.73 7.54 Ho 0.86 0.73 0.87 0.71 0.48 0.58 0.82 0.68 1.61 Er 2.53 2.07 2.54 2.04 1.68 1.94 2.77 2.26 4.61 Tm 0.52 0.40 0.49 0.40 0.37 0.43 0.60 0.48 0.82 Yb 3.71 2.80 3.49 2.90 2.74 3.14 4.43 3.52 5.12 Lu 0.50 0.36 0.46 0.40 0.59 0.68 0.93 0.80 0.91 ∑REE 209.3 182.8 96.34 158.7 81.69 132.7 146.8 132.2 179.2 δEu 0.41 0.59 0.48 0.54 0.23 0.19 0.23 0.19 0.04 LREE/HREE 11.3 11.6 5.08 10.1 7.81 10.1 8.12 8.80 5.55 (La/Yb)N 2.40 4.30 4.00 3.50 3.66 3.57 4.02 3.34 1.34 V 14.2 25.8 7.30 22.2 13.6 11.4 13.6 12.9 10.4 Cr 13.4 14.4 15.4 14.9 4.70 4.40 4.90 4.20 4.20 Co 1.07 2.38 0.36 1.78 1.40 0.38 0.40 0.21 0.46 Ni 8.91 9.16 9.25 9.49 1.30 0.80 1.40 0.80 0.90 Ga 20.1 19.3 22.7 20.0 21.4 21.2 24.1 21.0 26.8 Rb 182 165 176 165 229 215 243 225 245 Sr 72.4 179 14.5 158 8.90 6.40 9.90 7.80 8.40 Y 20.2 18.7 25.4 19.1 15.9 16.7 25.5 20.4 40.5 Zr 182 187 208 159 203 220 226 242 278 Nb 14.0 24.1 21.0 26.0 35.3 40.5 41.2 40.4 55.6 Ba 261 469 49.1 410 23.1 22.4 89.6 27.8 17.8 Hf 9.57 12.0 12.2 10.5 8.18 9.00 9.05 11.0 10.7 Ta 1.08 1.65 1.26 2.00 2.43 3.00 2.99 3.00 5.55 Th 32.5 31.2 24.5 32.4 50.1 28.5 42.8 44.7 40.7 U 2.80 3.80 2.94 4.13 4.47 5.40 13.0 9.20 5.92 Pb 14.6 18.0 18.9 17.4 20.2 17.5 41.5 23.4 13.4

表 2 塔尔气地区中侏罗世花岗岩主量元素(wt%)及微量元素(×10-6)测试结果 Table 2 Major (wt%) and trace (×10-6) elements data of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

图 5

Fig. 5

图 5 塔尔气中侏罗世花岗质岩石的A/CNK-A/NK (a)和SiO2-K2O (b)图解后图 图例同此图 Fig. 5 Aluminous Saturation Index (a) and SiO2 vs. K2O (b) diagrams of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石样品的微量元素分析结果见表 2。球粒陨石标准化稀土元素配分图和原始地幔标准化微量元素蛛网图见图 6。

图 6

Fig. 6

图 6 塔尔气中侏罗世花岗质岩石的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线(a, 标准化值据Boynton, 1984)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b, 标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 6 Chondrite-normalized REE patterns (a, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized trace element spidergrams (b, normalization values after Sun and McDonough, 1989) of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area

塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石样品(除2个样品PM01-11和JB5177，∑REE分别为96.34×10^-6和81.69×10^-6)的稀土元素总量较高，∑REE介于123.1×10^-6~257.3×10^-6之间，平均值为170.9×10^-6。这些花岗质岩石样品具有轻稀土元素(LREE)相对富集，重稀土元素(HREE)相对亏损的特征，其中LREE/HREE、(La/Yb)_N分别介于5.08~13.8、3.36~12.85之间，而且铕负异常较明显(δEu介于0.04~0.60之间，平均为0.40)。此外，中侏罗世塔尔气杂岩体中花岗质岩石样品表现出相对富集Rb、Th、U、Zr等元素，而亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Ti等元素的特征。

塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石样品(PM01-10-1)的锆石进行了25个测点分析(表 3)，其中1个测点的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值明显偏高(0.283074)，ε_Hf(t)=+14.0，两阶段模式年龄较低(269Ma)。其余24个测点的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.282874~0.282985(图 7a)，加权平均值为0.282918±0.00001(n=24)，ε_Hf(t)介于+7.01~+10.9，ε_Hf(t)=+8.84±0.37，两阶段模式年龄为516~768Ma。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 二长花岗岩(样品PM01-10-1)锆石Lu-Hf同位素测试结果 Table 3 Zircon Lu-Hf isotope analysis of the monzogranite (Sample PM01-10-1) 测点号 Age(Ma) 176Yb/177Hf 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 2σ εHf(0) εHf(t) 2σ tDM1(Ma) tDM2(Ma) fLu/Hf 01 170 0.068106 0.002445 0.282886 0.000030 4.05 7.5 1.1 539 737 -0.93 02 0.053525 0.002262 0.282904 0.000026 4.67 8.1 0.9 511 696 -0.93 03 0.058393 0.002380 0.282879 0.000030 3.77 7.2 1.1 550 754 -0.93 04 0.042283 0.001730 0.282935 0.000029 5.78 9.3 1.0 458 621 -0.95 05 0.050832 0.001975 0.282982 0.000028 7.43 10.9 1.0 393 516 -0.94 06 0.071242 0.002701 0.282943 0.000019 6.03 9.5 0.7 460 612 -0.92 07 0.081297 0.002987 0.282905 0.000028 4.69 8.1 1.0 521 700 -0.91 08 0.073746 0.002690 0.282985 0.000026 7.52 10.9 0.9 397 516 -0.92 09 0.063995 0.002385 0.282905 0.000027 4.69 8.2 0.9 512 695 -0.93 10 0.039192 0.001583 0.282899 0.000023 4.48 8.0 0.8 509 703 -0.95 11 0.061954 0.002384 0.282976 0.000034 7.21 10.7 1.2 406 533 -0.93 12 0.044534 0.001754 0.282881 0.000028 3.85 7.4 1.0 537 744 -0.95 13 0.077691 0.002885 0.282874 0.000026 3.61 7.0 0.9 564 768 -0.91 14 0.091072 0.003296 0.283074 0.000023 10.66 14.0 0.8 269 318 -0.90 15 0.084181 0.003180 0.282897 0.000027 4.42 7.8 1.0 535 718 -0.90 16 0.066457 0.002652 0.282900 0.000023 4.51 7.9 0.8 523 708 -0.92 17 0.059222 0.002212 0.282878 0.000029 3.74 7.2 1.0 549 755 -0.93 18 0.066686 0.002640 0.282965 0.000023 6.83 10.3 0.8 425 560 -0.92 19 0.108031 0.004694 0.282913 0.000025 4.97 8.2 0.9 534 694 -0.86 20 0.061091 0.002271 0.282877 0.000022 3.71 7.2 0.8 551 757 -0.93 21 0.120188 0.004236 0.282968 0.000030 6.94 10.2 1.1 440 564 -0.87 22 0.045593 0.001859 0.282949 0.000023 6.26 9.8 0.8 440 591 -0.94 23 0.028236 0.001142 0.282882 0.000021 3.89 7.5 0.8 527 737 -0.97 24 0.056918 0.002187 0.282887 0.000022 4.07 7.6 0.8 535 733 -0.93 25 0.039292 0.001605 0.282973 0.000022 7.10 10.6 0.8 403 535 -0.95

表 3 二长花岗岩(样品PM01-10-1)锆石Lu-Hf同位素测试结果 Table 3 Zircon Lu-Hf isotope analysis of the monzogranite (Sample PM01-10-1)

图 7

Fig. 7

图 7 中侏罗世二长花岗岩Hf同位素特征(a)和εHf(t)-年龄(Ma)图解(b, 底图据Yang et al., 2006) Fig. 7 Characteristics of Hf isotope (a) and εHf(t) vs. Age (Ma) diagram (b, base map after Yang et al., 2006) for the Middle Jurassic monzogranite

前人曾根据塔尔气杂岩体的K-Ar年龄(234~289Ma；黑龙江省地质局, 1981)，将塔尔气杂岩体的侵位时代限定为海西期。但是K-Ar体系具有相对较低的封闭温度，且研究区后期经历了多期次构造岩浆热事件的改造作用，导致获得的K-Ar年龄可能并不能准确反映岩浆的结晶时代。目前，由于锆石富含Th、U而贫普通Pb，且锆石U-Pb体系具有高封闭温度，因此锆石原位U-Pb同位素分析已在确定岩浆岩结晶年龄方面得到了广泛应用。其中，塔尔气杂岩体中锆石普遍具有典型的岩浆震荡生长环带，并具有较高的Th/U比值(0.35~2.02)，表明这些锆石为典型的岩浆成因锆石，因此锆石U-Pb测年结果可以代表岩体的形成时代。

结合前人相关年代学研究结果，认为塔尔气杂岩体为复式岩体，是三期花岗质岩浆作用叠加的产物(早石炭世、中侏罗世和早白垩世)。其中，第一期早石炭世岩浆作用的产物主要为角闪石英闪长岩、角闪花岗闪长岩(333.4±2Ma; Yun et al., 2015)。该期岩浆作用时代与张健等(2011)报道的塔尔气、狼峰附近花岗质岩石的结晶时代相似(335~320Ma)。经野外地质踏勘发现研究区早石炭世侵入岩的出露面积较小，主要呈岩株状产出，并与侏罗纪中粗粒正长花岗岩具有侵入接触关系。第二期中侏罗世岩浆作用的范围相对广泛，其产物是塔尔气杂岩体的主体部分，且可划分为三阶段：第一阶段岩浆作用产物为花岗闪长岩(锆石U-Pb年龄为173.0±1.3Ma)，第二阶段岩浆作用产物为二长花岗岩(锆石U-Pb年龄为169.4±1.6Ma)，第三阶段岩浆作用产物正长花岗岩(锆石U-Pb年龄分别为166.7±0.8Ma和166.3±1.2Ma)。其中，第一阶段岩浆作用的产物花岗闪长岩被正长花岗所侵入，暗示这些花岗闪长岩为该期花岗质岩浆作用的早期产物。虽然野外未直接观察到二长花岗岩与正长花岗岩的侵入接触关系，但依据锆石U-Pb年龄结果，暗示二长花岗岩的形成可能略早于正长花岗岩。综合上述花岗质岩石形成时代的先后关系，发现其与地球化学特征表现出的岩浆分离结晶程度逐渐升高的特点相一致(花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩)。第三期早白垩世岩浆作用的产物主要为花岗斑岩(锆石U-Pb年龄为136.5±1.3Ma; 陈飞等, 2016)，且经野外踏勘发现其呈小岩珠或岩脉形式切穿中侏罗世二长花岗岩和正长花岗岩。此外，中生代花岗质岩石广泛发育于大兴安岭地区，这对理解东北地区岩浆-构造演化历史具有重要意义。

中侏罗世花岗质岩石构成了塔尔气杂岩体的主体部分，主要岩石类型为二长花岗岩、正长花岗岩以及少量花岗闪长岩，矿物组成主要为石英、钾长石和斜长石，含少量黑云母，未见堇青石、石榴子石等富铝矿物，副矿物组合为磁铁矿-榍石-锆石。这些中侏罗世花岗质岩石具有偏铝质-弱过铝质的地球化学特征(大多数样品的A/CNK<1.1，且A/NK>1.0)，且Al₂O₃和P₂O₅含量与SiO₂含量变化具有负相关性。综合样品的岩石学与地球化学特征，认为研究区发育的中侏罗世花岗质岩石并非S型花岗岩(Chappell and White, 1992)，可能为Ⅰ型或A型花岗岩。同时，这些中侏罗世花岗质岩石样品的10000Ga/Al值(平均值2.34)明显低于典型A型花岗岩(2.74)(Wu et al., 2007)，且样品的平均锆石饱和温度为813.18℃(低于典型A型花岗岩，850℃)，因此塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石可能具有Ⅰ型花岗岩特征。此外，在(Zr+Nb+Ce+Y)-(K₂O+Na₂O)/CaO、(Zr+Nb+Ce+Y)-10000×Ga/Al及100×(MgO+FeO^T+TiO₂)/SiO₂-(Al₂O₃+CaO)/(FeO^T+Na₂O+K₂O)判别图解中(图 8)，塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩表现出高分异Ⅰ型花岗岩特征。

图 8

Fig. 8

图 8 塔尔气中侏罗世花岗质岩石的(Zr+Nb+Ce+Y)-(K2O+Na2O)/CaO (a)、(Zr+Nb+Ce+Y)-10000×Ga/Al (b)及(100×(MgO+FeOT+TiO2)/SiO2)-(Al2O3+CaO)/(FeOT+Na2O+K2O) (c)判别图解(据Whalen et al., 1987) Fig. 8 Zr+Nb+Ce+Y vs. (K2O+Na2O)/CaO (a), Zr+Nb+Ce+Y vs. 10000×Ga/Al (b) and 100×(MgO+FeOT+TiO2)/SiO2 vs. (Al2O3+CaO)/(FeOT+Na2O+K2O) (c) discrimination diagrams of the Middle Jurassic granitoids in Taerqi area (after Whalen et al., 1987)

塔尔气杂岩体中中侏罗世二长花岗岩样品的锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf变化于0.282874~0.282985，ε_Hf(t)介于+7.01~+10.9，两阶段模式年龄为516~768Ma。在ε_Hf(t)-t图解上，大多数锆石样品落入兴蒙造山带东段显生宙火成岩ε_Hf(t)值范围内(图 7b)，暗示中侏罗世花岗质岩石的源区主要为新元古代-显生宙期间新增生的陆壳物质。通过总结包括研究区在内整个兴安地块晚古生代-中生代花岗岩的锆石Hf同位素资料，我们发现兴安地块晚古生代-中生代花岗岩普遍具有正ε_Hf(t)值和新元古代-显生宙的两阶段模式年龄(表 4)，暗示兴安地块普遍存在新元古代-显生宙地壳增生事件。此外，塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石样品普遍富硅、富碱、贫铁、贫镁以及贫钙，并亏损Ba、Sr和Eu等元素，暗示其母岩浆经历了相对明显的分离结晶作用。首先，根据分离结晶模拟矢量图(图 9)中的变化趋势，认为Sr、Eu、Ba表现出的负异常可能与斜长石和钾长石的分离结晶作用有关，其次，根据张旗等(2006, 2010)研究结果, 本文还将研究区塔尔气杂岩体中侏罗世花岗质岩石样品按照Sr和Yb含量进行分类，其中大多花岗质岩石样品表现出低或极低Sr(6.40×10^-6~190×10^-6)含量和高Yb(2.15×10^-6~4.43×10^-6)含量的特征，认为属于张旗等(2006, 2010)划分的南岭型(少量为华南型花岗岩)。结合张旗等(2006, 2010)的研究，认为研究区塔尔气杂岩体中侏罗世花岗质岩石的源区压力为 < 0.8GPa，源区残留相主要为斜长石和角闪石。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 兴安地块花岗质岩石的锆石Hf同位素组成特征 Table 4 Zircon Hf Isotopic compositions of the granitoids in Xing'an Block 序号 样品号 岩性 年龄(Ma) εHf(t) tDM2 (Ma) 参考文献 1 WE14-1 花岗闪长岩 331±4 +12.78~+14.54 443~603 赵芝等(2010) 2 GW07005 花岗闪长岩 319±3 +7.8~+12.10 627~954 张彦龙等(2010) 3 GW07007 二长花岗岩 316±4 +5.85~+9.05 753~958 张彦龙等(2010) 4 GW07009 二长花岗岩 315±4 +7.17~+10.28 675~865 张彦龙等(2010) 5 13GW443 碱长花岗岩 315±3 +10.1~+15.1 364~682 田德欣(2015) 6 13GW460 碱长花岗岩 310±2 +7.8~+12.9 502~823 田德欣(2015) 7 14GW179 二长花岗岩 309±2 +6.34~+12.72 484~841 Dong et al. (2016a) 8 04GW023 正长花岗岩 308±3 +6.53~+12.06 648~1149 Dong et al. (2016a) 9 04GW025 二长花岗岩 308±3 +8.56~+11.81 677~972 Dong et al. (2016a) 10 13GW436 碱长花岗岩 307±2 +8.8~+13.8 440~696 田德欣(2015) 11 13GW450 碱长花岗岩 306±2 +7.6~+13.5 458~835 田德欣(2015) 12 GW05157 碱长花岗岩 298±2 +7.11~+11.01 611~861 隋振民等(2009) 13 13GW348 正长花岗岩 244±3 +8.3~+12.1 502~747 Yang et al. (2016) 14 PM008-4-1 二长花岗岩 243±3 +7.45~+10.91 713~1026 刘希雯等(2015) 15 PM013-1-3 二长花岗岩 240±3 +6.55~+12.19 595~1107 刘希雯等(2015) 16 G02017-2 碱长花岗岩 236±2 +9.69~+12.27 493~631 周漪等(2011) 17 13GW234 正长花岗岩 230±2 +4.4~+8.9 691~986 Yang et al. (2016) 18 G02017-1 碱长花岗岩 229±3 +6.62~+14.75 318~748 周漪等(2011) 19 13GW237 正长花岗岩 226±3 +5.4~+11.2 548~911 Yang et al. (2016) 20 13GW222 正长花岗岩 225±2 +6.1~+11.3 534~867 Yang et al. (2016) 21 13GW228 二长花岗岩 214±3 +5.1~+12.9 429~923 Yang et al. (2016) 22 13GW210 二长花岗岩 212±2 +5.7~+11.6 511~882 Yang et al. (2016) 23 13GW255 二长花岗岩 206±2 +7.1~+11.5 507~785 Yang et al. (2016) 24 GW07017 二长花岗岩 187±6 +5.73~+9.42 473~642 张彦龙等(2010) 25 HSW6-12 正长花岗岩 185±2 +7.7~+12.3 624~1012 徐美君等(2013) 26 HSW6-4 正长花岗岩 183±2 +6.3~+12.8 530~1092 徐美君等(2013) 27 G0211-2 黑云母花岗岩 182±3 +9.27~+13.05 384~470 周漪等(2011) 28 13GW280 二长花岗岩 180±1 +5.9~+11.9 461~850 Dong et al. (2016b) 29 13GW276 花岗闪长岩 177±2 +4.0~+10.3 516~865 Dong et al. (2016b) 30 G02013-4 花岗闪长岩 174±4 +9.37~+12.74 405~621 周漪等(2011) 31 GW07019 二长花岗岩 171±4 +4.46~+13.08 573~931 张彦龙等(2010) 32 13GW289 正长花岗岩 171±2 +5.8~+10.6 541~847 Dong et al. (2016b) 33 13GW297 碱长花岗岩 170±2 +7.9~+11.8 547~726 Dong et al. (2016b) 34 GW07012 二长花岗岩 169±3 +5.59~+11.03 511~859 张彦龙等(2010) 35 13GW272 二长花岗岩 151±1 +1.8~+7.8 705~1091 Dong et al. (2016b) 36 13GW349 正长花岗岩 143±1 +4.9~+9.3 598~882 纪政等(2016) 37 13GW375 正长花岗岩 141±2 +2.1~+8.1 676~1062 纪政等(2016) 38 G0208-1 花岗闪长岩 136±3 +6.47~+9.40 586~775 周漪等(2011) 39 G0208-3 花岗闪长岩 134±2 +6.14~+10.22 535~796 周漪等(2011) 40 12GW104 碱长花岗岩 134±1 +7.02~+10.94 638~998 田德欣(2015) 41 12GW106 碱长花岗岩 ~130 +6.42~+14.42 316~1044 田德欣(2015) 42 G0206-2 花岗斑岩 128±3 +5.82~+8.95 683~814 周漪等(2011) 43 G0215-4 碱长花岗岩 125±2 +7.76~+10.69 497~685 周漪等(2011)

表 4 兴安地块花岗质岩石的锆石Hf同位素组成特征 Table 4 Zircon Hf Isotopic compositions of the granitoids in Xing'an Block

图 9

Fig. 9

图 9 中侏罗世花岗质岩石Sr-Ba/Sr (a)、Sr-Ba (b)和La-(La/Yb)N (c)关系图及分离结晶趋势 Fig. 9 Diagrams of Sr vs. Ba/Sr (a), Sr vs. Ba (b) and La vs. (La/Yb)N (c) for the Middle Jurassic granitoids

前人关于东北地区的地质研究曾认为该地区早-中侏罗世花岗质岩石主要发育于小兴安岭和张广才岭，其岩石组合和地球化学特征类似于活动大陆边缘岩浆岩(葛文春等, 2005b; Ge et al., 2007; 隋振民等, 2007; Wu et al., 2011; 王伟等, 2012)，并具有斑岩型钼矿的成矿属性特征(Ge et al., 2007; Chen et al., 2011; 陈衍景等, 2012; 杨言辰等, 2012)，同时提出这些活动大陆边缘环境下发育的早-中侏罗世花岗质岩石与古太平洋板块的俯冲作用密切相关(孙德有等, 2004; 葛文春等, 2005b; Ge et al., 2007; 隋振民等, 2007; Wu et al., 2011)。但是近年来随着地质调查工作的逐步深入以及高精度测年方法的广泛应用，发育于兴蒙造山带东部的中生代侵入岩(或侵入变质杂岩)逐渐被识别出来，其中无论在小兴安岭-张广才岭、松辽盆地，还是额尔古纳和兴安地块均存在早中侏罗世花岗质岩石(表 5)。同时，古太平洋板块俯冲作用对于我国东北地区的时空影响范围还存在着较大争议。近年来不断有学者根据额尔古纳和兴安地块发育的侏罗纪钙碱性岩浆岩组合，提出由于大兴安岭地区远离古太平洋俯冲带，因此松辽盆地以西地区侏罗纪岩浆作用的产生与蒙古-鄂霍茨克洋的南向俯冲有关(孟恩等, 2011; 王伟等, 2012; Xu et al., 2013; 许文良等, 2013; 李宇等, 2015; 唐杰等, 2016)。但是，部分学者认为蒙古-鄂霍茨克大洋可能仅存在北向俯冲作用，并不存在双向俯冲过程(Zorin, 1999)。随着高精度年代学研究技术的不断发展，目前额尔古纳地块已识别出大量中生代岩浆岩，暗示了蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲过程(Wu et al., 2011; Xu et al., 2013; 唐杰等, 2016)。

表 5

Table 5

表 5(Table 5)

表 5 大兴安岭及邻区早中侏罗世花岗质岩石锆石U-Pb年龄 Table 5 Zircon U-Pb ages of the Early-Middle Jurassic granitoids in the Great Xing'an Range and its adjacent region 地块 地区 样品号 岩石类型 年龄(Ma) 坐标位置 参考文献 额尔古纳地块 盘古 GW03138 二长花岗岩 182±1 51°38′27″N、123°41′09″E Wu et al. (2011) 满归 GW03269 正长花岗岩 189±2 52°07′32″N、122°03′54″E Wu et al. (2011) 莫尔道噶 GW04114 二长花岗岩 198±2 51°19′54″N、120°39′56″E Wu et al. (2011) 满洲里南 M141-1 二长花岗岩 179±1 49°25′13″N、11°17′48″E 王天豪等(2014) 满洲里南 M114-2 花岗斑岩 179±1 49°25′13″N、11°17′48″E 王天豪等(2014) 乌奴格吐山铜矿 WS-10 花岗岩 180±0.9 49°25′40.9″N、117°17′39.1″E 佘宏全等(2012) 乌奴格吐山铜矿 WS-12 花岗斑岩 180±0.5 49°25′41.6″N、117°17′48″E 佘宏全等(2012) 乌奴格吐山铜矿 WLS-12 花岗斑岩 196±4.1 49°25′30.3″N、117°17′12.3″E 佘宏全等(2012) 乌奴格吐山铜矿 WLS-15 黑云母花岗岩 197±2.7 49°24′20.9″N、117°19′10.2″E 佘宏全等(2012) 查干陶勒盖山 MZ23-1 二长花岗岩 171±2 49°28′15.5″N、117°60′42.7″E 王伟等(2012) 乌奴格吐山 MZ18-2 正长花岗岩 180±2 49°24′26.8″N、117°19′13.4″E 王伟等(2012) 兴安地块 塔河东南正棋村 GW05067 花岗闪长岩, 190±1 52°31′50.3″N、126°08′24.9″E 隋振民等(2007) 韩家园子 GW05099 石英闪长岩 188±1 52°02′42.8″N、125°38′39.9″E 隋振民等(2007) 兴华一翻身屯 CW05085 二长花岗岩 178±1 52°00′22.2″N、126°12′46″E 隋振民等(2007) 鸡尾甸子 GW05112 二长花岗岩 181±1 51°52′45.3″N、125°47′40.2″E 隋振民等(2007) 黑花山 GW05129 花岗闪长岩, 171±2 50°53′40.8″N、127°04′59.5″E 隋振民等(2007) 新开岭东 2002XKL-2 花岗闪长岩 164±4 50°13′29″N、126°54′29″E 苗来成等(2003) 新开岭西 2002XKL-7 二长花岗岩 167±4 50°15′25″N、126°47′45″E 苗来成等(2003) 乌兰浩特景阳 G0213-4 花岗闪长岩 174±4 46°34′54″N、121°17′47.5″E 葛文春等(2005b) 大石寨 G0211-4 黑云母花岗岩 182±3 44°13′33.8″N、121°28′55.4″E 葛文春等(2005b) 三矿沟铜矿东 GW04512 花岗闪长岩 177±3 50°23′01.9″N、125°39′09.0″E 葛文春等(2007) 三矿沟铜矿东 GW04516 花岗闪长岩 176±3 50°22′50.4″N、125°43′50.4″E 葛文春等(2007) 查巴奇七一沟 GW280 二长花岗岩 180±1 48°38′00.0″N、123°13′36.7″E Dong et al. (2018) 岔路口东新生村 GW276 花岗闪长岩 177±2 48°37′47.4″N、123°11′01.6″E Dong et al. (2018) 鄂伦春北石井 GW289 正长花岗岩 171±2 48°40′09.0″N、123°22′10.0″E Dong et al. (2018) 鄂伦春北石井 GW297 碱长花岗岩 170±2 48°40′15.5″N、123°21′12.0″E Dong et al. (2018) 锦河农场 TC53 花岗闪长岩 171±21 赵海滨等(2007) 卧都河大桥西 JGD-03 花岗岩 171±0.8 50°32.157″N、125°47.271′E 佘宏全等(2012) 梨子山铁矿 LZS-01 花岗闪长岩 161±2.5 48.36463°N、120.8330°E 佘宏全等(2012) 三矿沟 SKG-61 黑云母花岗岩 177±0.35 50°21.500′N、125°43.228′E 佘宏全等(2012) 铜山 TS-04 花岗闪长岩 167±0.7 50°14′53.4″N、125°47′34.5″E 佘宏全等(2012) 松嫩地块 龙镇区朝阳农场 GW07012 二长花岗岩 169±3 48°50′47.5″N、126°31′4.3″E 张彦龙等(2010) 龙镇区朝阳农场 GW07019 二长花岗岩 171±4 49°01′48.3″N、126°22′23.3″E 张彦龙等(2010) 松南121井 SN121 二长花岗岩 165±2 43°47′19″N、124°35′58″E 高福红等(2007) 松南122井 SN122 二长花岗岩 165±1 43°48′18″N、124°37′08″E 高福红等(2007) 松南72井 SN72 钾长花岗岩 161±4 43°48′18″N、124°37′08″E 高福红等(2007) 伊舒地堑昌11 CH11 二长花岗岩 162±2 许文良等(2008) 孙吴县辰清镇 076-1 二长花岗岩 187±2 48°44′3.12″N、127°13′54.6″E 苟军等(2013) 孙吴县辰清镇 078-1 碱长花岗岩 184±2 48°43′6.96″N、127°17′44.5″E 苟军等(2013) 鹿鸣矿区 LMN-01 二长花岗岩 176±2.2 杨言辰等(2012) 霍吉河矿区 HJHN1-01 二长花岗岩 186±1.7 杨言辰等(2012)

表 5 大兴安岭及邻区早中侏罗世花岗质岩石锆石U-Pb年龄 Table 5 Zircon U-Pb ages of the Early-Middle Jurassic granitoids in the Great Xing'an Range and its adjacent region

经过总结前人相关研究成果(表 5)，东北地区侏罗纪花岗质岩石的主要岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、碱长花岗岩以及花岗斑岩，且这些侏罗纪花岗质岩石主要为高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩。至于这些大面积展布横跨不同构造单元的侏罗纪花岗质岩石相关的地球动力学机制问题，显然任何板块的俯冲作用都无法解释。Barbarin (1999)曾提出高钾钙碱性花岗岩(KCG)可以从挤压体制向拉张体制转变的过程中产生，实际代表了构造体制的转变。同时期，大兴安岭地区还发育一系列由断层控制的裂陷盆地(李思田等, 1987)。此外，黑龙江新开岭变质核杂岩形成于中侏罗世，其伸展隆升时间为171~164Ma(赵海滨等, 2007)。因此，同时期断陷盆地的发育和变质核杂岩的出露等地质现象均为大兴安岭地区发育大规模伸展作用的重要证据。关于该期伸展作用的地球动力学机制问题，前人曾普遍认为与古亚洲闭合后的伸展作用有关(吴福元等, 1998)，但是近年来通过对蒙古-鄂霍茨克造山带的不断研究，越来越多的研究者认为该期伸展作用与蒙古-鄂霍茨克洋碰撞造山后的伸展作用密切相关(佘宏全等, 2012; 施璐等, 2017)。这些中侏罗世造山后花岗质岩石的发现同时预示着蒙古-鄂霍茨克洋已于中侏罗世之前发生闭合，而不是前人定义的晚侏罗世-早白垩世(Kravchinsky et al., 2002)。此外，佘宏全等(2011)认为蒙古-鄂霍茨克洋中段可能于三叠纪中期闭合，并在晚三叠世至三叠纪末期达到碰撞高峰。同时，这种碰撞挤压过程将导致岩石圈发生变形并增厚隆升。东北地区大范围缺失三叠纪-早侏罗世沉积记录也表明该时期处于相对隆起的状态。最后，由于受到造山后岩石圈拆沉作用的影响，深部岩浆底侵并诱发增厚的下地壳发生减压熔融，进而形成东北地区大面积发育的造山后花岗质岩石。

通过对塔尔气杂岩体进行锆石U-Pb年代学、全岩岩石地球化学以及锆石Hf同位素研究，并结合前人研究成果，得出如下结论：

(1) 中侏罗世花岗质岩石构成了塔尔气杂岩体的主体，其主要岩石类型为二长花岗岩、正长花岗岩及少量花岗闪长岩，锆石U-Pb年代学表明其形成于173~166Ma。

(2) 塔尔气杂岩体中中侏罗世花岗质岩石具有富硅、富碱、贫铁、贫镁以及贫钙的地球化学特征，属于Ⅰ型花岗岩，其为新元古代-显生宙期间新增生陆壳物质部分熔融的产物。

(3) 塔尔气杂岩体中侏罗世花岗质岩石形成于造山后伸展环境，可能与蒙古-鄂霍茨克洋碰撞造山后的伸展作用密切相关。