大兴安岭中生代岩浆岩及岩浆作用研究进展

杨斌，邓丽军，仲雪辰

（1东华理工大学地球科学学院， 江西南昌 330013；2 江西省地质矿产勘查开发局九一六地质大队， 江西九江 332100 ；3 江西省地质矿产勘查开发局赣中地质大队 ，江西南昌 330002）

大兴安岭中生代岩浆岩及岩浆作用研究进展

杨斌1，邓丽军2，仲雪辰3

（1东华理工大学地球科学学院， 江西南昌 330013；2 江西省地质矿产勘查开发局九一六地质大队， 江西九江 332100 ；3 江西省地质矿产勘查开发局赣中地质大队 ，江西南昌 330002）

大兴安岭地区位于中国雄伟版图的东北部，属于兴蒙造山带的东延部分。本区在地质历史时期曾发生过多期次、多阶段岩浆活动，其中尤以中生代岩浆活动最为强烈，分布最为广泛，与成矿关系最为密切。在总结前人资料的基础上，从构造地质背景入手结合锆石同位素测年资料探讨该区中生代岩浆岩和岩浆作用。研究本区中生代岩浆岩及其岩浆作用有助于我们还原其地质历史演化过程并掌握其地质演化发展规律，为该区科研及矿产勘查工作提供借鉴。

大兴安岭；中生代；岩浆岩及岩浆作用

0 引言

大兴安岭地区地处我国东北部边陲，东与小兴安岭、张广才岭毗邻，西以大兴安岭山脉为界与内蒙古自治区为邻，南濒广阔的华北平原，北以黑龙江主航道中心线为界与俄罗斯接壤。随着地质业的发展，在大兴安岭地区矿产资源勘查上取得了一系列成果。由此，也吸引了地质界对本区的关注，尤其与成矿关系密切的中生代岩浆活动更是吸引了无数专家、学者研究的兴趣。本文拟在收集前人研究资料的基础上，进一步总结该区岩浆岩及岩浆作用研究进展。

1 区域地质背景

1.1 大地构造位置

大兴安岭地区位于中亚造山带东端，属于兴蒙造山带东延部分。其北接西伯利亚板块，东临佳木斯地块，南为华北板块北缘增生带，西以呼伦贝尔-二连盆地与俄罗斯西伯利亚-蒙古高原相接。大兴安岭地区由西向东主要由额尔古纳地块、兴安地块和松嫩地块三部分组成［1］，相互之间分别以新林一喜桂图缝合带和贺根山一嫩江一黑河缝合带相隔，与海拉尔盆地、二连盆地和松辽盆地等形成盆岭相间的地质地貌格局（图1）。

图1 大兴安岭地区构造单元划分图［2］Fig. 1 Tectonic unit division in the Daxing'anling area［2］

1.2 区域地质特征

额尔古纳地块位于我国东北地区西北部，是中蒙微地块的东延部分，以蒙古-鄂霍茨克构造带与北部西伯利亚板块交接。由于受西伯利亚板块与华北板块的相互作用，古生代期间位于西伯利亚板块东南陆缘增生带，直至晚古生代末至早中生代早期由于古亚洲洋的最终闭合而归属兴蒙造山带范畴，随后在晚中生代时期进入板内构造变形阶段［3］。额尔古纳地块由基底与盖层两部分组成，其中前寒武纪变质基底主要包含早中兴华渡口群和前中元古代绿岩带及其与之相伴生的花岗质杂岩，盖层主要由古生代-中生代地层及花岗岩组成。

兴安地块位于额尔古纳地块东南部，二者以新林一喜桂图缝合带为界相互毗邻。兴安地块主要由海拉尔盆地、二连盆地和大兴安岭组成。基底性质与额尔古纳地块基本一致，主要有兴华渡口群和佳疙瘩群；盖层以下古生界为主，主要有下寒武统苏中组，鄂依那组以及贝斯特林组。

表1 大兴安岭地区中生代火山岩一览表［5］Table 1 Mesozoic magmatic rocks in the Daxing'anling area［5］

松嫩地块处于东北地区中部地带，东以牡丹江缝合带—佳木斯-伊通断裂为界与佳木斯地块相隔，西以贺根山一嫩江一黑河缝合带为界与兴安地块为邻。主体由松辽盆地组成。该区块以中—新生代盆地的覆盖和岩浆侵入为主要特征。变质岩系较为少见，主要为古生界东风山群和风水沟群等。

2 岩浆岩分布及其特征

2.1 岩浆岩的分布

大兴安岭地区岩浆活动强烈，岩浆岩空间分布广泛，约占该区总面积的75%［4］。该区中生代火山岩地层十分发育，从三叠纪至白垩纪均有出露（表1）。有人曾将大兴安岭地区中生代火山岩划分为西部火山岩带，南部火山岩带和东部火山岩带三大火山岩带［6］。三大火山岩带依据其产出背景的不同其特征也不尽相同。其中，西部火山岩带主要分布于额尔古纳地块大兴安岭一带，岩浆活动时期在晚侏罗世至早白垩世期间，该时期是整个东北地区中生代火山活动最为活跃的时期，岩体年龄由西南向东北呈现逐惭变新趋势。过去曾认为该火山岩带是沿区域构造线主体方向呈NNE向分布的带状火山岩，但随后结合境外俄罗斯及蒙古国领域内中生代火山岩展布情况发现，该火山岩带与境外同时代火山岩在区域上共同构成一个NNE向展布的椭圆形环状火山岩圈。南部火山岩带分布于大兴安岭南部区域，与西部火山岩带不同，该火山岩带活动时限较长，由晚三叠世一直延续至早白垩世，且主要活动于中侏罗世至早白垩世期间，沿锡林浩特-长春一带呈NEE向断续分布。东部火山岩带主要分布于松辽盆地以东地区，主要活动于早白垩世期间，该火山岩带规模较小，呈NNE向零星分布。总体而言，大兴安岭地区中生代岩浆岩具有空间分布广泛，表现为西部分布面积多于东部，主体呈NNE向展布的特征（图2）。

2.2 岩浆岩特征

大兴安岭地区中生代火山岩以酸性岩为主，而中基性岩较少。根据岩石组合和形成时代的不同可将大兴安岭地区中生代火山岩分为北部和南部两部分。其中北部晚侏罗世火山岩以亚碱性岩石为主，而早白垩世火山岩则以碱性岩石为主。南部火山岩以亚碱性系列岩石组合为主，主要为粗面安山岩、流纹岩，少量粗面英安岩和玄武粗安岩［4，8］。数据表明，本区中基性岩石与酸性岩石在主量元素上表现出连续演化的特征。据哈克图解显示，北部中基性岩石与酸性岩石其初始形成岩浆具有成因联系，可能形成于相同的增生事件中，而南部同时期火山岩则表现出具有良好的线性关系，表明二者具有同源性，为同一岩浆分异演化的结果，形成由中基性岩向酸性岩转变的岩石组合［8］。总的来说，大兴安岭中生代火山岩为一套高钾、高碱质的钙碱性火山岩系。地幔岩浆在侵入过程中因伴有不同程度的壳幔混染作用而使得本区火山岩具有复杂性和多样性的特征。

图2 大兴安岭地区中生代岩浆岩分布图［7］Fig. 2 Daxinganling Mesozoic magmatic rocks distribution［7］

3 构造-岩浆活动

大兴安岭地区地处东亚大陆边缘，同处古亚洲构造域和环太平洋构造域两个构造带上［9］。特殊的地理位置使其遭受了古生代末期古亚洲构造域的小陆块拼合、中生代环太平洋构造域的地体增生以及两大构造域的叠加与转换等构造演化过程。大兴安岭地区不同时代不同构造地质背景为后期岩浆活动提供了动力条件和就位空间。正是该区地质历史时期复杂的构造地质背景和岩浆活动为形成该区独特的地质构造格局奠定了重要基础。

3.1 构造地质背景

大兴安岭地区地质历史时期经历了复杂的地质发展演化过程，先后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，古生代古陆块间的会聚、拼合，早中生代碰撞造山、晚中生代造山后伸展垮塌以及大陆边缘弧后伸展等构造演化历史［10］。

表2 大兴安岭地区中生代岩浆旋回［13］Table 2 Mesozoic magmatic cycles in the Daxing'anling area［13］

海西运动末期至印支期，伴随着古亚洲洋的闭合，其周围各板块（西伯利亚板块、中朝板块）相互会聚、拼合形成统一的亚洲大陆。大兴安岭地区进入中生代时期，开始转向环太平洋构造域影响，表现为随整个东亚大陆边缘一起相对太平洋板块做大规模左旋剪切运动。早中生代，地幔岩浆经底侵作用侵入于地壳，岩浆在侵入过程中经壳幔混染作用大规模喷发于地表。随后在晚中生代时期大兴安岭地区随整个中国东部一起参与环太平洋构造域的隆起作用，上地壳的快速隆升及脆性伸展，加之区域大规模的剪切走滑随之形成一系列NNE向的盆-岭构造，中生代末期随着岩石圈热体制的转变及应力的释放转换为盆地坳陷［11～12］。

3.2 岩浆作用

佘宏全通过对大兴安岭地区中北段大量锆石U-Pb测年得知，该区中生代期间存在240～190 Ma、180～160 Ma和150～120Ma三个明显高峰值区间，表明大兴安岭地区中生代期间至少发生过三次大规模的岩浆活动［10］。根据野外地层间接触关系及与邻区地层对比将大兴安岭地区中生代岩浆活动划分为6个岩浆旋回（表2）［13］。其中，印支期侵入岩分为230～220 Ma和220～200 Ma两期，且后期岩浆活动较前期强；而燕山期本区共出现4次火山旋回，分别在195～170 Ma、160～150 Ma、145～130 Ma和100～95 Ma，从侏罗纪至白垩纪火山活动逐步增强，并在晚侏罗世至早白垩世期间达到顶峰。

前已述及大兴安岭地区复杂的构造背景和独特的地理位置使其具有古亚洲构造域和环太平洋构造域双重性质。为此，关于大兴安岭地区岩浆成因不同的学者有着不同的认识。大致可以分为两类：①与太平洋板块向西俯冲引起的东北地区大规模岩浆作用有关；②与板内岩浆作用或是地幔柱活动有关。前文提到林强等［6］曾将大兴安岭中生代岩浆岩划分为三大火山岩带，并从不同构造背景对三大火山岩带成因机制作了详述。认为西部环状火山岩带的形成可能与古亚洲洋闭合过程中壳幔相互作用引起的深部热地幔柱的上升有关。南部火山岩带与古亚洲构造域向环太平洋构造域转换时期块体大规模的走滑拉伸构造有关，而东部火山岩带则是晚中生代期间太平洋板块向东亚大陆斜向俯冲作用的产物。有学者曾提出中生代该区火山岩带及基底褶皱构造线表现出与大陆边缘具有良好的一致性，且火山岩带逐步向大陆边缘递进，由此认为这是太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲的结果［14］。刘德来通过火山岩主元素与稀土元素分析时论证了这一结果［15］。也有学者通过对该区岩浆岩岩石化学、同位素地质学以及岩石圈时空演化等多个角度分析论证：认为该区晚中生代岩浆的形成背景与太平洋板块向东亚大陆边缘下俯冲无直接成因关系，而与板内伸展背景下软流圈上涌引起的底侵作用相关［4，16～17］。同时指出该区晚中生代大规模的左旋剪切走滑是构成大兴安岭地区构造-岩浆展布呈现NNE向的主要原因。东亚大陆相对太平洋板块作大规模剪切运动，致使该区在晚中生代时期形成一系列NNE向走滑断裂及坳陷，并由此控制着岩浆展布。

近年来，随着对东北地区不同地段大量高精度锆石U-Pb系统的年代学测试分析后发现：该区锆石所示年龄峰值与当时所处构造背景具有很好的对应性［18～19］。其中中生代年龄范围在210-160Ma区间，峰值为190Ma，其对应时代为晚三叠一中侏罗世，据推断该时期该区正处于古亚洲构造域向环太平洋构造域转换期内，由此说明该区早中生代时期构造域转换体制下大规模的走滑拉伸为后期岩浆侵位提供了动力条件和就位空间。年龄范围在140～110Ma区间，峰值为115Ma，其对应的时代为早白垩世，该时期为东北亚地区中生代重要的成盆期，是东北亚早白垩纪大火成岩省的形成时间［20］。

有学者在研究东北地区盆地的形成及演化时发现，西部大兴安岭一带火山活动起于晚侏罗世，具体时限为160Ma，在早白垩世早期（130～120Ma）达到顶峰。而相对处于东部的松辽盆地火山活动则开始于早白垩世早期，具体时限为125Ma，在早白至世晚期（110～100Ma）处于火山活动峰期［1］。综上可知，大兴安岭地区中生代时期曾发生过多期次、多阶段的岩浆活动。岩浆作用复杂，不同地段岩浆作用在时间和空间上具有差异性，表现为时间上西部岩浆活动早于东部，而在空间上自西向东岩浆活动强度呈现逐惭减弱、逐步演化的趋势。

4 研究进展及认识

（1）大兴安岭地区构造地质背景复杂，因处于古亚洲构造域和环太平洋构造域2个构造带上而具有双重性质。中生代时期，本区转受环太平洋构造域影响，表现为随整个东亚大陆边缘一起相对太平洋板块做大规模左旋剪切运动。早中生代时期构造域转换体制下大规模的走滑拉伸和晚中生代东亚大陆快速隆起与脆性伸展为后期岩浆大范围侵位提供了动力条件和就位空间，同时也为形成该区岩浆岩带及基底褶皱带呈现NNE向并形成盆岭相间的构造格局奠定了重要基础。（2）大兴安岭地区岩浆活动强烈，岩浆岩分布广泛，总体呈

NNE向带状展布。通过大量锆石

U-Pb同位素测年结果显示：本区中生代时期存在多期次、多阶段岩浆活动，其中以晚侏罗世-早白垩世岩浆活动最为强烈。岩浆作用与当时所处的构造背景息息相关，关于其岩浆成因及其构造背景历来存在争议。总起来说可以分为两类：①太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲引起大规模岩浆作用；②与板内岩浆作用或是地幔柱活动有关。最新研究显示［21］：太平洋板块向西俯冲发生在东亚大规模岩浆活动之后，晚侏罗世一早白垩世东亚大规模岩浆活动同时受控于深部软流圈底辟上涌和洋陆之间大规模的左旋剪切走滑两种不同深度的地质作用。大兴安岭地区在大规模岩浆活动的晚侏罗世一早白垩世期间，正处于洋陆过渡带向大陆边缘活动转换，此时太平洋板块尚未向东亚大陆边缘正向俯冲，而大型剪切走滑所致的地体斜拼贴在碰撞造山时其岩浆作用在时空上都是有限的。因此，以深部软流圈底辟上涌为主伴随洋陆之间大规模的左旋剪切走滑才是该区大规模岩浆作用的成因。

［1］ 周建波，张兴洲，马志红 等.中国东北地区的构造格局与盆地演化［J］.石油与天然气地质，2009，30（5）∶0530～0538.

［2］ 刘兵.大兴安岭地区晚古生代构造演化研究［D］∶ ［博士学位论文］.吉林∶吉林大学，2014.

［3］ 赵不忠，谢学锦，程志中. 大兴安岭成矿带北段区域地球化学背景与成矿带划分［J］.地质学报，2014，88（1）：99～108.

［4］ 邵济安，赵国龙，王忠，等.大兴安岭中生代火山活动构造背景［J］.地质评论，1999，（45）∶422～430.

［5］ 邵积东，谭强，王惠，等.大兴安岭地区中生代地层特征及侏罗一白至纪界线的讨论［J］.地质与资源，2011，20（1）∶ 4～11.

［6］ 林强，葛文春，孙德有，等.中国东北地区中生代火山岩的大地构造意义［J］.中国地质科学，1998，33（2）：129～138.

［7］ 范蔚茗，郭锋，高晓峰，等. 东北地区中生代火成岩Sr-Nd同位素区划及其大地构造意义［J］.地球化学，2008，37（4）：361～372.

［8］ 张吉衡. 大兴安岭中生代火山岩年代学及地球化学研究［D］∶ ［博士学位论文］∶武汉：中国地质大学，2009.

［9］ 巫建华，郭国林，刘帅，等.大地构造学基础与中国地质学概论［M］.北京∶地质出版社，2013.

［10］佘宏全，李进文，向安平，等.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［J］.岩石学报，2012，28（2）∶571～594.

［11］刘德来，陈发景，关德范，等.松辽盆地形成、发展与岩石圈动力学［J］.地质科学.1996，31（4）397～408.

［12］邵济安，张履桥，肖庆辉，等. 中生代大兴安岭的隆起—一种可能的陆内造山机制［J］.岩石学报，2005，21（3）：789～794.

［13］王东方，权恒.大兴安岭中生代构造岩浆作用［J］.地球科学，1984，26（3）∶81～90.

［14］刘嘉麒.中国东北地区新生代火山岩的年代学研究［J］.岩石学报， 1989，（3）∶ 209～216.

［15］刘德来，陈发景，杨丰平，等.中国东北地区中生代火山岩与板块构造环境［J］.大庆石油学院学报，1994，18（2）∶1～8.

［16］邵济安，刘福田，陈辉，等. 西北太平洋地震层析剖面及地球动力学启示［J］.地球科学进展，2000，10（8）：757～760.

［17］邵济安，刘福田，陈辉，等.大兴安岭一燕山晚中生代岩浆活动与俯冲作用关系［J］.地质学报，2001，75（1），56～63.

［18］周建波，张兴洲，Simon A WILDE，等.黑龙江杂岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义［J］.岩石学报，2009，28（8）：1924-1936.

［19］Zhou J B，Wilde S A， Zhana X Z. The onset of Pacific margin accretion in NE China evidence from the Heilongjiang highypressure metamorphic belt［J］. Tectonophysics，2009， （10）∶1016

［20］Wu F.Y， Lin J.Q， Wilde S.A. Nature and significance of the Early Cretaceous giant igneous event in eastern China. Earth Planet. Sci. Lett. 2005a ，（233）∶103～119.

［21］邵济安，唐克东. 东北亚中生代洋陆过渡带的研究及启示［J］.岩石学报，2015，31（10），3147～3154.

PROGRESS IN STUDY ON THE MESOZOIC MAGMATIC ROCKS AND MAGMATISM IN DAXING'ANLING

YANG Bin1， DENG Li-jun2， ZHONG Xue-chen3
（1. School of Earth Sciences， East China University of Technology， Nanchang， Jiangxi 330013， China； 2. No.916 Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Jiangxi Province， Jiujiang， Jiangxi 332100， China； 3. Ganzhong Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Jiangxi Province， Nanchang， Jiangxi 330002， China）

∶ The Daxing'anling area lies in northeast of China as a part of the eastern extension of the Xingmeng orogenic belt. In geological history， multi-stage magmatic activities took place in the area， of which the Mesozoic magmatism was the strongest， most widespread and closest to ore formation. On the basis of summarizing previous data， considering structural geology setting and zircon isotopic dating， this paper discussed magmatic rocks and magmatism of the Mesozoic era in the area， and this study is helpful to restoring the geological evolution history and mastering the development law providing reference for scientific research and mineral exploration in the area.

∶ Mesozoic； magmatic rocks and magmatism； Daxing'anling

P588.1

A

2016-01-27

杨斌（1990-），男，江西赣州人，硕士研究生在读，地质学专业，主要研究方向：构造地质学。

1005-6157（2016）02-087-5