許迅
摘要:指出了晚古生代以來,大興安嶺地區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化,隨著古亞洲洋的閉合,太平洋構(gòu)造域繼承了古亞洲域的構(gòu)造并演化成該地區(qū)的主體構(gòu)造。隨著研究的不斷進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)發(fā)育古生代—早中生代火成巖。分析前人研究的基礎(chǔ)并對該地區(qū)進(jìn)行巖漿作用總結(jié)在反演、研究該地區(qū)大地構(gòu)造演化和了解地球動(dòng)力學(xué)過程等方面具有重要意義。總結(jié)了近五年國內(nèi)發(fā)表的關(guān)于大興安嶺地區(qū)印支期(257~205Ma)巖漿作用相關(guān)文獻(xiàn)得出以下結(jié)論:二疊紀(jì)時(shí)期大興安嶺北部地殼發(fā)生與俯沖作用相關(guān)的側(cè)向增生及幔源巖漿底侵相關(guān)的垂向增生;三疊紀(jì)早期由于西拉木倫河—長春—延吉一線的古亞洲洋閉合碰撞,推動(dòng)大興安嶺地區(qū)中部年輕地殼沿賀根山—嫩江—黑河一線由南向北發(fā)生陸內(nèi)俯沖作用,推動(dòng)下地殼及地幔內(nèi)殘余板片向地幔俯沖;中晚三疊世時(shí)期,古亞洲洋閉合,該地區(qū)處于造山作用結(jié)束的后造山—后碰撞構(gòu)造環(huán)境下,地殼處于由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換時(shí)期,同期有大量花崗巖就位,并伴有標(biāo)志造山結(jié)束的磨拉石建造沉積;古亞洲洋構(gòu)造域東段晚三疊世均處于造山后垮塌與伸展的環(huán)境,并且古亞洲洋構(gòu)造域在該地區(qū)的影響至少持續(xù)到晚三疊世。
關(guān)鍵詞:巖漿作用;印支構(gòu)造階段;大興安嶺
中圖分類號:P588.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)2-0138-02
1 區(qū)域地質(zhì)背景
大興安嶺位于興蒙造山帶東段,該造山帶由北向南依次劃分為額爾古納地塊、興安地塊和松嫩地塊[1]。大興安嶺地區(qū)的地層較多且復(fù)雜,有學(xué)者將大興安嶺地區(qū)地層劃分為興安地層區(qū)以及內(nèi)蒙古草原地層區(qū)[2]。在印支構(gòu)造階段,大興安嶺地層中的內(nèi)蒙古草原地層區(qū)主要包括下二疊統(tǒng)壽山溝組的碳酸鹽巖建造及碎屑巖建造、下二疊統(tǒng)大石寨組火山巖組合、中二疊統(tǒng)哲斯組灰?guī)r及砂巖組合、上二疊統(tǒng)林西組砂巖及泥巖組合、下三疊同老龍頭組砂巖及礫巖組合;大興安嶺地層的興安地層區(qū)主要包括下二疊統(tǒng)寶力高廟組中酸性-中基性火山熔巖及碎屑巖、中二疊哲斯組灰?guī)r及砂巖組合、上二疊統(tǒng)林西組砂巖及泥巖組合、下三疊統(tǒng)老龍頭組砂巖及礫巖組合。對于大興安嶺地區(qū)的二疊世地層與三疊世地層的接觸關(guān)系,相關(guān)研究表明目前存在不一致的觀點(diǎn),主要原因在于對大興安嶺地區(qū)三疊紀(jì)地層的認(rèn)識不充分。
由于興蒙造山帶具有多塊體、多階段演化的特點(diǎn)[3],因此對該地區(qū)晚古生代-中生代的地質(zhì)演化過程較為復(fù)雜,研究較為困難。盡管古亞洲洋閉合的確切時(shí)間仍然還有爭議,大多數(shù)研究者認(rèn)為最終閉合在晚古生代[4],隨著古亞洲洋的閉合,太平洋構(gòu)造域繼承了古亞洲域的構(gòu)造并演化成該地區(qū)的主體構(gòu)造。隨著研究的不斷進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)發(fā)育古生代—早中生代火成巖。在大興安嶺地區(qū),晚古生代的火山巖出露面積廣泛,高達(dá)十幾萬平方公里,這也是構(gòu)成大興安嶺地區(qū)巖石的主體部分。研究區(qū)侵入巖發(fā)育且?guī)r石類型較為復(fù)雜,由基性到酸性均有分布,其中以花崗質(zhì)巖石為主,廣泛出露的花崗質(zhì)巖石的相關(guān)年代學(xué)研究表明印支構(gòu)造階段為其形成的重要時(shí)期[5],但對于該地區(qū)相關(guān)巖石的詳細(xì)年代學(xué)研究還不足。
大興安嶺地區(qū)區(qū)域構(gòu)造演化也十分復(fù)雜,從晚泥盆世-早石炭世大陸邊緣體系開始,區(qū)域內(nèi)泥盆紀(jì)火山巖形成于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境[6];巖相古地理也反映了下石炭統(tǒng)沿賀根山-嫩江-黑河一線以北分布,具有活動(dòng)大陸邊緣相的特點(diǎn)[7],大興安嶺地區(qū)發(fā)育弧—盆體系,此時(shí)額爾古納-興安地塊東側(cè)為活動(dòng)陸緣演化階段,構(gòu)造應(yīng)力場為NW-SE向擠壓。晚石炭世-中二疊世進(jìn)入碰撞后伸展階段:額爾古納-興安地塊與松嫩地塊的碰撞拼貼于早石炭世晚期沿賀根山-嫩江-黑河縫合帶結(jié)束,形成了“北部地塊群”。碰撞后期,由于大洋板片斷離,導(dǎo)致軟流圈上涌、巖石圈伸展減薄,形成了塔源—吉峰一線的深成基性巖侵入,此時(shí)研究區(qū)處于碰撞造山后的伸展階段。晚二疊世末“北部地塊群”與華北板塊拼貼碰撞階段,在晚二疊世-早三疊世(~250Ma)完成最終的碰撞拼貼,轉(zhuǎn)入陸內(nèi)演化階段。
2 相關(guān)學(xué)者研究新進(jìn)展
印支期巖漿活動(dòng)認(rèn)識薄弱,確認(rèn)并具有同位素年齡的印支期巖漿巖較少,隨著研究深入,各地不斷發(fā)現(xiàn)印支期巖體分布,印支期巖漿巖與成礦的關(guān)系越來越受到人們的重視。
邵濟(jì)安[8]認(rèn)為大興安嶺中南段三疊紀(jì)時(shí)期深部開始了一系列熱事件。早三疊世中下地殼于幔隆初始階段,在板底墊托的作用下局部熔融形成的。軟流圈上隆為幔源巖漿的活躍創(chuàng)造條件,由于處于初始幔隆階段,伸展作用的強(qiáng)度有限,深部物質(zhì)從殼幔邊界上升。在大興安嶺中南段確定了一系列以晚三疊世為主的超基性巖和含幔源包體的中—基性巖體。
柴麗潔[9]認(rèn)為大興安嶺中南段從晚三疊世以來的深成巖漿活動(dòng)經(jīng)歷了超基性—基性—酸性—堿性的過程。巖漿演化過程伴隨著巖漿侵位界面的不斷提高,隨著巖漿侵位界面提高,逐漸從封閉系統(tǒng)到開放系統(tǒng)。晚期花崗巖侵位深度小,晚期巖漿巖漿結(jié)晶深度及定位深度逐漸變淺,被熔的殼源物質(zhì)不斷增加。漿活動(dòng)界面隨時(shí)間不斷抬高,從深成侵入體到淺成—超淺成乃至次火山巖、火山巖,然而它們卻起源于統(tǒng)一的深部巖漿房,不排除巖漿在上涌過程中有殼源物質(zhì)的加入。
劉兵[2]認(rèn)為大興安嶺地區(qū)早石炭世為南陸北海的構(gòu)造格局;晚石炭世—中二疊世為南海北陸的構(gòu)造格局,晚石炭世進(jìn)入碰撞后伸展階段,一直延續(xù)到中二疊世,因此晚石炭世到中二疊世構(gòu)造背景為伸展環(huán)境;晚二疊世—早三疊世為“北部地塊群”與華北板塊碰撞拼貼階段,最終縫合帶應(yīng)為西拉木倫河縫合帶,此后轉(zhuǎn)入陸內(nèi)演化階段。
李世超[10]認(rèn)為早三疊世由于古亞洲洋沿西拉木倫河-長春-延吉一線的閉合、碰撞使賀根山-黑河構(gòu)造帶活化,碰撞應(yīng)力或碰撞蠕散應(yīng)力推動(dòng)該地區(qū)年輕地殼沿賀根山-嫩江-黑河一線由南向北俯沖,推動(dòng)下地殼或地幔內(nèi)殘余板片向更深的地幔推進(jìn)并熔融。古亞洲洋的閉合是以西拉木倫河-長春-延吉一線為主體碰撞帶,賀根山-嫩江-黑河一線為地塊內(nèi)部構(gòu)造活化帶的陸內(nèi)俯沖,時(shí)間上前者早于后者,規(guī)模上前者大于后者,古亞洲洋構(gòu)造域?qū)ρ芯繀^(qū)的影響至少延續(xù)到晚三疊世。
尹志剛[11]認(rèn)為大興安嶺中生代火山巖應(yīng)形成于板內(nèi)環(huán)境,早白堊世火山巖可能形成于大陸裂谷環(huán)境??赡芘c地幔上隆所引起巖石圈伸展減薄作用有關(guān)。
王東方[12]認(rèn)為印支期運(yùn)動(dòng)結(jié)束了中國南海北陸的局面,沿大興安嶺—太行山—武陵山的兩側(cè)出現(xiàn)了顯著的東西分異。這條斷裂帶的南段自太古代末期已開始形成,它與重力異常帶基本吻合。大興安嶺東緣斷裂在中生代早期活化以來,逐漸向北延伸,同時(shí)使基底北東向扭性斷裂變?yōu)閺埿粤验_,并控制了大興安嶺中生代的巖漿侵入與噴出。
張吉衡[13]認(rèn)為晚中生代期間東北地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的巖石圈減薄事件。太平洋板塊的俯沖作用和巖石圈拆沉作用是巖石圈減薄的主要作用機(jī)制,在巖石圈拆沉減薄過程中,大量軟流圈物質(zhì)上涌并加熱巖石圈,使原有的形成于古亞洲洋閉合期間的具有富集性質(zhì)巖石圈地幔被全部移除,而部分地殼物質(zhì)也被拆沉移除。作為巖石圈減薄作用的淺部效應(yīng),在大興安嶺地區(qū)形成了大規(guī)模的火山侵入作用,同時(shí)形成了具有復(fù)雜地球化學(xué)特征的中基性和酸性火山巖。
3 結(jié)語
在前人研究的基礎(chǔ)上對該地區(qū)印支構(gòu)造階段巖漿作用進(jìn)行了總結(jié),結(jié)果如下:二疊紀(jì)時(shí)期大興安嶺北部地殼發(fā)生與俯沖作用相關(guān)的側(cè)向增生及幔源巖漿底侵相關(guān)的垂向增生,此時(shí)巖漿作用發(fā)生在伸展環(huán)境;晚二疊世構(gòu)造背景發(fā)生轉(zhuǎn)變,三疊紀(jì)早期由于西拉木倫河—長春—延吉一線的古亞洲洋閉合碰撞,推動(dòng)大興安嶺地區(qū)中部年輕地殼沿賀根山—嫩江—黑河一線由南向北發(fā)生陸內(nèi)俯沖作用,推動(dòng)下地殼及地幔內(nèi)殘余板片向地幔俯沖。中晚三疊世時(shí)期,古亞洲洋閉合,該地區(qū)處于造山作用結(jié)束的后造山—后碰撞構(gòu)造環(huán)境下,地殼處于由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換時(shí)期,同期有大量花崗巖就位,并伴有標(biāo)志造山結(jié)束的磨拉石建造沉積。古亞洲洋構(gòu)造域東段晚三疊世均處于造山后垮塌與伸展的環(huán)境,并且古亞洲洋構(gòu)造域在該地區(qū)的影響至少持續(xù)到晚三疊世。
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New Research Progress on Magmatism of Great Khingan Range
in Indosinian Tectonic Stage
Xu Xun
(College of Earth Science,East China Institute of Technology,Nanchang,Jiangxi330013, China)
Abstract: Since the late Paleozoic, the area experienced a complex tectonic domain transformation process, after the final closure of ancientAsian Ocean, the Pacific tectonic domain gradually became the main area, gradually transformed and inherited structural pattern of ancient Asian region. With the continuously research, we found that this region was riched in early Paleozoic-Mesozoicigneous rock. Based on the analysis of previous studies, we concluded that the magmatism, the regional tectonic evolution and geodynamic process in the region was of great significance. Therefore, this paper summarized the related literature about the Great Khingan Range indosinian(257~205Ma) magmatism of the past five years published domestic to the followingconclusions: The northern crust of Great Khingan Range hyperplasia in Permian period, the hyperplasia way included bothsubduction-related lateral hyperplasia and mantle-derived magma underplating associated vertical hyperplasi. Early Triassic ancient Asian ocean collision closed along Xilamulun river-Changchun-Yanji, pushing the young continental crust in the central of dived occurred from south to north along the line of Hegenshan-Heihe-Nenjiang, and pushing residue plate of the lower crust or mantle to deeper mantle, forming hadataolegai group adakites.In the middle-late Triassic period,after closed and the end of the orogen, Great Khingan Range in the metaorogeny-post-collisional tectonic environment,the crustwas in the transformation period of extrusion to extension, a lot of granite in place at the same time, accompanied by molasses deposition, which was the mark of the end of the orogenic. The eastern section of the ancient Asian Ocean tectonic domain of the Late Triassic was in the post-orogenic collapse and extended environment, and the impact of ancient Asian Ocean tectonic domain in the region lasted at least until the Late Triassic.
Key words: magmatism;Indosinian Tectonic Stage;Great Khingan Range