趙天雪，孫國(guó)勝，晉瑞香, 何欣，王廣偉

吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061

0 引言

研究區(qū)位于興蒙造山帶東段的興安地塊中部，興安地塊位于新林—喜貴圖斷裂以東，賀根山—黑河斷裂以西，西拉木倫—長(zhǎng)春古亞洲洋縫合帶以北(圖1a)，蒙古—鄂霍茨克縫合帶以南，呈NE向帶狀展布；區(qū)域上以大面積分布中生代基性--中酸性火山巖為特征，中酸性侵入巖有零星出露，是中國(guó)重要的有色金屬、貴金屬及稀土稀有元素等多金屬成礦域。興安地塊古生代經(jīng)歷了古亞洲洋的閉合與多個(gè)微陸塊的拼合[1]，中、新生代又疊加蒙古—鄂霍茨克洋閉合與古太平洋板塊俯沖的遠(yuǎn)程影響[2--7]。目前對(duì)中生代巖漿噴發(fā)、侵位的構(gòu)造背景及巖漿源區(qū)性質(zhì)等方面存在較大的分歧，在中生代巖漿巖形成的構(gòu)造背景方面主要認(rèn)識(shí)有：地幔柱成因模式[6]、 與古亞洲洋和蒙古鄂霍茨克洋閉合有關(guān)的盆嶺型構(gòu)造模式[8]和與太平洋板塊俯沖相關(guān)的弧后伸展構(gòu)造模式[9]等；在巖漿源區(qū)性質(zhì)方面的主要觀點(diǎn)有：①是巖漿底侵作用形成的一套殼、?；烊蹘r漿的產(chǎn)物；②地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融所形成[10--11]；③巖石圈伸展和減薄過(guò)程中富集的巖石圈地幔減壓部分熔融形成[12]；④源區(qū)組分是在繼承古老地塊富集地幔的基礎(chǔ)上疊加了古生代島弧等新生地殼物質(zhì)[8]；⑤物源主要為底侵的新生下地殼和古生代俯沖增生雜巖混源[13]；⑥花崗巖源區(qū)可能為新元古代—顯生宙期間從虧損地幔中新增生的地殼物質(zhì)[14]。

1.第四系；2.白堊系下統(tǒng)白音高老組；3.侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組；4.侏羅系上統(tǒng)滿(mǎn)克頭鄂博組上段；5.侏羅系上統(tǒng)滿(mǎn)克頭鄂博組下段；6.早白堊世堿長(zhǎng)花崗巖；7.采樣位置。圖1 大興安嶺北段斯木科北山地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geological map of northern margin of Simuke Mountain in northern Great Xing’an Range

由于巖石中Sr、Yb含量通?？梢允聚檸r漿源區(qū)的性質(zhì)及壓力條件而備受關(guān)注，林強(qiáng)[15]曾將大興安嶺地區(qū)花崗巖劃分為“高Sr”和“低Sr”型兩類(lèi)花崗巖，其中，高Sr花崗巖類(lèi)起源于相對(duì)虧損的幔源巖漿的分異作用，而低Sr花崗巖類(lèi)的源區(qū)與顯生宙地殼增生時(shí)期起源于地幔的年輕地殼物質(zhì)有關(guān)，即起源于富集型幔源基性巖石的部分熔融。張旗[16]根據(jù)花崗巖中Sr、Yb含量，將花崗巖劃分出：“高Sr低Yb”、“低Sr低Yb”、“低Sr高Yb”和“高Sr高Yb”花崗巖4類(lèi)。其中“高Sr低Yb”、“低Sr高Yb”花崗巖在中國(guó)東部有廣泛的分布；“高Sr高Yb”花崗巖研究資料較少；“低Sr低Yb”型花崗巖在西藏南部高喜馬拉雅地區(qū)有廣泛的分布，而在大興安嶺地區(qū)報(bào)道較少。筆者對(duì)興安地塊中部發(fā)現(xiàn)的斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖進(jìn)行了研究，擬通過(guò)鋯石U--Pb年代學(xué)和Lu--Hf同位素組成、黑云母礦物化學(xué)及全巖地球化學(xué)的研究，為興安地塊中生代“低Sr低Yb”型花崗巖形成的動(dòng)力學(xué)背景及巖漿源區(qū)屬性提供約束依據(jù)。

1 地質(zhì)背景與樣品描述

大興安嶺興安地塊變質(zhì)基底以興華渡口群為代表，主要由矽線石榴片麻巖、長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、角閃巖和石墨片巖組成；形成于元古代，并遭受高綠片巖相--高角閃巖相變質(zhì)。寒武紀(jì)地層缺失，古生代蓋層奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)及早石炭世只有零星出露；為淺海相→海相→淺海相沉積；至晚石炭世北部為陸相沉積，南部仍為海相沉積的古地理格局。興安地塊大面積出露的是中生代中侏羅世—早白堊世基性--中酸性火山巖，由老至新為塔木蘭溝組(J2tm)、滿(mǎn)克頭鄂博組(J3mk)、瑪尼吐組(J3mn)、白音高老組(K1b)和梅勒?qǐng)D組(K1ml)。塔木蘭溝組為玄武質(zhì)、安山質(zhì)火山熔巖和火山碎屑巖夾正常沉積巖；滿(mǎn)克頭鄂博組(J3mk)巖性為酸性火山熔巖、火山碎屑巖及沉積巖；瑪尼吐組巖性為英安--安山巖質(zhì)火山熔巖、火山碎屑巖；白音高老組巖性為酸性熔巖、酸性火山碎屑巖及正常沉積巖；梅勒?qǐng)D組(K1ml)主要巖性為一套氣孔--杏仁狀、致密塊狀粗安巖、玄武巖等中基性火山巖 (圖1b) 。這些火山巖形成于122～173 Ma之間[17--22]。

本文研究的“低Sr低Yb”花崗巖零星出露于內(nèi)蒙古鄂倫春自治旗托河林場(chǎng)東南部的斯木科北山一帶，巖體沿F1、F2兩條SN向斷裂一側(cè)或兩側(cè)呈不規(guī)則狀分布，斯木科北山花崗巖巖體出露面積最大，約12 km2。巖體與滿(mǎn)克頭鄂博組(J3mk)、瑪尼吐組(J3mn)呈侵入接觸，在圍巖中可見(jiàn)從巖體延伸的花崗巖巖脈穿切圍巖地層，外接觸帶局部發(fā)育硅化、綠泥石化。巖石新鮮面呈淺肉紅色，中粗粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為堿性長(zhǎng)石和石英，其中含少量斜長(zhǎng)石、黑云母。堿性長(zhǎng)石為正長(zhǎng)石和條紋長(zhǎng)石，肉紅色，含量約70%～75%，多呈半自形寬板狀，粒徑為2.5～3 mm，正長(zhǎng)石具卡式雙晶，條紋長(zhǎng)石的條紋結(jié)構(gòu)細(xì)密；石英含量20%～25%，灰色，他形粒狀，粒徑為0.5～1 mm，多為細(xì)粒級(jí)；斜長(zhǎng)石含量約5%±，多為半自形板狀，粒徑為0.5～1 mm，聚片雙晶發(fā)育，部分發(fā)生輕微絹云母化；黑云母含量約2%～3%，粒徑約為0.5 mm、片狀，一組極完全解理，特征的褐色--黃色多色性和正吸收性，平行消光、干涉色高(圖2)。另有榍石、磁鐵礦及鋯石等副礦物。

2 樣品分析方法

主量、微量元素分析在吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，選擇8件新鮮巖石樣品，使用瑪瑙研缽碎到200目以下，再將樣品熔制成玻璃餅，主量元素測(cè)定采用XRF--1500X線熒光光譜儀，分析精度高于1%；稱(chēng)取40 mg樣品置于Teflon罐中，然后加入HF和HNO3對(duì)其充分溶解，用體積分?jǐn)?shù)為 l%的HNO3稀釋后，通過(guò)Finnigan--MAT公司生產(chǎn)的雙聚焦電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP--MS)ELEMENT測(cè)定微量和稀土元素，分析精度高于5%。

圖2 堿長(zhǎng)花崗巖的手標(biāo)本照片和正交偏光顯微照片F(xiàn)ig.2 Sample photographs and photomicrographs of alkali-feldspar granites

測(cè)年樣品經(jīng)過(guò)常規(guī)重力和磁選方法進(jìn)行分選，獲得重礦物，在雙目鏡下挑選晶型較好的鋯石顆粒，和標(biāo)樣同時(shí)置于無(wú)色透明的環(huán)氧樹(shù)脂中制成靶，固化后拋光至鋯石中心部位暴露。鋯石陰極發(fā)光(CL)照相在天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測(cè)試室英國(guó)Gatan公司生產(chǎn)的Mono CL3+陰極發(fā)光裝置系統(tǒng)上進(jìn)行； LA--ICP--MS鋯石U--Pb測(cè)年分析在吉林大學(xué)測(cè)試中心激光等離子體質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室完成，分析儀器為美國(guó)New Wave公司生產(chǎn)的193 nm激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)(UP 193SS)，和美國(guó)AGILENT科技有限公司生產(chǎn)的Aglient7500a型四級(jí)桿等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)合構(gòu)成的激光等離子質(zhì)譜儀 (LA--ICP--MS) 。實(shí)驗(yàn)中激光器工作頻率為10 Hz，測(cè)試點(diǎn)的束斑直徑為30 μm，預(yù)剝蝕時(shí)間為5 s，剝蝕時(shí)間為45 s，載氣流采用高純度He氣剝蝕物質(zhì)(流速為0.88 L/min)，以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)進(jìn)行同位素比值校正，標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEMORA和Qinghu為監(jiān)控盲樣。年齡計(jì)算采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)程序Isoplot，鋯石U--Pb同位素比值由ICP--MS測(cè)定，比值采用Glitter程序。鋯石元素含量以國(guó)際標(biāo)樣NIST610為外標(biāo)，Si為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，NIST612和NIST614為監(jiān)控盲樣。單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差全為1 σ，加權(quán)平均值誤差為2 σ，平均年齡值選用206Pb/238U年齡進(jìn)行計(jì)算。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U--Pb定年

鋯石多呈半自形--自形短柱狀，部分晶棱、晶錐殘缺不完整，而呈次圓狀--不規(guī)則粒狀；多數(shù)鋯石在雙目鏡下透明。粒徑多為0.15～0.25 mm，長(zhǎng)寬比介于1∶1～2∶1之間。由微區(qū)陰極發(fā)光CL 照片(圖3) 可見(jiàn)，鋯石具有巖漿型震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)。

圖3 鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 CL images of zircon

鋯石中Th(均值206 μg/g)、U(均值168 μg/g)含量較高，其Th/U比值為 0.76～1.93 ，平均為1.16，>0.4，顯示典型巖漿結(jié)晶鋯石特征。鋯石具有較高的稀土元素含量，∑REE 含量為 393.29～2 244.8 μg/g；LR/HR為0.05～0.16，輕重稀土分餾明顯；在稀土元素配分圖解中，整體呈左傾(圖4)，顯著富集重稀土。具有明顯的Ce/Ce*(Ce/Ce*=32.65～500.02)正異常和Eu/Eu*(Eu/Eu*=0.18～0.64)負(fù)異常，符合殼源巖漿鋯石的稀土元素特征。Ce/Ce*較強(qiáng)的正異常暗示巖石成巖過(guò)程中具有較高的氧逸度；Eu/Eu*負(fù)異常表明巖漿源區(qū)中斜長(zhǎng)石殘留或存在斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。

選取21顆鋯石進(jìn)行LA--ICP--MS U--Pb測(cè)年，分析點(diǎn)的206Pb /238U表面年齡為131～149 Ma(表1)，數(shù)據(jù)位于諧和線上(圖5)，諧和性較好；加權(quán)平均年齡為137.6±2.2 Ma，代表巖石的形成年齡，即斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖侵位于早白堊世早期。

圖4 堿長(zhǎng)花崗巖鋯石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分配模式圖Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns of zircons from alkali-feldspar granites

表1 斯木科北山堿長(zhǎng)花崗巖LA--ICP--MS 鋯石U--Pb 定年結(jié)果

圖5 堿長(zhǎng)花崗巖鋯石U--Pb諧和圖及加權(quán)平均年齡Fig.5 Zircon U--Pb concordia diagram and weight average ages of alkali-feldspar granites

3.2 巖石主量元素和微量元素特征

3.2.1 主量元素

巖石SiO2含量為70.12%～74.57%(表2)，屬酸性巖，Al2O3為12.32%～14.18%，鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.89～1.04，為準(zhǔn)鋁質(zhì)--弱過(guò)鋁質(zhì)巖石。全堿(Na2O+K2O)含量為8.19%～9.17%，具有富堿特征；K2O/Na2O為0.91～1.12，平均為0.99，略富Na。FeOT含量(1.94%～2.50%)較低，CaO (0.44%～1.58%)、MgO(0.20%～0.73%)和TiO2(0.20%～0.37%)含量中等。在A/CNK-A/NK鋁飽和度判別圖解中(圖6a)，樣品點(diǎn)位于準(zhǔn)鋁質(zhì)--過(guò)鋁質(zhì)區(qū)；在SiO2-K2O圖解中(圖6b)，樣品點(diǎn)位于高鉀鈣堿性區(qū)；在SiO2-Na2O+K2O巖石分類(lèi)圖解中(圖6c)，樣品點(diǎn)位于堿性花崗巖與花崗巖過(guò)渡區(qū)。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算，主要礦物為石英(Q)(23.67%～33.2%)、鈉長(zhǎng)石(Ab)(33.71%～41.37%)和正長(zhǎng)石(Or)(25.23%～26.28%)，少量鈣長(zhǎng)石(An)(1.75%～4.6%)、剛玉(C)分子(0～0.67%<1)、透輝石(Di)(0.28%)和紫蘇輝石(Hy)(1.22～2.21)；副礦物出現(xiàn)磁鐵礦(Mt)、鈦鐵礦(Il)和磷灰石(Ap)。堿性長(zhǎng)石(A)(58.15%～63.22%)含量高，斜長(zhǎng)石(P)(3.93%～10.72%)含量較低；這與巖石富堿相吻合。

圖6 堿長(zhǎng)花崗巖A/NK-A/CNK圖解(a)、K2O-SiO2圖解(b)和(Na2O+K2O)-SiO2圖解(c)Fig.6 Diagrams of A/NK-A/CNK(a), K2O-SiO2(b)and (Na2O+K2O)-SiO2 (c) for alkali-feldspar granites

表2 堿長(zhǎng)花崗巖樣品主量元素(10-2)和微量元素(10-6)分析結(jié)果

3.2.2 微量元素

巖石∑REE為76.92×10-6～162.25×10-6，稀土元素總量(ΣREE)較低(表2，圖7a) ；LREE/HREE為11.30～17.53，LaN/YbN為9.37～13.24，輕、重稀土分餾明顯，配分曲線呈右傾型。輕稀土富集(LREE為72.77×10-6～151.43×10-6)，分餾明顯(LaN/SmN為4.78～5.46)；重稀土整體含量較低(HREE為4.15×10-6～10.99×10-6)，分餾較弱(GdN/YbN為1.26～1.34)，曲線比較平坦或略左傾，說(shuō)明巖漿源區(qū)石榴石部分熔融。YbN(28.91)>HoN(24.12)，中稀土虧損，則暗示巖漿源區(qū)有角閃石殘留。Ce/Ce*在1.12～1.67之間，弱--中等的正異常,表明巖石形成于較強(qiáng)的氧化環(huán)境；Eu/Eu*(0.56～0.83)弱--中等負(fù)異常,暗示斜長(zhǎng)石在源區(qū)有部分殘留。

圖7 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分配曲線(a)和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b)Fig.7 Chondrite-normalized REE distribution pattern(a)and primitive mantle-normalized trace element spidergram(b)

在微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖7b)，巖石富集元素Rb、Th、U、Ce、Zr、Hf，虧損Nb、Ta、Sr、Ba、P、Ti，Th/U值(6.16～10.15)較高，Rb/Sr值(0.76～1.62)較低，<10，反映巖漿源區(qū)殼、?；旌咸卣鳌r石中基性相容組分Co(4.48×10-6)、Ni(4.15×10-6)、Cr(6.14×10-6)含量較低，暗示輝石在源區(qū)部分殘留。巖石Sr含量為83.1×10-6～184×10-6，<200×10-6，Yb含量為0.99×10-6～1.82×10-6，<2×10-6，為“低Sr低Yb”花崗巖[16]。

4 討論

4.1 成巖時(shí)代

圖8 大興安嶺中生代花崗巖年齡分布直方圖Fig.8 Histogram of Mesozoic granite age in Great Xing’an Range

葛文春[23]根據(jù)鋯石U--Pb年代學(xué)數(shù)據(jù)將大興安嶺中部烏蘭浩特地區(qū)中生代花崗巖漿活動(dòng)劃分為T(mén)2-T3、J1-J2和K13期。本文對(duì)大興安嶺興安地塊中生代217個(gè)花崗巖年齡(圖8)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，從早三疊世至早白堊世，興安地塊均有花崗巖漿活動(dòng)，其中，J3-K1為巖漿活動(dòng)的高峰期，其次為T(mén)3；T1-T2和J1-J2花崗巖漿活動(dòng)較弱，分布比較局限。在空間上，三疊紀(jì)花崗巖多分布在大興安嶺中南段；早--中侏羅世花崗主要分布在大興安嶺中段烏蘭浩特[23]和北段臥都河地區(qū)[24]等；晚侏羅世—早白堊世花崗巖在大興安嶺地區(qū)廣泛分布。筆者研究的斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖鋯石加權(quán)平均年齡為137.6±2.2 Ma，侵位于早白堊世早期，這和其侵入晚侏羅世滿(mǎn)克頭鄂博組、瑪尼吐組，而被早白堊世白音高老組酸性火山碎屑巖覆蓋的野外地質(zhì)特征(圖1)相吻合，為J3-K1巖漿活動(dòng)的高峰期的產(chǎn)物。

4.2 構(gòu)造背景

目前，古亞洲洋閉合的時(shí)間及縫合帶的位置基本達(dá)成共識(shí)，即在晚二疊世末—早三疊世初華北克拉通和西伯利亞克拉通沿西拉木倫河—長(zhǎng)春一線縫合[25--26]；但在古亞洲洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換與環(huán)太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換時(shí)間上還存在較大的分歧，部分學(xué)者認(rèn)為大興安嶺地區(qū)在中--新生代由古亞洲洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換為環(huán)太平洋構(gòu)造域，但邵濟(jì)安認(rèn)為在中國(guó)東部乃至東亞地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)中生代早、中期古太平洋板塊向歐亞板塊東緣曾發(fā)生俯沖的直接構(gòu)造證據(jù)[27]；趙越等[9]、許文良等[28]研究認(rèn)為中生代環(huán)太平洋構(gòu)造體系對(duì)東北亞大陸影響的空間范圍主要在松遼盆地及以東地區(qū)，大興安嶺等松遼盆地以西以及華北地塊北緣主要受蒙古—鄂霍茨克洋構(gòu)造體系的影響，但蒙古—鄂霍茨克洋的俯沖方向和關(guān)閉時(shí)間尚存在諸多分歧。

大興安嶺地區(qū)缺失T1--J1沉積巖地層，說(shuō)明在T1--J1大興安嶺地區(qū)以擠壓構(gòu)造環(huán)境為主導(dǎo)，呈隆起剝蝕狀態(tài)。大興安嶺由北至南發(fā)育漠河盆地、大興安嶺中斷陷帶、龍江盆地、海拉爾盆地和突泉盆地等一系列斷陷、坳陷，其盆地張裂期均為中侏羅世中--晚期，從區(qū)域盆地演化及地層發(fā)育特征上分析，大興安嶺地殼加厚過(guò)程可能一直持續(xù)到中侏羅世，從中侏羅世晚期開(kāi)始大興安嶺地區(qū)開(kāi)始轉(zhuǎn)化為后碰撞的伸展構(gòu)造背景。大興安嶺中生代(J2-K1)的火山活動(dòng)是大陸巖石圈內(nèi)部伸展背景下幔源巖漿積極參與地殼演化的證據(jù)，而與活動(dòng)大陸邊緣俯沖體制下的巖漿活動(dòng)無(wú)關(guān)[2]。大興安嶺興安地塊T3、J3-K1為巖漿活動(dòng)的高峰期(圖8)，其中，T3花崗巖巖漿活動(dòng)主要分布于興安地塊中南段，與古亞洲洋閉合后的伸展構(gòu)造背景相對(duì)應(yīng)；J3-K1巖漿活動(dòng)高峰期是對(duì)蒙古—鄂霍茨克洋閉合后的后碰撞期--后造山期伸展構(gòu)造背景的響應(yīng)。

巖石樣品點(diǎn)在構(gòu)造環(huán)境Rb-Y+Nb(圖9)判別圖解中，位于后碰撞花崗巖區(qū)內(nèi)。后碰撞是指發(fā)生于峰期碰撞之后--板內(nèi)環(huán)境之間，這時(shí)主要海洋已經(jīng)閉合隆起，構(gòu)造背景以伸展作用為主導(dǎo)，大陸塊體沿巨大剪切帶的大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)、巖石圈拆沉，伴隨裂谷產(chǎn)生等，造成連續(xù)的或幕式的伸展作用；同時(shí)還存在小型海洋板塊的俯沖和合攏，相應(yīng)地形成了多種類(lèi)型的巖漿作用[29]；這也是大興安嶺地區(qū)在晚侏羅世—早白堊世早期I、A型花崗巖均較發(fā)育的原因(圖8)；其中，堿性巖漿作用的出現(xiàn)標(biāo)志著后碰撞階段的結(jié)束和板內(nèi)階段的開(kāi)始。斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖為高鉀鈣堿性巖石，沿大型SN向斷裂F1、F2(圖1)分布，符合后碰撞花崗巖的巖石化學(xué)及產(chǎn)狀特征，是后碰撞階段伸展構(gòu)造環(huán)境下形成的。

圖9 堿長(zhǎng)花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.9 Discrimination diagram for tectonic setting of alkali-feldspar granites

4.3 巖石成因

Liegeoiset[29]認(rèn)為后碰撞巖漿源巖是由先前俯沖和碰撞期間產(chǎn)生的，源區(qū)含有大量新生的成分(juveneilecompan ent)、地幔的或新形成的火成巖地殼或者是沉積巖地殼。推測(cè)斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖的源區(qū)物質(zhì)主要是由富含地幔物質(zhì)、于新元古代—早古生代期間增生的雜巖組成。

花崗巖巖漿Sr、Yb含量受巖漿源區(qū)含量及熔融過(guò)程中殘留相的制約[30]，巖石中Sr主要賦存于斜長(zhǎng)石中，Yb主要賦存于石榴石中，因此源巖中斜長(zhǎng)石、石榴石的熔融或殘留是影響巖漿中Sr、Yb含量的主要因素；而斜長(zhǎng)石、石榴石的熔融或殘留主要受控于壓力。含水拉斑玄武巖部分熔融實(shí)驗(yàn)表明，在0.8～1.3 GPa(700℃～800℃)條件下，即相當(dāng)于地殼厚度30～50 km，殘留相為斜長(zhǎng)石+石榴石+角閃石+輝石，由于石榴石和斜長(zhǎng)石均為殘留相，巖漿具有低Sr低Yb特點(diǎn)[16]。斯木科北山花崗巖樣品中，微量元素低Sr、具有Eu/Eu*弱--中等負(fù)異常，暗示斜長(zhǎng)石源區(qū)部分殘留；低Yb及較低的HREE含量，說(shuō)明石榴石在源區(qū)的殘留；YbN>HoN，中稀土虧損，表明角閃石在源區(qū)為殘留相；基性相容組分Co、Ni、Cr含量較低，暗示輝石等鐵鎂礦物在源區(qū)部分殘留。以上化學(xué)成分特征表明，巖漿源區(qū)殘留相為斜長(zhǎng)石+石榴石+角閃石+輝石，與含水拉斑玄武巖0.8～1.3 GPa(700℃～800℃)條件下部分熔融實(shí)驗(yàn)相吻合。

斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖屬于高鉀鈣堿性系列巖石，主量成分高Si(SiO2=72.32%)、富堿((Na2O+K2O=8.62%)、相對(duì)富Na(K2O/Na2O(0.99)<1)，Al 偏低(A/CNK<1.1)；Eu/Eu*弱--中等負(fù)異常；微量元素富集Rb、Th、U、Ce、Zr、Hf，虧損Sr、Ba、P、Ti，10 000 Ga/Al比值介于2.6～3.1之間，高于A型花崗巖質(zhì)巖石的下限值2.6，具有A型花崗巖化學(xué)成分特征[31]。在10 000Ga /Al比值為基礎(chǔ)的花崗巖成因類(lèi)型判別圖解中(圖10)，巖石樣品點(diǎn)均投入到I & S與A型花崗巖分界線附近A型花崗巖一側(cè)。斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖為A型花崗巖，這與其形成于后碰撞伸展的構(gòu)造背景相吻合。

圖10 花崗巖成因類(lèi)型判別Ce-10 000 Ga/Al圖解(a)、Nb-10 000 Ga/Al圖解(b)、Zr-10 000 Ga/Al圖解(c)和Na2O+K2O-10 000 Ga/Al圖解(d) Fig.10 Diagrams of Ce-10 000 Ga/Al(a), Nb-10 000 Ga/Al(b), Zr-10 000 Ga/Al(c) and (Na2O+K2O)-10 000 Ga/Al(d)for identification of genetic types of granites

綜上所述，早白堊世早期(137 Ma)，受蒙古—鄂霍茨克洋閉合的影響，研究區(qū)處于后碰撞向板內(nèi)的構(gòu)造背景轉(zhuǎn)換時(shí)期，伴有大陸塊體沿剪切帶的大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)、巖石圈拆沉和裂谷形成等,產(chǎn)生連續(xù)的或幕式的伸展作用[29]，由于地殼減薄或構(gòu)造減壓作用，誘發(fā)地殼深部(>30 km)產(chǎn)生深熔作用[32]，其熱能來(lái)自底侵玄武質(zhì)巖漿或地殼加厚、造山過(guò)程中產(chǎn)生的熱能。推測(cè)其初始源巖為新元古代(632 Ma)從虧損地幔中新增生的地殼物質(zhì)(如興華渡口群中的基性火成巖)；巖漿源區(qū)壓力>0.8 GPa，溫度>900℃；源巖部分熔融殘留相為斜長(zhǎng)石+石榴石+角閃石+輝石；由于巖體沿?cái)嗔褞Х植迹种γ}發(fā)育(圖1b)，巖體中未見(jiàn)流動(dòng)構(gòu)造，與圍巖為不整合接觸等產(chǎn)狀特征，推測(cè)巖漿侵位上升過(guò)程中，發(fā)生了頂蝕作用，使早古生代陸源碎屑巖等圍巖物質(zhì)大量進(jìn)入巖漿中，導(dǎo)致與上地殼物質(zhì)混染及巖漿溫度降低而固結(jié)成巖。

5 結(jié)論

(1)斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖的LA--ICP--MS 鋯石U--Pb加權(quán)平均年齡為137.6±2.2 Ma，巖體侵位于早白堊世早期。

(2)初始巖漿為新元古代(632 Ma)從虧損地幔中新增生的年輕地殼物質(zhì)的部分熔融；殘留相為斜長(zhǎng)石+石榴石+角閃石+輝石；巖漿侵位上升過(guò)程中，與早古生代(410 Ma)碎屑巖等圍巖物質(zhì)發(fā)生同化混染。

(3)斯木科北山“低Sr低Yb”花崗巖為A型花崗巖，形成于蒙古—鄂霍茨克洋閉合造山的后碰撞伸展階段；由于造山期加厚的地殼減薄及構(gòu)造減壓，誘發(fā)玄武質(zhì)巖漿底侵，其提供的熱能導(dǎo)致上覆地殼物質(zhì)熔融。