黑龙江莫尔根河区域火山岩岩石学及其地质构造背景研究(2)
发布时间：2014-09-14 20:09
该剖面位于嫩江县四站林场西大韭菜沟北山，未见底，顶部被第四系覆盖，出露厚度大于 1414.94m。主要出露莫尔根河组的下部，为一套中性-酸性火山岩组合，岩性主要有变质安山岩、变质流纹质角砾凝灰岩、变质流纹质晶屑凝灰岩、变质英安质火山角砾岩、变质流纹质火山角砾岩、变流纹岩等，共发育五个喷发韵律：1-4 层为变质安山岩-变质流纹质凝灰岩；5-7 层为变质安山岩-变质英安质火山角砾岩-变质流纹质晶屑凝灰岩；8-9 层为变质安山岩-变质流纹质凝灰岩；10-12 层为变质安山岩-变流纹岩；13-17 为变质安山岩-变质含角砾英安质凝灰岩-变质流纹岩。整体上发育从中性（中酸性）-酸性的喷发韵律，有火山溢流相和爆发空落相，从下往上中性火山岩减少、酸性火山岩增加，溢流相火山岩较少，爆发空落相火山碎屑岩增多。
（2）嫩江县四站林场西莫尔根河组火山岩修测剖面（图 2-3）：该剖面控制厚度＞859.11m，层序自下而上为：
————未见顶————
莫尔根河组下部 ＞859.11 m7．
灰绿色变质流纹岩 28.16 m6．
灰绿-深灰色变质含辉石安山岩 227.85 m5．
灰白色变流纹岩 40.1 m4．灰绿色变质安山岩 234.91 m3．
灰白-深灰色变质安山岩 96.16m2．
灰绿色变质安山岩，上下具杏仁构造146.74 m1．
灰绿-灰黑色变质安山岩，局部为杏仁状安山岩 84.64 m
————未见底————
该剖面局部受到后期岩浆活动影响，层序遭受破坏，出露厚度大于 859.11m，未见顶，底部被早二叠世碱长花岗岩侵入。主要出露莫尔根河组的下部，为一套中性-酸性火山岩组合，岩性主要以变质安山岩、变质英安质安山岩、变质流纹岩为主，共发育三个韵律旋回：1-3 层为变质安山岩-变质英安质安山岩；4-5 层为变质安山岩-变质流纹岩；6-7 层为变质英安质安山岩-变质流纹岩。整体上发育从中性（中酸性）-酸性的喷发旋回，为溢流相。
............................
第 3 章 莫尔根河组火山岩的地球化学特征........................................24
3.1 常量元素............................................24
3.2 稀土元素..................................26
3.3 微量元素...........................................27
第 4 章 莫尔根河组火山岩的成因及形成构造背景
4.1 岩浆起源与演化
莫尔根河组火山岩明显富集大离子亲石元素 Ba 等，亏损 Nb、Ta 等高场强元素，这可能与陆壳物质的参与或与俯冲作用有关。通常认为火山岩中 Nb、Ta等的亏损主要有以下几种原因（赵芝等，2008）：
（1）岩浆源区熔融过程中残留富 HFSE（金红石等）的矿物。金红石明显富集 Nb、Ta 元素，如果岩浆源区熔融时金红石进入残留相，熔体则具有明显亏损 Nb、Ta 的特征，同时也会造成 Zr、Hf、Ti 等的明显亏损。虽然莫尔根河组火山岩具有很低的 Nb 和 Ta 含量，但 TiO2含量较高，并且在微量元素原始蛛网图中也没有明显的 Zr、Hf 亏损。故莫尔根河组火山岩 Nb、Ta 等的亏损不能用岩浆源区残留富集 HFSE 矿物来解释。
（2）岩浆源区或岩浆演化过程中受到陆壳物质的混染作用。莫尔根河组火山岩的 La/Nb、Ba/Nb 值变化范围大，简单陆壳混染的产物应该落在陆壳组成的下方介于陆壳组成和幔源岩浆组成间，这显然不能由低 La/Nb、Ba/Nb 的幔源岩浆经陆壳混染或壳幔物质混合熔融形成（图 4-1）。故莫尔根河组火山岩所显示的HFSE 亏损特征显然不能用单纯的陆壳物质加入来解释。
（3）与俯冲流体或熔体交代作用相关。流体交代和熔体交代两种交代作用都可以引起 Nb、Ta 的亏损，但二者也存在明显的区别。流体交代作用是俯冲板片脱水形成的流体（富集大离子亲石元素）进入上覆地幔楔，发生交代作用使地幔楔橄榄岩部分熔融，形成消减带岩浆，在靠近岛弧方向向俯冲带内侧的大陆方向形成的岩石组合为钙碱性玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩及相应侵入岩组合。熔体交代指俯冲洋壳玄武岩所产生的富水熔体与上覆地幔楔橄榄岩相互作用，形成的岩石组合为埃达克岩-富铌玄武岩-富镁安山岩组合。
研究区莫尔根河组火山岩岩石组合与消减带之上的玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合相当，与俯冲流体交代作用形成的岩石组合系列相似，更接近于岛弧火山岩的岩石组合。
研究区早石炭世莫尔根河组火山岩具有低 Sr/Y 比值和高 Y 含量的地球化学特征，并具有比较大的 Zr/Nb 比值，表明其岩浆源区为组成比较复杂的岛弧火山岩的源区，与俯冲流体交代作用有关。
4.2 莫尔根河组火山岩形成的构造背景
4.2.1 区域地质概况
嫩江地区位于大兴安岭中部东侧，自二十世纪 80 年代以来地质学家们就开始用板块构造的观点诠释整个东北地区的大地构造属性（李春昱，1980；张贻侠等，1998；任纪舜等，1999；谢鸣谦，2000；彭玉鲸，2002），相继在该区划分出了许多的微陆块（包括额尔古纳、兴安、松嫩和佳木斯等陆块）和两条重要的缝合线（包括贺根山缝合线和西拉木伦河缝合线）。地质学家通过近年来对兴蒙造山带内部的研究发现，兴蒙造山带并非是西伯利亚和华北板块之间的简单造山带，而是位于两大板块之间的中、小块体群组成的构造拼贴带（邵济安，1991；李双林等，1996）。
马文璞等（1992）在中国区域构造多旋回解析中，较早从板块活动论出发，认为古生代期间在华北-塔里木地台与西伯利亚地台间存在着宽度超过 4000km的古蒙古洋，或许范围更大，把东欧、西伯利亚和中国地台隔开的乌拉尔-蒙古-鄂霍茨克洋的一部分。这个洋盆在晚古生代消失，中生代初封闭成陆，最终成为巨大的向南突出的弧型造山带。同时，认为东北地区主要属于古生代古蒙古洋-天山-兴蒙褶皱系部分。天山-兴蒙褶皱系由西伯利亚南部大陆边缘（贝加尔晋宁期褶皱带-北蒙早加里东褶皱带-兴安岭海西褶皱带）与华北-塔里木北部大陆边缘（内蒙加里东褶皱带-兴安岭海西褶皱带）组成，两者随着历史向外发展，最后在晚古生代碰撞对接。
...........................
第 5 章 结论
通过本文的研究得出如下结论和认识：
（1）莫尔根河组火山岩空间分布明显受嫩江-黑河构造混杂岩带的控制，由两部分组成：下部为中性-中酸性火山岩组合，主要岩石类型有安山岩、英安岩、英安质熔火山角砾岩、英安质凝灰岩等；上部为酸性火山岩组合，主要岩石类型有流纹岩、变酸性火山岩、糜棱岩化流纹质岩屑晶屑凝灰岩、变流纹质晶屑凝灰岩、等。以四站林场北山为中心，其南西以酸性火山岩为主，其北东以中性安山岩为主。
（2）本次工作将工作区的核桃山组、白山组、哈列图河组厘定为早石炭世的莫尔根河组。
（3）莫尔根河组火山岩形成于 353±2Ma 左右的早石炭世，代表了嫩江-黑河构造混杂岩带形成于早石炭世早期之后。
（4）莫尔根河组火山岩属钙碱性系列，富集大离子亲石元素，亏损 Nb、Ta、等高场强元素，具有岛弧钙碱性系列火山岩的特征，岩浆源区为组成比较复杂的岛弧火山岩的源区，岩浆演化过程中存在分离结晶作用。
（5）莫尔根河组火山岩形成于板块俯冲的岛弧构造环境，代表了古亚洲洋强烈俯冲过程中产生的一套弧火山岩组合。
.............................
参考文献:
- [1] 张兴洲,马玉霞,迟效国,张凤旭,孙跃武,郭冶,曾振. 东北及内蒙古东部地区显生宙构造演化的有关问题[J]. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(05)
- [2] 唐克东,邵济安,李永飞. 松嫩地块及其研究意义[J]. 地学前缘. 2011(03)
- [3] 张兴洲,乔德武,迟效国,周建波,孙跃武,张凤旭,张淑琴,赵庆英. 东北地区晚古生代构造演化及其石油地质意义[J]. 地质通报. 2011(Z1)
- [4] 刘永江,张兴洲,金巍,迟效国,王成文,马志红,韩国卿,温泉波,赵英利,王文弟,赵喜峰. 东北地区晚古生代区域构造演化[J]. 中国地质. 2010(04)
- [5] 赵芝,迟效国,潘世语,刘建峰,孙巍,胡兆初. 小兴安岭西北部石炭纪地层火山岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学及其地质意义[J]. 岩石学报. 2010(08)
- [6] 张彦龙,葛文春,高妍,陈井胜,赵磊. 龙镇地区花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素及地质意义[J]. 岩石学报. 2010(04)
- [7] 王成文,孙跃武,李宁,赵国伟,马小琴. 中国东北及邻区晚古生代地层分布规律的大地构造意义[J]. 中国科学(D辑:地球科学). 2009(10)
- [8] 郭锋,范蔚茗,李超文,苗来成,赵亮. 早古生代古亚洲洋俯冲作用:来自内蒙古大石寨玄武岩的年代学与地球化学证据[J]. 中国科学(D辑:地球科学).2009(05)
- [9] 王成文,孙跃武,李宁,刘欢,赵国伟. 东北地区晚古生代地层分布规律[J]. 地层学杂志. 2009(01)
- [10] 张兴洲,周建波,迟效国,王成文,胡大千. 东北地区晚古生代构造-沉积特征与油气资源[J]. 吉林大学学报(地球科学版). 2008(05)
本文编号：8922
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/shuoshibiyelunwen/8922_2.html
