東北地區中生代巖漿作用時空分布特征的動力學本質

地質地球所揭示東北地區中生代巖漿作用時空分布特征的動力學本質

圖1  大興安嶺地區中生代火山巖年齡統計圖

　　中國東北地區（興蒙造山帶）以發育大面積中生代火成巖為特征，是中國東部中生代大火成巖帶的組成部分，但其形成的構造背景及地球動力學作用過程仍然存在爭議，爭議的焦點在于區內大規模巖漿作用是否與太平洋板塊俯沖作用有關。造成爭議的主要原因之一在于區內大面積分布的火山巖的形成時代仍不明確，尤其是大興安嶺中南部地區。

　　中科院地質與地球物理研究所巖石圈演化研究室博士后張吉衡等人使用LA-ICPMS鋯石U-Pb及全巖40Ar/39Ar定年方法，對中南部火山巖進行了系統的年代學研究。結果表明，滿克頭鄂博組的形成時代包括晚侏羅世和早白堊世兩期，時代范圍分別為160Ma-150Ma和136Ma-122Ma；瑪尼吐組的年齡范圍為158Ma-125Ma，同樣可以分為晚侏羅世和早白堊世兩期（158Ma-150Ma與137Ma-125Ma）。白音高老組和梅勒圖組火山巖則全部形成于早白堊世期間（141Ma-124Ma）。結合已有的年代學數據表明，大興安嶺中南段中生代火山巖主體形成于晚侏羅世-早白堊世期間，介于160Ma到122Ma之間，并且可以分為兩個階段：160Ma-150Ma與141Ma-122Ma，在這兩個階段之間有一個明顯的間斷（大約10Ma；圖1）。

　　對于東北地區中生代火成巖的年齡數據統計結果顯示：大興安嶺地區火山巖與花崗質巖石具有相似的年齡結構；而在張廣才嶺-小興安嶺-松遼盆地以及吉黑東部-佳木斯地區，火山巖與花崗質巖石具有不同的形成時代：火山巖主要集中在早白堊世期間，而花崗質巖石在主要形成于侏羅紀。總體上，這些巖漿巖在形成時代上可以劃分為侏羅紀和早白堊世兩期。而在朝鮮半島和日本地區，這種分期的特征尤其明顯。其中侏羅紀巖漿作用從東向西逐漸變新，而早白堊世巖漿作用具有相反的趨勢，即自西向東逐漸變新。兩期巖漿作用之間具有一個明顯的自西向東逐漸加大的巖漿平靜期。

　　巖漿作用的時空分布特征表明，東北及其鄰區中生代巖漿作用受到古太平洋板塊俯沖作用的控制。侏羅紀期間，太平洋板塊低角度俯沖作用形成大規模具活動大陸邊緣特征的巖漿作用，巖漿作用隨著俯沖逐漸向西遷移，并導致地殼加厚；早白堊世期間，由于太平洋板塊俯沖方向的改變，造成區域構造背景的轉換，即由擠壓向伸展轉換并造成加厚地殼的拆沉，拆沉作用自西向東遷移，形成早白堊世巖漿作用。拆沉作用同時造成洋殼俯沖角度增大（板片反轉）。兩期巖漿作用之間的平靜期代表了擠壓加厚向伸展拆沉的轉換過程。

　　該研究成果近期發表在國際地球化學領域權威刊物Chemical Geology（《化學地質學》）（Zhang et al. Geochronology of the Mesozoic volcanic rocks in the Great Xing"an Range, northeastern China: Implications for subduction-induced delamination. Chemical Geology, 2010, 276: 144-165）。