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巴林左旗-扎鲁特旗地区位于内蒙古自治区东部,属于大兴安岭南段,晚中生代岩浆活动频繁,构成贯穿东北及邻区的北东向岩浆活动带的一部分。目前关于大兴安岭地区中生代的构造演化还存在争议,主要是蒙古-鄂霍茨克洋构造体系和古太平洋构造体系对大兴安岭地区影响的时空范围没有统一的认识。然而,研究区与蒙古-鄂霍茨克缝合带和古太平洋俯冲带皆相距较远,是研究古太平洋构造体系和蒙古-鄂霍茨克构造体系远程效应转换的理想区域。因此本文对研究区晚中生代岩浆岩进行详细的岩石学、岩石地球化学、年代学和锆石Hf同位素研究,探讨巴林左旗-扎鲁特旗地区晚中生代岩浆岩的年代学格架、时空分布、岩石成因及构造背景,结合东北地区盆地演化、断裂活动以及晚中生代岩浆岩的时空分布,揭示了大兴安岭南段晚中生代构造-岩浆演化历史。本文以“时代+岩性”的划分方式对火山岩进行年代划分,结合研究区内的侵入岩锆石U-Pb年龄及已发表的测年数据,可将大兴安岭南段巴林左旗-扎鲁特旗地区晚中生代岩浆活动划分为三期:晚侏罗世(峰期为~154Ma)、早白垩世早期(峰期为~140Ma、~130Ma)和早白垩世晚期(峰期为~125Ma)。而且晚侏罗世与早白垩世之间岩浆活动存在短暂的间断(或变弱),同时早白垩世岩浆活动的强度显著增强。晚侏罗世侵入岩包括正长花岗岩、二长花岗岩、石英二长岩和花岗闪长岩,以及少量花岗斑岩,其中花岗闪长岩为I型花岗岩,石英二长岩和花岗斑岩为A型花岗岩,侵入岩的锆石εHf(t)值介于3.1~11.6之间,TDM2年龄值为586Ma~1369Ma。同期酸性火山岩是由流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩组成,其中新民组流纹质晶屑凝灰岩(416TW16,~164Ma)具有S型花岗岩特征,流纹岩(16TW02,~162Ma)属于高分异I型流纹岩,而其它酸性火山岩均属于A型流纹岩,火山岩的锆石εHf(t)值介于-0.7~12.1之间,TDM2年龄值为549~1714Ma。以上特征表明岩浆岩的原始岩浆应为新生下地壳部分熔融所形成。自额尔古纳地块向南到兴安地块北部、大兴安岭中段,早-中侏罗世钙碱性系列岩石的成岩年龄和与俯冲作用有关的成矿年龄逐渐变小,表明早侏罗世岩浆作用与蒙古-鄂霍茨克大洋板块东南向俯冲所形成的活动大陆边缘环境有关。中侏罗世S型白云母二长花岗岩与C型埃达克质岩石的发现,以及同期的变质事件和翼北-辽西地区的逆冲推覆构造事件,与蒙古-鄂霍茨克洋西部(东经120°以西)―剪刀‖式碰撞闭合有关。晚侏罗世时期大兴安岭南段岩浆岩在构造判别图解中均落入后碰撞花岗岩中,早期以I型花岗岩、高分异I型流纹岩和具有S型花岗岩特征的流纹质晶屑凝灰岩,中晚期为A型花岗岩/流纹岩,暗示晚侏罗世早期岩浆岩形成于地壳坍塌起始阶段的加厚背景下,处于挤压向伸展转换的阶段,晚侏罗世中晚期进入全面伸展阶段的拉张环境,表明大兴安岭南段岩浆岩形成于蒙古-鄂霍茨克洋东部(东经120°以东)南向俯冲过程中,俯冲板片后撤形成的弧后伸展环境。早白垩世早期侵入岩的岩石组合包括正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩和石英二长斑岩。DRT和BBS二长花岗岩属于I型花岗岩,锆石εHf(t)值分别为-1.6~3.1、-11.7~2.6,TDM2年龄值分别为918Ma~1776Ma、1385Ma~2678Ma,说明岩浆应起源于新增生下部陆壳的部分熔融。花岗闪长岩和石英二长斑岩为埃达克质岩石,Mg#值和Mg O含量较低,锆石εHf(t)值分别为-2.3~5.8、3.0~8.3,TDM2年龄值分别为565~900Ma、868Ma~1355Ma,表明岩浆起源于地壳加厚过程中下地壳部分熔融的环境中。同期中-中酸性火山岩属于钙碱性系列,具有弧火山岩的特征,锆石εHf(t)值介于-11.6~13.0之间,是遭受俯冲流体或熔体交代的岩石圈地幔部分熔融的产物,岩浆上升的过程中有古老陆壳物质混染,形成于活动大陆边缘构造环境中。早白垩世早期岩浆岩中存在古老的捕获锆石以及负εHf(t)值,说明岩浆在演化过程中有少量古老地壳物质混染,大兴安岭中南部地区古老地壳物质的存在进一步证明了这一观点。大兴安岭南段早白垩世岩浆的Sr-Nd-Pb同位素特征暗示了地幔源区遭受俯冲流体交代,与区域上同期发育的构造事件共同表明大兴安岭南段早白垩世早期岩浆岩的形成与蒙古-鄂霍茨克洋板块的平板俯冲作用有关。早白垩世晚期侵入岩包括碱长花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩,该期侵入岩属于A型花岗岩和高分异I型花岗岩,同期酸性火山岩是由流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩组成,具有A型流纹岩的特征,锆石εHf(t)值分别为-4.6~8.6和-0.1~10.2,TDM2年龄值分别为842Ma~2035Ma、692Ma~1634Ma,说明原始岩浆应起源于新增生下部陆壳的部分熔融。以上特征共同揭示了区域性伸展环境的存在,这也得到了区域上广泛发育的A型花岗岩、变质核杂岩和裂谷盆地的支持。结合大兴安岭南段早白垩世晚期的峰值年龄与松辽盆地及以东的地区岩浆活动的峰值年龄有明显的差异,该期岩浆事件在大兴安岭地区呈现出由南向北逐渐变新的演化规律,这与松辽盆地及以东地区由东向西逐渐年轻的变化规律有所区别,结合地球物理资料,表明大兴安岭地区早白垩世晚期岩浆岩的形成主要与蒙古-鄂霍茨克大洋板块坍塌后软流圈大规模上涌和古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲有关,研究区早白垩世晚期(~125Ma)的岩浆活动主要与后者相联系。综上所述,本文初步总结了蒙古-鄂霍茨克洋南向俯冲的时空变化过程:晚二叠世-三叠世时期,蒙古-鄂霍茨克洋东南向俯冲使兴安地块北部与额尔古纳地块形成活动大陆边缘弧;晚三叠世-中侏罗世,蒙古-鄂霍茨克洋自西向东呈―剪刀‖式闭合,俯冲洋壳的影响范围持续向东南迁移;中侏罗世晚期影响到大兴安岭南段;中侏罗世晚期-晚侏罗世,蒙古-鄂霍茨克洋西侧完成闭合,俯冲带沿缝合带向北东方向迁移过程中俯冲板片随之后撤,导致大兴安岭和华北地台北缘形成弧后伸展环境;晚侏罗世-早白垩世早期,蒙古-鄂霍茨克洋的快速闭合驱动大洋板片向南发生平板俯冲,俯冲洋壳到达大兴安岭南段;早白垩世晚期,蒙古-鄂霍茨克洋完成最终闭合后,俯冲洋壳由南至北逐渐坍塌,使大兴安岭与华北板块北缘地区处于伸展背景。