大兴安岭十三站—十四站一带兴华渡口岩群兴华岩组岩石地球化学特征及形成环境探讨

大兴安岭十三站—十四站一带兴华渡口岩群兴华岩组岩石地球化学特征及形成环境探讨

李秀芳，侯洪宽

黑龙江省地质科学研究所

摘要：大兴安岭十三站—十四站一带兴华渡口岩群以兴华岩组为主，岩性主要包括片麻岩、变粒岩、片岩等。岩石地球化学特征显示其与形成与活动陆缘环境有关。原岩恢复发现兴华渡口岩群中变粒岩类原岩更多趋向于基性火山岩，而片岩类原岩则为粉砂质-泥质岩，且含有中酸性火山岩碎屑成分的参与。构造环境图解结合岩石地球化学特征，说明其原岩及源区岩石可能均形成于不稳定的活动陆缘环境，并且与古元古代古弧盆系的发育有关。

关键词： 兴华渡口岩群 兴华岩组 岩石地球化学特征 原岩恢复 形成环境 活动陆缘

根据《黑龙江省区域地质志》成果（2021），十三站—十四站一带兴华渡口岩群位于天山-兴蒙变质大区（Ⅰ）额尔古纳-大兴安岭变质区（Ⅰ₁）兴隆-呼玛变质地带（Ⅰ₁²）。该地带兴华渡口岩群以兴华岩组为主，属于中高级变质岩系，主要岩石类型为片麻岩（角闪斜长片麻岩、二长片麻岩、黑云斜长片麻岩等）、变粒岩（辉石角闪斜长变粒岩、黑云角闪斜长变粒岩等）、片岩（含石榴石二云石英片岩、含石榴石二云片岩）等，特征变质矿物有绢云母、透闪石、透辉石、石榴石等，岩石后期经历多期次的构造作用的改造，局部形成强构造变形的构造片岩和糜棱岩化岩石，并出现退变质现象。

一、岩石地球化学特征

1、主量元素特征

1∶5万二根河等三幅矿调项目组（以下简称“二根河项目组”）对该地带兴华渡口岩群采集了6件岩石地球化学样品，全岩分析结果显示：变粒岩类SiO₂含量主要为53.42-56.42%，个别可达81.14%，K₂O含量为1.42-2.18%，Na₂O含量为2.79-3.85%，个别仅为0.78%，K₂O+Na₂O含量为2.53-6.03%，CaO含量为5.65-6.48%，个别为1.52%，Al₂O₃含量为15.86-17.02%，个别为7.07%，MgO含量为4.44-4.53%，个别为1.58%；片岩类SiO₂含量为55.38-63.66%，K₂O含量为3.88-5.67%，Na₂O含量为1.9-2.04%，K₂O+Na₂O含量为5.78-7.71%，CaO含量为1.1-1.77%，Al₂O₃含量为15.41-17.1%，MgO含量为3.2-5.4%。

2、稀土元素特征

根据二根河项目组采集的6件岩石地球化学样品分析数据，该地带兴华渡口岩群兴华岩组稀土元素特征较一致，其中∑REE含量变化不大，为166-232.44×10^-6，个别仅为68.47×10^-6，LREE/HREE为5.12-8.14，La_N/Yb_N为4.29-8.31，轻稀土富集，轻、重稀土分馏明显，Eu具明显的负异常，Ce具弱负异常-弱正异常。

3、微量元素特征

据二根河项目组采集的6件岩石地球化学样品分析数据，该地带兴华渡口岩群兴华岩组微量元素变化规律较为一致，大离子亲石元素与高场强元素均有不同程度富集和亏损：Rb、Th、U、K、Pb、Nd元素明显富集，Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti元素明显亏损。Hf元素属高场强元素，化学性质不活泼，其富集或亏损可能与其有活泼的流体参与有关，Hf元素不具有明显的富集或者亏损，说明该地带兴华渡口岩群兴华岩组受活泼流体影响较小。

二、原岩恢复

变质岩的原岩恢复主要依靠变质岩的地质产状和岩石共生组合及岩相学标志、岩石化学分析来确定。由于该地带兴华渡口岩群兴华岩组变质程度较高，原岩组构已难以辨认，因此以下采用岩石化学分析的方法来恢复其原岩。

根据二根河项目组采集的6件岩石地球化学样品分析数据，c-n-f图解显示兴华渡口岩群兴华岩组主要为沉积岩变质的副变质岩；在(al+fm)-(c+fm)－Si图解中，样品投点明显分为两组，变粒岩类落在火山岩区内，片岩则落在厚层泥岩区内；在A-C-FM图解中，样品投点中变粒岩类主要落在碱土铝质岩类区内，原岩为基性火山岩及部分泥灰质岩石，片岩类则主要落在铁镁铝硅酸盐岩石亚类区内，原岩为铁质泥质岩；在K-A图中，变粒岩类样品点落在火山岩区内或附近，仅黑云斜长变粒岩同片岩类落在泥质粉砂岩区内；al-alk-a图解中，变粒岩类样品点落在细碧岩-玄武岩区或英安质凝灰岩区内，片岩类样品点落在中酸性凝灰岩区内。总而言之，兴华渡口岩群兴华岩组原岩恢复明显可分为两类，即变粒岩类原岩更多趋向于基性火山岩，黑云斜长变粒岩含有泥质粉砂岩的成分，而片岩类原岩则为粉砂质-泥质岩，且含有中酸性火山岩碎屑成分的参与。

三、形成环境探讨

1、沉积古环境分析

由于该地带兴华渡口岩群兴华岩组缺乏生物化石及原生沉积构造，因此以下采用地球化学方法恢复其沉积环境。一般是选用性质特殊的元素，即在不同的环境中富集的程度差异较大，或者元素之间紧密共生且不易因环境的变化而产生分异的元素。鉴于兴华岩组中片岩类样品原岩为沉积岩，以下采用片岩类样品对其沉积环境进行分析。

在Ga-B图解中，兴华岩组片岩类样品投点落在陆相沉积区靠近海相沉积区内；在Ga-B-Rb图解中，样品投点落在海相区内，说明兴华渡口岩群沉积区可能处于海陆过渡的环境，即存在海相沉积的属性，又掺杂陆相沉积的成分。

2、大地构造环境分析

据二根河项目组采集样品的微量元素特征，K元素的明显富集暗示岩石源岩具有岛弧的特征，其形成与消减环境有关，此外，Sr、P、Ti、Nb、Ta元素的明显亏损也说明该套变质岩的源岩倾向于大陆边缘岛弧的构造环境，换而言之，该地带兴华渡口岩群的原岩建造与活动陆缘环境有关。在K₂O/Na₂O-SiO₂/A_l2O₃图解及K₂O/Na₂O-SiO₂图解中，兴华渡口岩群兴华岩组样品投点均落在岛弧及活动大陆边缘区内。结合兴华岩组的微量元素特征，说明兴华岩组原岩及源区岩石可能均形成于不稳定的活动陆缘环境，并且与古元古代古弧盆系的发育有关。

四、存在问题

十三站—十四站一带兴华渡口岩群兴华岩组岩性包括变粒岩类、片麻岩类及片岩类，其中片麻岩类多为地质路线调查中发现，未采集岩石地球化学分析样品，缺少相应分析数据，有待进一步研究。

参考文献：

[1]黑龙江省地质矿产局第一区域地质调查大队，M-51-（6）（兴隆沟幅）、M-52-（1）（呼玛镇幅）部分1∶20万区域地质调查报告，1983年，内部资料

[2]黑龙江省地质矿产局，黑龙江省区域地质志，1993年，地质出版社

[3]黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江1:25万兴隆幅（M51C001004）、呼玛县幅（M52C001001）、卧都河幅（M51C002004）、黑河市幅（M52C002001）区调报告，2007，内部资料

[4]黑龙江省地质科学研究所，黑龙江省区域地质志，2021年，内部资料

[5]黑龙江省地质科学研究所，黑龙江省1∶5万二根河幅（M51E003022）、十四站幅（M51E003023）、十三站林场幅（M51E004023）区域地质矿产调查，2019年，内部资料