大兴安岭松岭区中-新元古界兴华渡口岩群形成环境探讨

大兴安岭松岭区中-新元古界兴华渡口岩群形成环境探讨

朱相禄

黑龙江省地质科学研究所

摘要：大兴安岭松岭区内的中-新元古界兴华渡口岩群（Pt2-3xh），主要是由一套高绿片岩相-低角闪岩相的角闪岩类、变粒岩类、浅粒岩类及片岩类组成的变质岩系，大地构造背景为活动大陆边缘的岛弧火山-碎屑沉积。

关键词：大兴安岭新华渡口岩群岩石地球化学特征形成环境讨论

大兴安岭松岭区松岭区区域内的中-新元古界兴华渡口岩群（Pt2-3xh），大面积出露于大扬气河东西两岸、库除河东侧及南翁河西岸，整体呈北东向展布，受后期构造—岩浆事件破坏而断续出露，多呈断块状或透镜状捕掳体形式被裹挟在中晚侏罗世侵入岩及火山岩中。

一、岩石学与矿物学特征

本区域内的岩性特征主要是由一套高绿片岩相-低角闪岩相的角闪岩类、变粒岩类、浅粒岩类及片岩类组成的变质岩系，岩石变质程度较强，受后期构造和热事件影响严重，原岩组构被强烈改造，变质作用主要以区域热—动力变质为主，岩石常具片理化、混染及少量糜棱岩化。岩层总体走向呈北东，北北东向，片理化走向多成北东向，北西向。

主要的岩石类型有：角闪岩类、变粒岩类及片岩类。通过对本区域内鉴定资料所见中-新元古界兴华渡口岩群（Pt2-3xh）的变质岩原岩组成较为复杂，推测为中基性侵入岩（包括细粒闪长质岩石、辉长岩），沉积岩（中、细砂），酸性岩（流纹岩、流纹质火山碎屑岩、花岗岩）等。

二、岩石地球化学特征

通过比对和研究本区域内的新华渡口岩群的岩石硅酸盐、稀土、微量样品，对填图单元变质岩的岩石地球化学特征、变质作用特征及构造环境进行了系统科学的分析探讨。

1、常量元素特征

中—新元古界兴华渡口岩群的岩石化学特征通过硅酸盐分析结果及特征参数表（表6-1）可以看出：变粒岩类：SiO2=50-70%，Al2O3= 13-17 %，Na2O= 1.6-3.6%，K2O=1-5%；角闪岩类SiO2含量变化较大，为45-65%，Al2O3为13-15%，Na2O=1.3-3.4%，K2O=1.5-2.9%；片岩类SiO2= 55-60%，Al2O3=17-19%，Na2O=1.95-2.95%，K2O=3.1-3.4%。

本次研究通过分析岩石常量元素数据可知：三类岩石中SiO2平均含量由角闪岩类（55%）→片岩类（60%）→变粒岩类（63%）逐渐升高，Al2O3含量由角闪岩类（13%）→变粒岩类（15%）→片岩类（18%）逐渐升高，且TFeO、MgO、CaO、TiO2含量以角闪岩类最高，而且三类岩石中全碱含量普遍较低。三类岩石中的比值含量具有一定的线性相关性，也具有一定的差异性代表了变质形成变粒岩类、角闪岩类与片岩类原岩类型的差异。

2、稀土元素特征

兴华渡口岩群（Pt2-3xh）变质岩稀土元素分析结果及及成因参数见表6-2，通过分析可知，变粒岩中∑REE为170-228×10-6，平均199×10-6，轻重稀土元素分馏明显，样品中LREE/HREE为7-16，LaN/YbN为7-25，δEu为0.5-1，具中等-弱亏损。

角闪岩类∑REE变化较大，为43-228×10-6，平均110×10-6，LREE/HREE为2.7-9.6，LaN/YbN为2.7-9.9，轻重稀土分馏明显，δEu为0.53-0.94，具中等-弱亏损。

片岩类∑REE含量在三类岩石中最高，为199-270×10-6，LREE/HREE为8.5-9.2，LaN/YbN为9.7-10.8，轻重稀土分馏明显，δEu为0.35-0.5，具强亏损-中等亏损。

上诉三类岩石稀土元素Eu=0.34-0.95，平均值为0.76小于1，具有明显的负Eu异常，代表了原岩形成的过程中母体的分异作用较弱，其Eu受控长石，二价的Eu可以被钾长石和斜长石所容纳，与三价的REE不相容，而引起了Eu的异常。岩石具有相对较弱的负Ce的异常，其中上诉所说的两个角闪岩类样品Ce的负异常明显。且LREE的含量相对较低，原岩可能为基性岩石。

3、微量元素特征

通过对中—新元古界兴华渡口岩群（Pt2-3xh）微量元素分析，发现本区域内的兴华渡口岩群微量元素具有如下特征：高场强元素Zr、Hf、Nb在蚀变和变质作用过程中具有良好的稳定性，是岩石成因和源区性质的良好示踪剂。兴华渡口岩群变质岩物源区的性质，由于Cr和Zr元素主要反映铬铁矿和锆石的含量，所以其比值可以反映铁镁质与长英质对沉积物的相对贡献，比值大于1者为铁镁质，小于1者为长英质。高场强元素Th、U富集，大离子亲石元素Ba、Rb富集，同时La、Ce、Nd、Zr、Sm也相对富集，Nb、P、Ti、Nb、Sr等元素亏损。出现两峰、两谷的形态，说明岩石具明显的壳源特征。

值得指出的是上述两个角闪岩类样品具有不同微量元素蛛网图型式，其表现为富集K、Th，La、Ce等轻稀土元素相对亏损，P、Ti元素相对富集，岩石中基性相容组分Cr

、Co、Ni含量相对较高，最高值可达500ppm、39ppm、248ppm，其中说明该原岩类型不同，原岩可能为幔源基性岩。

三、原岩恢复及形成环境探讨

1、原岩恢复

中—新元古界兴华渡口岩群变质变形程度较深，原岩的层序、结构构造和岩相特征多已分辨不清，原岩受多期构造-岩浆活动影响，少数岩石保留原岩岩相特征，总体上显示为一套整体有序、局部无序的变质地层。

通过采用谢缅年科(н·л·семенеко，1966)的A-C-FM图解、西蒙南（1953）尼格里值(al+fm)-(c+fm)—Si图解、区分正副变质岩的c-n-f图解、仿威尔逊（1972）al-alk-c图解、仿长春地质学院（1980）周世泰mg－k图解、Al+Fe+Ti—Ca+Mg原岩恢复图解、AT-K—AT-Na图解进行兴华渡口岩群变质岩系原岩恢复的分析。认为兴华渡口岩群变质岩系的原岩类型复杂，成因不同，岩石类型以含酸—中—基性火山灰的泥质岩、泥质粉砂岩为主，除正常碎屑沉积外，还存在中基性火山岩、酸性火山岩，其可能产于活动大陆边缘不稳定环境下的火山-碎屑沉积建造。

2、原岩形成环境

镁铝含量比值可表示为m＝100MgO/Al2O3，是根据沉积岩层中MgO含量的亲海性，Al2O3含量的亲陆性特征建立的比值关系。m值是沉积物形成环境中水体盐度和沉积物质供给来源的综合指标，主要反映沉积环境中水体的盐度特征。在不同类型的沉积环境中m值的变化范围是：淡水沉积环境m＜1；陆海过渡性沉积环境为1＜m＜10；海水沉积环境（水体盐度>30.63%）为10＜m＜100；陆表海（或泻湖碳酸盐沉积环境）的m>500。

镁铝含量比值m（100MgO/Al2O3），变粒岩类m为16.11-42.06，角闪岩类m为12.57-72.5，片岩类m为15.63-16.84，反映海水沉积环境。

对本单元岩石微量元素数据进行氧化-还原环境分析，得Ni/Co均小于5，样品的U/Th小于1，显示富氧环境；从稀土元素数据表可看出，样品的δCe=0.56 ~ 1.02，小于或接近1，显示还原—氧化环境；说明其形成环境可能为富氧的浅海环境。

对本单元岩石物源分析，通过用泥质岩微量元素来判断该期变质岩物源区的性质，由于Cr和Zr元素主要反映铬铁矿和锆石的含量，所以其比值可以反映铁镁质与长英质对沉积物的相对贡献，比值大于1者为铁镁质，小于1者为长英质，变粒岩类中Cr/Zr比值为0.19 ~ 1.47，平均0.49＜1，角闪岩类样品Cr/Zr比值可分为两个区间，其一为0.14，其二为4.79~9.26，说明角闪岩类原岩岩石组成不同，一种为长英质原岩，其二为镁铁质原岩，而片岩类Cr/Zr比值为0.8-1.3，表明其物源区以长英质岩石为主，有少量铁镁质参与。

四、结论

兴凯期兴华渡口岩群区域变质沉积岩类岩石形成环境为海相咸水-半咸水富氧浅海沉积环境，该岩群的中变火山岩也是产于活动大陆边缘的岛弧火山岩，大地构造背景为活动大陆边缘的岛弧火山-碎屑沉积，岩石物源成分复杂，主体为长英质岩石，其中部分角闪岩类可能由铁镁质岩石形成。

参考文献：

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