大兴安岭中生代火山岩地层时空分布与蒙古—鄂霍茨克洋、古太平洋板块俯冲作用响应

doi:10.13745/j.esf.sf.2022.2.11

摘要/Abstract

摘要：

为了提高大兴安岭中生代火山岩地层的区域可对比性、深入研究大兴安岭中生代火山岩与古太平洋和蒙古—鄂霍茨克洋的构造关系,本文在大兴安岭地区1: 1 000 000地质图编图的基础上,依据岩石组合、古生物、接触关系、区域对比以及最新的年代学(锆石U-Pb、⁴⁰Ar/³⁹Ar测年)资料,对大兴安岭中生代火山岩地层重新进行了厘定。进一步界定了塔木兰沟组(172~161 Ma)、满克头鄂博组(162~148 Ma)、玛尼吐组(158~145 Ma)、白音高老组(145~129 Ma)、梅勒图组(143~128 Ma)、龙江组(128~120 Ma)、光华组(128~118 Ma)、甘河组(120~113 Ma)和孤山镇组(118~110 Ma)的形成时代。结合古太平洋、蒙古—鄂霍茨克洋板块对东亚大陆边缘的俯冲作用,解析了中生代火山岩形成的构造背景,认为中—晚侏罗世NE向展布的火山岩主要形成于蒙古—鄂霍茨克洋板块向南东俯冲的伸展背景,早白垩世NNE向展布的火山岩主要形成于伊泽奈岐板块向东亚大陆俯冲的伸展背景。晚侏罗世与早白垩世火山岩地层之间发育的开库康组、木瑞组等类磨拉石建造,是两个构造体系转换阶段的主要沉积记录。

关键词: 大兴安岭, 中生代火山岩地层, 时空体系展布, 古太平洋, 蒙古—鄂霍茨克洋

Abstract:

To improve the regional comparability of Mesozoic volcanic rock strata in the Great Xing’an Range region, we examined in-depth the tectonic relationship between the volcanic rock strata and the Paleo-Pacific/Mongol-Okhotsk Plates. By mapping (1: 1 million) the Great Xing’an Range region, combined with data on rock association, paleontology, contact relationship and regional comparison, as well as the latest zircon chronology (through U-Pb,⁴⁰Ar/³⁹Ar zircon dating), we redefined the Mesozoic volcanic strata of the Great Xing’an Range region, and subsequently further defined the formation periods of the Tamulangou (172-161 Ma), Manketouebo (162-148 Ma), Manitu (158-145 Ma), Baiyingaolao (145-129 Ma), Meiletu (143-128 Ma), Longjiang (128-121 Ma), Guanghua (128-118 Ma), Ganhe (120-113 Ma) and Gushanzhen (118-110 Ma) Formations. Together with the spatial distribution analysis of volcanic strata, taking into account the subduction of the Paleo-Pacific and Mongol-Okhotsk Plates at the continental margin of East Asia, the tectonic setting of the Mesozoic volcanic rock strata was analyzed. We found that the NE-trending volcanic rock strata of the Middle-Late Jurassic mainly formed in the extensional tectonic setting associated with the southward subduction of the Mongol-Okhotsk Plate, while the NNE-trending volcanic rock strata of the Early Cretaceous mainly formed in the extensional tectonic setting associated with the subduction of the Izenaki Plate beneath the East Asian continent. The molasse-like deposits in the Kaikukang and Murui Formations, developed between the Late Jurassic-Early Cretaceous volcanic strata, are the main sedimentary record of the transition stage between the two tectonic domains.

Key words: Great Xing’an Range, Mesozoic volcanic rock strata, temporal-spatial distribution, Paleo-Pacific Ocean, Mongol-Okhotsk Ocean

中图分类号:

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图/表 9

图1 研究区大地构造位置图 (据文献[5]修改) 1—蒙古—鄂霍茨克缝合带;2—侏罗纪增生杂岩;3—早白垩世增生杂岩;4—晚侏罗世—早白垩世增生杂岩;5—早—中侏罗世火山岩;6—晚侏罗世火山岩;7—早白垩世早期火山岩;8—早白垩世晚期火山岩;9—各期火山岩分布趋势;10—工作区位置。①—蒙古—鄂霍茨克断裂带;②—黑河—八里罕断裂;③—华北北缘断裂;④—依兰—伊通断裂;⑤—敦化—密山断裂;⑥—牡丹江断裂;⑦—中锡霍特—阿林断裂。

Fig.1 Tectonic map of the study area. Modified after [5].

表1 大兴安岭地区晚中生代火山岩地层划分沿革表

Table 1 Stratigraphic division made between 1991-present of the Mesozoic volcanic rock strata in the Great Xing’an Range

图2 大兴安岭中生代火山岩分布图

Fig.2 Distribution of Mesozoic volcanic rocks in the Great Xing’an Range region

图3 大兴安岭地区早侏罗世—早白垩世火山岩地层柱状图

Fig.3 Stratigraphic column of the Early Jurassic-Early Cretaceous volcanic rock strata in the Great Xing’an Range region

图4 大兴安岭早侏罗世—早白垩世晚期火山岩分布图 a—早—中侏罗世火山岩分布图;b—晚侏罗世火山岩分布图;c—早白垩世早期火山岩分布图;d—早白垩世晚期火山岩分布图。

Fig.4 Distribution of Early Jurassic-late Early Cretaceous volcanic rocks in the Great Xing’an Range region

表2 塔木兰沟组部分同位素测年统计表

Table 2 Summary of isotopic dating results for the Tamulangou Formation

经纬度		年龄/Ma	测试方法	岩性	资料来源
经度	纬度	年龄/Ma	测试方法	岩性	资料来源
116°15'17″	48°16'10″	164.2±3.7	SHRLMP	玄武安山岩	[21]
116°35'34″	48°32'52″	164.8±4.1	SHRLMP	粗安岩	[45]
116°40'50″	49°36'11″	164±2	LA-ICP-MS	橄榄玄武岩	[23]
116°26'29″	48°45'03″	161±2	LA-ICP-MS	橄榄玄武岩
116°20'57″	48°53'24″	161±2	LA-ICP-MS	橄榄玄武岩
116°58'54″	48°51'14″	161±2	LA-ICP-MS	辉石玄武岩
117°31'36″	49°17'33″	166±2	LA-ICP-MS	辉石安山岩	[19]
117°25'42″	49°28'22″	161.0±0.8	⁴⁰Ar/³⁹Ar	玄武岩	[20]
116°15'17″	48°16'10″	162.6±0.7	⁴⁰Ar/³⁹Ar	玄武岩
116°16'32″	48°15'37″	162.0±0.8	⁴⁰Ar/³⁹Ar	玄武安山岩
118°12'25″	44°40'48″	164.3±1.3	LA-ICP-MS	粗安岩	[49]
119°01'06″	49°49'20″	162.0±3.2	LA-ICP-MS	玄武岩	[45]
119°29'40″	50°07'19″	166.4±1.9	LA-ICP-MS	安山岩
119°08'56″	49°57'23″	164.0±2.2	LA-ICP-MS	安山岩
120°05'7″	50°47'27″	164.2±2.3	LA-ICP-MS	玄武岩	[50]
120°18'44″	50°22'10″	166.6Ma	LA-ICP-MS	玄武安山岩	[50]
121°00'59″	44°47'05″	172.7±2.0	LA-ICP-MS	辉石安山岩	[51]
121°45'02″	47°39'00″	164.3±2.1	LA-ICP-MS	安山岩	[45]
123°18'06″	51°52'48″	164.2±1.8	LA-ICP-MS	玄武岩	[45]

表3 满克头鄂博组层型剖面及邻近的U-Pb同位素年龄一览表

Table 3 Summary of U-Pb isotopic dating results for the Manketouebuo Formation and adjacent area

位置	样号	岩性	测试方法	同位素年龄/Ma	资料来源
层型剖面PM06	PM06TW5	流纹质玻屑凝灰岩	LA-ICPMS	162.3±1.4	[53]
层型剖面PM06	PM06TW21	流纹质凝灰岩	LA-ICPMS	163.4±1.3
层型剖面PM06	PM06TW27	流纹质熔结凝灰岩	LA-ICPMS	160.9±1.8
层型剖面PM06	PM06TW31	流纹质凝灰岩	LA-ICPMS	157.0±1.1
层型剖面PM06	PM06TW37	流纹质凝灰岩	LA-ICPMS	162.3±2.2
PM04剖面	PM04B262	流纹质晶屑凝灰岩	LA-ICPMS	153.0±2.4
PM32剖面	PM32TW1	流纹质晶屑凝灰岩	LA-ICPMS	161.0±1.3
PM32剖面	PM32TW5	流纹岩	LA-ICPMS	160.0±1.2
PM32剖面	PM32TW9	流纹岩	LA-ICPMS	159.0±2.2
层型剖面	07ZH110	流纹岩	LA-ICPMS	152±1	[22]
层型剖面	1106029-1	流纹岩	LA-ICPMS	158±8	[22]

图5 侏罗纪—早白垩世火山岩地层中锆石U-Pb同位素测年数据分布曲线 (据文献[45])

Fig.5 Age-distribution curves of U-Pb ages of zircons from intermediate (solid line) and acidic (dash line) volcanic rock samples from the Jurassic-Early Cretaceous volcanic strata. Data from 45.

图6 侏罗纪蒙古—鄂霍茨克洋南东向俯冲模式图(a)及早白垩世古太平洋北北西向俯冲模式图(b)

Fig.6 Models of the SE subduction of the Mongol-Khotsk Ocean in the Jurassic (a) and the NNW subduction of the Paleo-Pacific Ocean in the Early Cretaceous (b)

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