大兴安岭柯沃尼河地区古生代火山岩岩石 地球化学特征及构造环境分析

摘要：大兴安岭柯沃尼河地区古生代火山岩可分为罕达气期和中-晚泥盆世根里河期两期，罕达气期火山岩主体岩性为变流纹质岩屑晶屑角砾凝灰岩，变安山岩、变英安岩；根里河期火山岩主体岩性为变安山岩、变英安岩、变安山质含角砾凝灰熔岩及凝灰熔岩、变英安质凝灰熔岩、变流纹质岩屑晶屑角砾凝灰岩，岩石多发生浅变质；岩石化学特征显示该地区古生代火山岩为一套钙碱性系列火山岩，形成于活动陆缘岛弧（陆缘弧）大地构造环境。

关键词：大兴安岭柯沃尼河地区 古生代火山岩 岩石地球化学特征 构造环境

大兴安岭柯沃尼河地区古生代火山岩属于天山-兴蒙构造岩浆省（Ⅰ）大兴安岭构造岩浆岩带（Ⅱ）扎兰屯-多宝山构造岩浆岩亚带（Ⅲ），可分为罕达气期和中-晚泥盆世根里河期两期，罕达气期火山岩主体岩性为变流纹质岩屑晶屑角砾凝灰岩，变安山岩、变英安岩；根里河期火山岩主体岩性为变安山岩、变英安岩、变安山质含角砾凝灰熔岩及凝灰熔岩、变英安质凝灰熔岩、变流纹质岩屑晶屑角砾凝灰岩，岩石多发生浅变质，以中性-中酸性-酸性火山活动为主，呈NE和NNE向展布。

一、岩石地球化学特征

（一）主量元素特征

1、罕达气期火山岩

SiO₂含量60.24-73.82%，平均67.03%； Na₂O含量4.14-4.71%，平均4.42%，K₂O含量3.09-3.69%，平均3.39，岩系指数（σ）为2.29-3.01，为钙碱性岩；固结指数（SI）为2.08-10.58，分异指数（DI）为73.05-93.71，反映分异较好，分离结晶的程度较高。本期火山岩在TAS图解上投在流纹岩、粗安岩区；碱-二氧化硅图解中投在亚碱性区；F-A-M图解中均投在钙-碱性岩套中；K₂O-SiO₂变异图中样品投在高钾岩系中。综上所述：区内罕达气期火山岩为一套亚碱性、高钾钙碱性系列火山岩。

2、根里河期火山岩

SiO₂含量59.40-66.58%，平均61.89%； Na₂O含量3.61-5.30%，平均4.31%，K₂O含量1.73-2.48%，平均2.22，岩系指数（σ）为2.10-2.51，为钙碱性岩；固结指数（SI）为9.1-22.15，分异指数（DI）为58.28-80.73，反映分异程度中等，分离结晶的程度中等。本期火山岩在TAS图解上投在安山岩、英安岩区；碱-二氧化硅图解中投在亚碱性区；F-A-M图解中均投在钙-碱性岩套中；K₂O-SiO₂变异图中安山岩样品投在高钾岩系，英安岩样品投在中钾岩系内。综上所述：区内根里河期火山岩为一套亚碱性、高钾钙碱性系列火山岩。

（二）稀土及微量元素特征

1、罕达气期火山岩

∑REE=178.13-246.36×10^-6，平均212.25×10^-6，LREE/HREE=8.55-13.88，平均11.22，Eu/Sm=0.17-0.27，平均0.22，δEu=0.55-0.88，平均0.72， (Ce/Yb)_N=7.06-11.43，平均9.25，说明岩浆分异程度好，分离结晶程度较高。根据本期火山岩的稀土元素标准化图解和(Ce/Yb)_N＞1，稀土元素配分曲线呈右倾平滑曲线形式，为轻稀土富集型；δEu＜1，铕具弱负异常，为铕弱亏损型。

本期火山岩具Rb、Th、K、La、Zr高度富集，且Th、K、La、Zr有明显的峰值，Ba、Nb、Ta、Sr、Ti亏损的特点，显示岛弧钙碱性岩浆中Nb、Ta、Ti三元素的特征；Rb_N/Yb_N＞1，为强不相容元素富集型。

2、根里河期火山岩

∑REE=144.25-257.13×10^-6，平均189.89×10^-6，LREE / HREE=8.83-13.21，平均10.10， Eu/Sm=0.26-0.30，平均0.28，δEu=0.85-0.98，平均0.90， (Ce/Yb)_N=6.87-14.36，平均9.68，说明岩浆分异程度中等，分离结晶程度中等。根据本期岩石的稀土元素标准化图解和(Ce/Yb)_N＞1，稀土元素配分曲线呈右倾平滑曲线形式，为轻稀土富集型；δEu接近于1，铕为平坦型，无异常。

本期火山岩具Rb、Ba、K、La高度富集，且K、La、Sr、Zr、Y有明显的峰值，Nb、Ta、Ti亏损的特点，显示岛弧钙碱性岩浆中Nb、Ta、Ti三元素的特征；Rb_N/Yb_N＞1，为强不相容元素富集型。

二、构造环境分析

岩石化学特征显示古生代罕达气期和根里河期火山岩为一套钙碱性系列火山岩。在里特曼-戈蒂里图解上投点落入造山带火山岩区，在大洋火山岩与大陆火山岩判别图解图解上投点落入岛弧造山带玄武岩、安山岩区，主要形成于岛弧环境，区域上多宝山岛弧带自晚奥陶世处于深海环境，松嫩地块与多宝山岛弧带俯冲活动继续，沉积了一套海相细碎屑－粗碎屑沉积物夹火山活动物质，为活动陆缘岛弧（陆缘弧）大地构造环境。

参考文献：

[1] 黑龙江省地质矿产局．黑龙江省区域地质志［M］．北京：地质出版社，1993．

[2] 黑龙江省地质矿产局．黑龙江省岩石地层［M］．武汉：中国地质大学出版社，1997．

[3] 黑龙江省区域地质调查所．1∶5万区域地质矿产调查报告特可赉尔幅、五八七幅、柯沃尼幅、新六站幅［R］，2015．