摘要：多宝山地区位于我国东北重要的大兴安岭有色金属和贵金属矿成矿带，该区广泛分布着大面积不同时代的花岗岩类，通过对该地区不同时代的花岗岩类岩石样品进行锆石SHRIMP U-Pb年代学的测定，研究结果表明：测年获得的2件样品的加权平均年龄分别 为440.6 ± 5.8Ma、471.3 ± 8.7Ma。
本区采集的奥陶纪火山岩岩性为二长闪长岩，其岩石地球化学特征属过铝质富钠钙碱性系列岩石。微量元素均显示轻稀土富集、重稀土亏损，有不同程度的负Eu异常；微量元素以富集大离子亲石无素和高场强元素为特征，符合 A 型花岗岩的特征，其地球动力学环境为造山晚期从挤压体制向拉张体制的转换过程。并指示额尔古纳地块和兴安地块以及兴安地块和松嫩地块碰撞拼合的结束。
关键词：多宝山地区，花岗岩类，奥陶纪，地球化学特征
1.引言
多宝山地区位于中亚造山带北东段，地处北兴安造山带( 亦称兴安地块) 东北缘，贺根山-黑河缝合带北西侧( 图 1a) 。是西伯利亚板块、华北板块和西太平洋板块多次相互作用形成的复合造山带（赵春荆等，1996），是中亚造山带东段最重要的多金属矿床聚集区。陆陆碰撞以及陆缘边界俯冲是多宝山成矿的重要条件。关于兴安造山带与松嫩地块碰撞的时限及成矿大地构造背景尚存如下见解：拼合时限有早中生代和晚古生代[1]；矿床形成一些学者认为是岛弧环境；另一些学者认为属于陆陆碰撞造山环境[4]以及陆缘弧环境。本文以与成矿关系密切的岩体为研究对象，通过系统的锆石 U-Pb 定年、岩石主量元素和微量、稀土元素探讨该地区成因及其地球动力学背景。
2.地质概况和岩石学特征
前人根据两条拼合带（塔源—喜桂图断裂、贺根山—黑河断裂）将兴蒙造山带东段划分为三个块体：额尔古纳地块、兴安地块和松嫩地块。研究区位于大兴安岭与小兴安岭交汇部位。大地构造位置属兴安地块东北端，东南部靠近松嫩地块（图1）。区内奥陶系地层为火山岩地层主要有多宝山组（O2d）和裸河组（O3l），为一套灰绿色片理化蚀变安山岩、变质中性火山岩夹变质中酸性含砾火山岩及杂色凝灰砂岩夹含砾钙质凝灰砂岩等，局部夹大理岩。
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图1.多宝山地区地质简图(a)及区域构造简图(b)
P1γδ-早二叠世二长闪长岩；P1ζ-早二叠世正长岩；P3η-晚二叠世二长岩；C3ζγ-晚石炭世碱长花岗岩；C3ηγ-早石炭世二长花岗岩；O2δ-中奥陶世二长闪长岩；K1gn-早白垩世光华组；O2d-中奥陶世多宝山组；
采集样品岩性为奥陶纪二长闪长岩；其岩相特征：
二长闪长岩：半自形粒状结构，块状构造。岩石由角闪石10%、黑云母5%、斜长石55%、钾长石27%和石英3%组成（图3-2 d）。角闪石：柱状、有熔蚀，绿色，粒径0.2-2mm。黑云母：片状，褐色，多已绿泥石化。粒径0.2-0.5mm。 斜长石：板状、半自形粒状，粒径0.3-1.5mm。 钾长石：他形粒状充填斜长石空隙，粒径1-2mm。石英：他形粒状充填斜长石空隙，少数包裹斜长石，波状消光，粒径0.2-1mm。
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图2 奥陶纪花岗岩类显微照片
3.样品及测试方法
本次工作共采集了二长闪长岩（1127、0573）共2块样品锆石U-Pb测年在中国地质科学院北京离子探针中心SHRIMPⅡ上进行，应用SHRIMP进行U-Th-Pb分析的详细流程和原理参考[3] 。
其中主量元素采用仪器为原子吸收分光光度计，稀土微量元素采用ICP-MS方法测试。岩石主量元素（%）、微量元素（μg/g）分析结果及CIPW标准矿物（W%）、岩石化学、稀土元素和微量元素特征参数见（表1）。
4.测试结果与分析
岩石样品中锆石特征及SHRIMP年龄测试结果（表1）如下：
二长闪长岩的锆石 CL 图像（图 2）显示锆石具有较好的晶形，整体多为自形、半自形粒状，晶棱。锆石无环带，多数偏黑，长宽比较小，多数为 1:1~2:1。Th/U值在0.36~1.08和0.7~1.19之间，显示明显的岩浆成因锆石。
1127号和0573号样品年龄数据投影点落在谐和线上或附近，表明这些颗粒形成后 U-Pb同位素体系是封闭的，样品1127的206Pb/238U加权平均年龄为471.3 ± 8.7Ma（MSWD = 1.6）。样品0573的206Pb/238U加权平均年龄为440.6 ± 5.8Ma（MSWD = 0.92）为二长闪长岩的结晶年龄，即为中奥陶世。
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图3 二长闪长岩锆石U-Pb年龄及阴极发光图像和锆石 U-Pb 年龄谐和图
5.岩石地球化学特征
5.1主量元素特征
正长-二长花岗岩类：岩石SiO2含量介于74.44-77.56%之间，属酸性岩类；Na2O/K2O均小于1，为明显的钾质岩系；Al2O3含量在11.81-13.54%之间，样品A/CNK介于0.98-1.15之间，在A/CNK-A/NK图解上，样品大部分落于过铝质-准铝质花岗岩（图4b）；Fe、Mg、Ca氧化物含量较低，多贫磷贫钛，但变化相对较稳定；里特曼指数σ介于2.15-3.07之间，为过铝质高钾钙碱性岩系。
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图4多宝山奥陶纪火山岩A/NK- A/CNK 与 K2O-SiO2 图解
5.2微量与稀土元素特征
二长闪长岩类岩石稀土总量∑REE在(75.64-263.74)×10-6，平均值169.69×10-6，高于大陆上地壳岩石的稀土总量∑REE丰度值（146.37×10-6），稀土总量相对较低；轻重稀土比值LREE/HREE为1.17-3.64，为轻稀土相对富集型；δEu=0.74-0.87，表现较弱的负铕异常，可能表明源区分离结晶作用较弱，；稀土元素标准化配分曲线（图5b），呈现左高右低较平滑的右倾型，反映了轻稀土较富集的特征。二长花岗岩的高场强元素（HFSE）Th、Zr、Nd和Rb相对富集，而大离子亲石元素（LILE）Ba、Sr和Nb、P相对亏损。
图5奥陶纪火山岩微量元素原始地幔标准化蛛网图(a)及球粒陨石标准化配分曲线图(b)
表1样品全岩主量元素和微量元素分析结果
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6.讨论
6.1形成时代
早古生代为古亚洲洋构造演化时期，兴安地块与北部的额尔古纳地块间的碰撞拼合在古生代早期即己完成。在拼接带靠近兴安一侧出现早古生代后造山花岗岩（477-465Ma）[2]，多宝山矿床花岗闪长斑岩的 LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄为 ( 474. 9 ± 1. 8 ) Ma，研究区的奥陶纪二长闪长岩年龄分别为485 ± 8Ma和479 ± 4Ma。晚寒武世—奥陶纪期间，古亚洲洋在中亚造山带东段地区存在强烈的与俯冲作用有关的岩浆活动。
6.2岩石成因及源区
依据微量元素地球化学特征Sr和Yb的富集或亏损程度，Sr<300×10-6，Yb>2×10-6，为低Sr高Yb的花岗岩（浙闽型花岗岩）。石炭纪碱长-正长花岗岩、二长花岗岩和奥陶纪的二长闪长岩均属于这个类型。形成于较浅的深度(<40km)[5]。总体仍显示该源区岩浆为地壳+地幔混合来源。A型花岗岩主要集中在低Sr高Yb的花岗岩，同时二长闪长岩为高钾钙碱性系列，确定为A型花岗岩。
7.结论
1.通过锆石SHRIMP U-Pb年代学数据的测定，确定了古生代多宝山地区花岗岩类岩石的年龄分别为471.3 ± 8.7Ma，440.6 ± 5.8Ma。为中奥陶世花岗岩。
2.地球动力学环境为造山晚期从挤压体制向拉张体制转换的过程。岩浆源区则均为壳幔混合的特点。
参考文献
[1]崔芳华，郑常青，等.大兴安岭全胜林场地区晚石炭世岩浆活动研究:对兴安地块与松嫩地块拼合时间的限定[J].地质学报. 2013(09)：1247-1263
[2]葛文春，吴福元，等．兴蒙造山带东段斑岩型Cu，Mo矿床成矿时代及其地球动力学意义［J］.科学通报，2007( 20 ) :2407-2417．
[3]侯可军，李延河，田有荣．LA-MC-ICP-MS 锆石微区原位 U-Pb 定年技术［J］. 矿床地质，2009.( 4) : 481-492．
[4]张兴洲，周建波，等.东北地区晚古生代构造-沉积特征与油气资源[J].吉林大学学报(地球科学版),2008.(5): 719-725.
[5]张旗，王焰，等,.花岗岩的Sr-Yb分类及其地质意义[J].岩石学报，2006(22) .3349一3369