镜泊湖地区新生代玄武岩划分及地球化学特征

崔根,杜英杰,付艳丽

崔根①②CuiGeng；杜英杰①②DuYingjie；付艳丽①②FuYanli

（①黑龙江省矿业集团有限责任公司，哈尔滨150036；②黑龙江黑龙矿业股份有限公司，哈尔滨150036）

摘要：首先对镜泊湖地区的地质概况进行简要介绍，重点讨论新生代玄武岩划分及地球化学特征。

关键词：镜泊湖地区；新生代玄武；划分；地球化学特征

中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）01-0170-01

0引言

镜泊湖地区玄武岩作为我国东部地区新生代火山活动和玄武岩带的一部分，前人进行了岩石学、矿物学和地球化学等方面不同程度研究[1-4]①②。本次对镜泊湖地区新生代的玄武岩划分为四个期，进行了地球化学研究，认为该区玄武岩是同源的，地幔源区是相对均一的。

1地质概况与火山岩的分期

研究区位于吉黑华力西晚期褶皱带上，抚顺—密山深大断裂带呈北东向从本区穿过，成为本区新生代玄武岩的主要通道。

本区新生代火山活动的时间延续很长，从老第三纪晚期至全新世均有玄武岩出露，形成厚达100-300m的新生代火山岩带。前人对新生代玄武岩的分期和时代归属、岩组的划分和对比各家意见不一[1-4]①②。本次根据玄武岩之间发育的沉积地层和地貌显示的先后关系、结合玄武岩同位素年龄值将本区玄武岩划分为四个期。

第Ⅰ期玄武岩（βE3）：出露在研究区东南边缘部，常以平台状、穹状、帽状覆盖在高山之上，称为“高位玄武岩”，岩性以碱性橄榄玄武岩、辉橄玄武岩为主，最大厚度达193m，覆盖在上白垩统紫红色砂砾岩及煤系之上。湖北村、平顶山东侧下部玄武岩本次分别测得K-Ar法年龄值（经地科院地质所测试中心测试，以下均相同），为29.23±0.75Ma、24.31±1.45Ma①。相当于晚渐新世，于宏斌等称为船底山组[4]。

第Ⅱ期玄武岩（βN1）：出露在研究区东南部，常以盾状、桌状位于山体的顶部，岩性以碱性橄榄玄武岩、辉橄玄武岩为主，最大厚度达45m，多数覆盖在上白垩统紫红色砂砾岩及煤系之上。马莲河西沟、平顶山西侧上部玄武岩本次分别测得K-Ar法年龄值为21.86±0.86Ma、13.59±0.9Ma①。相当于中新世早-中期，秦秀峰等称为鸡林玄武岩。

第Ⅲ期玄武岩（βN1-2）：出露在研究区中部杏山、东京城等地，地貌上呈单独火山口（渣锥）分布，高达45m，其他火山碎屑物熔岩流在附近河流平原上大面积分布，岩性以含火山弹、火山渣角砾集块岩或角砾岩为主，厚度一般6-12m，覆盖在相当于中新世晚期砂砾岩及粘土岩之上，又被含猛马象牙齿、腿骨化石（14C测年0.021Ma）①的黄色粘土层覆盖。杏山北等三处玄武岩本次分别测得K-Ar法年龄值分别为6.79±0.32Ma，5.22±0.59Ma，3.95±0.28Ma①。相当于中新世晚期-上新世早期，也称为杏山玄武岩①。

第Ⅳ期玄武岩（βQ4）：出露在研究区西北部镜泊湖北侧,在河谷低洼处不规则条带状或面型分布的岩流层呈河谷熔岩，其熔岩流沿河谷流动堵塞了河道形成了镜泊湖和小北湖等堰塞湖。岩性以橄榄玄武岩、碱性橄榄玄武岩为主，厚度2-57m，覆盖在含猛马象化石（14C测年0.021Ma）的黄色粘土层之上。在邻区“火山口森林”地区采得的炭化木年龄分别为3490±140a、2470±110a、2470±120a[6]②，近期火山锥炭化木14C测试年龄5140a[1]。相当于全新世，也称为牡丹峰玄武岩[3]。

2地球化学特征

根据研究区内βE3-Q4（24件样品）的主、微量和稀土元素分析结果，总结归纳了本区玄武岩的主、微量和稀土元素的特征，分述如下：

2.1主量元素特征本区βE3-Q4在主量元素特征上没有明显的差别，基本上相似。其SiO2含量42.49%-50.92%，TiO2具有很高的含量1.5%-1.98%。根据SiO2-（K2O+Na2O）图解，本区玄武岩类属于碱性玄武岩，具有MgO（4.23%-10.4%）、CaO（6.88%-9.05%）含量较高和Al2O3（13.06%-15.58%）、Na2O（2.34%-4.32%）、K2O（1.19%-2.93%）含量较低的特征。它们的Na/K比值均大于1，表明它们均属于偏钠质的碱性岩浆，形成于剪切环境，来源较深。

2.2稀土元素特征本区βE3-Q4均显示了稀土富集和轻稀土强烈富集的大陆碱性玄武岩特点，ΣREE=141.6-263.7×10-6，平均为196.3×10-6。球粒陨石标准化稀土元素配分曲线显示为右倾负斜率轻稀土强烈富集型，稀土标准化模式相对平滑，与裂谷型或洋岛型玄武岩的分配型式类似。反映了它们具有同一源区的地幔，地幔熔融程度较高，较相近，较单一的成因演化。

2.3微量元素特征在N-MORB标准化微量元素蛛网图上，本区βE3-Q4的曲线形态比较吻合，总体表现出不相容元素富集，尤其是大离子亲石元素（LILE），暗示着它们可能来自富集型地幔。岩石的Ti/V比值（43.4～84.9），远高于典型MORB的相应值（约25），说明βE3-Q4是富集型地幔源区低程度部分熔融的产物。

2.4SrNdPb同位素地球化学根据SrNdPb同位素分析结果，本区βE3-Q4的SrNdPb同位素组成具有明显的相似性，均具有低SrPb和相对高的Nd同位素值，Sr87/Sr86为0.704278-0.704967，平均值为0.704567，明显高于N-MORB；143Nd/144Nd为0.512671-0.512799，平均值为0.512712，明显低于N-MORB；Pb206/Pb204为17.022-17.992，Pb207/Pb204为15.458-15.516，Pb208/Pb204为37.131-37.972。其三者平均值分别为17.744、15.487、37.689，显示为低放射成因Pb的特征。

3结论

（1）本区玄武岩可分为四个期：第Ⅰ期（βE3）；第Ⅱ期（βN1）；第Ⅲ期（βN1-2）；第四期（βQ4）。（2）尽管本区不同时代、不同空间形成的四个期的玄武岩在主、微量及稀土元素特征上有些差异，但其Sr、Nd、Pb同位素组成却极其相似。显示了同源性和地幔源区相对均一性，表明岩浆起源于一个低度富集的地幔区。

致谢：感谢编辑部同志及刘志远、乔子鉴和王泽东等同志的帮助和指导。

注释：

①黑龙江省地质局.中华人民共和国区域地质调查报告1:5万.东京城镇幅、四季通幅[Z].2004.

②黑龙江省地质局.中华人民共和国区域地质调查报告1:5万柳河林场幅、苇芦河林场幅[Z].2001.

参考文献：

[1]张招崇等.黑龙江镜泊湖地区全新世玄武岩地球化学特征及其深部过程探讨［J］.岩石学报,2000，16（3）.

[2]黑龙江省地质局.黑龙江省区域地质志［M］.北京:地质出版社，1993.

[3]刘嘉麒.中国东北地区新生代火山幕［J］.岩石学报,1988，2（1）.

[4]于宏斌等.吉黑地区新生代船底山玄武岩正名及其意义［J］.世界地质,2009，28（4）.