大兴安岭火山岩带中南部乌拉盖地区新发现的球状岩石除因其漂亮的构造被人们关注外,其地球化学特征及锆石U-Pb定年对于探讨东北地区大兴安岭演化历史也具有重要意义.在详细的野外地质调查基础上,通过对内蒙古乌拉盖球状岩及其主岩地球化学及Sr-Nd同位素特征等进行综合研究,探讨其源区性质及形成机制.研究结果表明:乌拉盖球状岩及其主岩具有富硅(SiO2=75.35％～76.21％)、富碱(K2O+Na2O=7.30％～7.45％)和低铝(Al2O3=9.82％～11.30％)、镁值(Mg#=4.52～14.47)、铬(Cr=14.5×10-6～22.5×10-6)、镍(Ni=1.84×10-6～3.97×10-6),指示其物质来源于地壳.微量元素和稀土元素具后造山火山岩特征:Rb、Th、K等大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、HREE等高场强元素明显富集,N-MORB标准化图解中Nb负异常不明显,轻重稀土元素分异明显,LREE/HREE=5.21～6.70.初始87Sr/86Sr(0.7059～0.7137)高于现代大洋MORB(0.70229～0.70334),也显示壳源特征;143Nd/144Nd(0.512456～0.512528)则低于现代大洋MORB(0.51299～0.51330),εNd值为+4.8～+6.2,又表现亏损地幔的信息.研究认为,乌拉盖球状岩及其主岩岩浆来源于下地壳,且有亏损地幔物质的参与.Sr、Ba、Eu亏损强烈,反映了明显分离结晶作用的存在,岩石形成于板内稳定的构造环境;主量元素及微量元素图解又表现出后造山A型花岗岩特征.年代学研究显示,球状岩没有得到很好的年代学数据,其可能具低温富流体的特征、新生结晶锆石偏少,大量的捕获锆石或其他难容矿物可能为球状岩球粒的生长提供物质基础;球状岩主岩文象花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb成岩年龄为142.2±2.7 Ma,侵入球状岩的辉绿岩脉年龄平均为140.5 Ma,主岩的围岩正长斑岩获得锆石LA-ICP-MS U-Pb成岩年龄为349.5±3.4 Ma,综合判断球状岩的成岩时代为早白垩世早期(～141 Ma).综合研究表明,乌拉盖地区球状岩石及其主岩形成机制与大兴安岭火山岩带晚期岩浆活动有关,主要受控于白垩世早期蒙古-鄂霍茨克洋闭合后造山伸展体制下的构造背景,是大兴安岭大规模区域伸展作用、岩浆底侵的产物.
球状岩 同位素年代学 地球化学 区域伸展 大兴安岭 乌拉盖 内蒙古