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大兴安岭地区出露大量火山岩,基本覆盖整个大兴安岭地区,研究区位于大兴安岭中段扎兰屯地区,出露玛尼吐组,白音高老组和梅勒图组火山岩地层。本文通过系统研究总结前人资料,分别实测了研究区火山岩地层剖面,并且采集了大量的样品,做了详细的镜下薄片鉴定、岩石地球化学分析和锆石U-Pb同位素定年,取得了以下四点认识:(1)玛尼吐组火山岩主要岩石组合类型为粗面安山岩、粗面岩、安山岩和安山质火山碎屑岩;白音高老组火山岩为流纹岩和流纹质火山碎屑岩类;梅勒图组火山岩为富铌玄武岩和埃达克岩共生的溢流相中基性岩石组合类型。研究区玛尼吐组火山岩主要为陆源沉积相的凝灰质砂岩和爆发相安山质凝灰岩,夹少量溢流相安山岩;白音高老组火山岩相较复杂,主要为溢流相、爆发相、火山通道相以及次火山岩相,以爆发相和溢流相为主;梅勒图组为溢流相,未见其他类型的岩相特征。(2)在玛尼吐组(PM214)、白音高老组(PM213)和梅勒图组(PM211)实测剖面分别挑选未蚀变或仅轻微蚀变的安山岩(PM214Yq37)、流纹岩(PM213Yq5)和玄武安山岩(TWWDG08)岩石样品,挑选晶型、振荡生长环带较好的岩浆锆石以进行U-Pb同位素定年。结果表明玛尼吐组、白音高老组和梅勒图组火山岩均形成于早白垩世,年龄分别为128.3±0.8Ma、128.0±1.3Ma和128.1±1.2Ma。(3)研究区玛尼吐组、白音高老组和梅勒图组火山岩总体上都表现为轻稀土富集、重稀土亏损,都富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb-Ta、Zr和Ti(即TNT异常)等高场强元素(HFSE),反映出陆源弧岩浆岩的地化特征。与玛尼吐组和梅勒图组不同的是白音高老组出现了弱的正Eu异常,表明此类流纹岩不同于一般意义上的壳源流纹岩。(4)岩石学和地球化学综合研究表明,研究区玛尼吐组,白音高老组和梅勒图组火山岩主要为亚碱性的高钾钙碱性岩石系列,部分梅勒图组和玛尼吐组落入钙碱性岩系,仅有少量白音高老组和梅勒图组样品点落入了钾玄岩系列,白音高老组和梅勒图组有向钾玄岩系列演化的趋势。它们均形成于伸展构造背景下的陆缘弧环境。其中,玛尼吐组岩石产生于地壳镁铁质岩石的部分熔融,白音高老组为安山质岩浆结晶分异的产物,梅勒图组玄武安山岩(埃达克岩)来源于大洋俯冲板片的部分熔融;而富铌玄武岩则形成于埃达克质熔体交代过的地幔楔的部分熔融。