高镁安山岩为一类相对富镁的中性火山岩(SiO2=54-65 wt.%,Mg#≥45),一般分布于岛弧环境,其形成往往与板块俯冲密切相关。位于大兴安岭中段的内蒙古阿尔山市五岔沟地区分布了面积达700平方公里的新生代火山岩,其岩性为安山质熔岩,这在中国东部新生代火山岩(以玄武岩为主)中非常罕见。这些新生代安山岩与新生代玄武岩一样,均是板内岩浆作用的产物。但其元素地球化学特征与岛弧高镁安山岩相似:SiO2变化于54.10-57.97 wt.%之间,Mg#范围在53-60之间;在微量元素标准化图上,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征,类似于典型的弧火山岩。因此,我们定义五岔沟地区的新生代火山岩为板内高镁安山岩。为了探讨这些板内高镁安山岩的可能成因及其源区性质,本文选择了位于五岔沟飞机堡的熔岩剖面作为主要研究对象,开展了系统的岩石地球化学研究(全岩主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素和矿物电子探针主量元素。五岔沟新生代高镁安山岩具有较均一的主量元素,分离结晶作用并不明显。在微量元素蛛网图上呈现出强烈的Ba、Sr、Pb正异常,Nb、Ta、Zr、Hf和Ti的负异常,与大陆平均下地壳的特征类似。在稀土元素配分模式图上,具有强烈的Ce负异常(Ce/Ce*=0.74-0.93)。在Sr-Nd同位素组成上,五岔沟高镁安山岩具有整个大兴安岭地区新生代火山岩中最富集的87Sr/86Sr值(0.705992-0.706795)和极低的εNd(t)值(-3.75～-15.80)。而在Pb同位素组成上,206Pb/204Pb(16.7757-18.2801)、207Pb/204Pb(15.4481-15.5648),208Pb/204Pb(37.1537-38.3483)则与古老的沉积物端元较为接近。将这些高镁安山岩的成分与前人得到的榴辉岩部分熔融形成的熔体组成更为接近。而这些熔体较高的MgO含量和Mg#,可以用上升过程中熔体与地幔橄榄岩的相互反应来解释。五岔沟高镁安山岩在Ce/Pb、Th/La等微量元素比值、微量元素配分曲线及同位素特征均与大陆下地壳十分类似,但并不能用来解释明显的Ce负异常特征。Ce的明显负异常与沉积物特征相符,我们认为五岔沟高镁安山岩很可能是古老的俯冲沉积物来源的富硅熔体,在上升过程中与地幔橄榄岩发生反应的产物。