吉林省景台—乐山地区晚二叠世岩浆岩成因及其地质意义

发布时间：2020-06-14 23:17

【摘要】：中亚造山带在中国东北地区的部分称为兴蒙造山带,兴蒙造山带北邻西伯利亚板块,南接华北板块,东部为太平洋板块,该地区在古生代期间受古亚洲洋构造域的控制,中生代期间又遭受了古太平洋构造域和蒙古-鄂霍茨克构造域的叠加作用,因此对该地区构造演化过程的研究极具科学意义。大黑山条垒带位于兴蒙造山带南缘,是承接索伦克-西拉木伦-长春缝合带和长春-延吉缝合带的重要构造单元。本文以大黑山条垒带上出露于伊通满族自治县景台-乐山一带的大黑山火山岩和陡山头子花岗岩为研究对象,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,确定了岩浆岩的形成时代;利用岩浆岩的锆石Hf同位素、全岩主微量元素和Sr-Nd同位素的综合示踪方法,探讨了岩浆岩的岩石成因及形成的大地构造背景。利用上述研究成果,并结合大量前人对华北板块北缘二叠纪-三叠纪时期的研究成果,对华北板块北缘东段二叠纪-三叠纪期间的构造演化过程进行了探讨。对上述岩浆岩的岩相学研究表明,大黑山火山岩主要岩石组合为流纹岩、流纹英安岩、安山岩及少量玄武质熔岩,陡山头子花岗岩为糜棱岩化正长花岗岩。锆石的阴极发光图像显示,上述岩浆岩中的锆石具有复杂的内部结构,浩石的核-幔结构、无分带结构或后期结构切割岩浆环带的现象、边部的港湾状现象及内部的溶孔等现象表明这些锆石经历了多期生长,且遭受了后期热液的溶蚀作用和弱变质增生作用,这一结论亦得到了来自锆石稀土元素证据的支持,所测锆石具有两种球粒陨石标准化稀土元素配分模式,一组锆石具有轻稀土元素亏损和重稀土元素明显分异的特点,且表现出强烈的Ce正异常和Eu负异常,为典型的岩浆锆石特征;另一组锆石轻重稀土元素分异不明显,轻稀土元素含量较高,具有明显的Eu负异常,但是无明显的Ce异常,与热液锆石特征相似。上述特征、结合锆石测年结果表明上述岩浆岩形成于晚二叠世(256-253Ma),并遭受了早三叠世的热液作用的叠加,岩浆岩中存在大量的早-中二叠世岩浆锆石,反映了研究区二叠纪期间存在连续、多阶段的岩浆活动。地球化学研究结果表明,大部分上述晚二叠世岩浆岩样品属于钙碱性系列,少量为高钾钙碱性/钾玄岩系列,所有样品均具有右倾的球粒陨石标准化稀土元素配分模式图,表现出富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti等)的地球化学特征,且具有亏损的Sr-Nd同位素特征,它们的Sr-Nd-Hf同位素二阶段模式年龄为中-新元古代。火山岩的岩石组合及地球化学特征表明,具有高铝玄武岩性质的大黑山玄武质熔岩的原始岩浆起源于遭受俯冲流体交代的亏损地幔楔的部分熔融。大黑山中酸性火山岩与陡山头子正长花岗岩的原始岩浆来自中-新元古代变玄武质下地壳的部分熔融,部分熔融过程中的主要残余矿物为角闪石和石榴子石,其中部分安山质岩浆上升过程中经历了先存古老地壳物质、一定数量的碳酸盐岩以及交代地幔物质的混染。以上的研究结果表明景台-乐山一带晚二叠世岩浆岩形成于活动大陆边缘构造环境,在大黑山条垒带这一重要构造单元上与俯冲相关的晚二叠世岩浆岩的存在将其东西两侧的缝合带上的二叠纪弧岩浆岩带衔接为一个整体,表明长春-延吉缝合带为索伦克-西拉木伦-长春缝合带向东的延伸,且古亚洲洋在研究区于晚二叠世期间仍未闭合。根据研究区所处的大地构造位置,结合前人大量的野外地质调查、岩相古地理研究、古生物资料及古地磁数据,提出长春-延吉缝合带形成于古亚洲洋的双向俯冲导致的陆陆碰撞,上述岩浆岩为古亚洲洋向北俯冲于东北联合地块之下的产物。此外,根据前人对古亚洲洋西段(塔里木板块东北缘及阿拉善地块北缘)和中段(索伦克缝合带)闭合时间的研究,认为古亚洲洋的闭合过程整体上呈自西向东的剪刀式,其西段的闭合时间要早于东段。
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P534.46;P588.1
【图文】：

霍茨克缝合带为界与西伯利亚板块相邻，主要由一系列前寒武纪中间地块（自逡逑西北至东南分别是：额尔古纳、兴安、松辽－锡林浩特、佳木斯和兴凯地块）及逡逑它们之间的缝合带组成（图１．２），是古亚洲洋构造域重要的组成部分［９］。逡逑Ｉｌｌｓ逦ＩＩ：逦ＩＵ．逦ｎｏ逦１２４逦Ｉ＾Ｓ逦Ｌ５：逦ＩＵ．逡逑Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦ｉ逦Ｉ逡逑ｓｒ＇逦ｓ邋？＂＇＂邋．Ａ邋Ｉ逦－５ｒ逡逑以：心ｓ汊~|嫌．带／逦４．涔Wｗ逡逑卜德尔布千断％逦ｉ邋，必ｒ广ａ：＇逡逑５０、２？嫩？１：．八中飞断裂逦／Ｈｆ＃邋／＆~TpQ、＊逦－５０ｃ逡逑、少逦４ｙ邋ｌ．，，逡逑５？教化－来山断裂逦／、？、？，？逦■士，，，，邋．邋．ｔ逡逑６－跃进山瓶奴逦，逦／逦＾逦／逦Ｖ逦＾逡逑＾逦＾逦１邋Ｋ４ｓ逡逑舞媝~彛保蕖�气ｆ逡逑，逦Ｘ逦．１＾逦／逦／／．ｌ邋＊逦１逦＼逡逑４６１逦／逦＇逦／（（ｉ邋ｉｖｉｆｉｉ邋）ｎ邋－４６逡逑４２！邋ｉ逦」ｓＳＬ二￣二」．．４ｒ逡逑１１２＊逦１１６。逦，逦１２０＊逦１２４＂逦１２�

本文编号：2713508