大兴安岭北段吉源岩体的形成时代、地球化学特征及其大地构造意义

发布时间：2020-06-30 20:30

【摘要】：吉源林场地区位于大兴安岭地区北缘,地处额尔古纳地块与兴安地块的交接部位,是研究蒙古-鄂霍茨克构造域与环太平洋构造域的理想地区。目前关于大兴安岭北段中生代时期尤其是早侏罗世时期的构造演化存在比较大的争议,争论集中在大兴安岭地区广泛分布的中生代岩浆岩的形成是受环太平洋构造体系还是蒙古-鄂霍茨克构造体系的影响或是环太平洋构造体系与蒙古-鄂霍茨克构造体系的共同影响,以及蒙古-鄂霍茨克洋在中国境内的最终闭合时间仍没有统一的认识。这些问题的存在限制了对大兴安岭北段地区中生代构造演化的认识。鉴于此,笔者选择了大兴安岭北段吉源林场地区的中生代花岗岩为研究对象,进行了详细的岩相学、地球化学和年代学分析研究,以便能够合理探讨该区中生代的岩浆活动和构造演化。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明吉源林场地区岩浆活动主要集中在三个时期:早侏罗世、晚侏罗世和早白垩世,其中吉源岩体是该区发育规模最大的岩体,依据岩石岩性,将岩体分为两个填图单元,分别为花岗闪长岩和二长花岗岩,本文以该岩体为对象,选择了2件花岗岩样品(样品编号P4N15,岩性为花岗闪长岩,采于吉源林场西南7.5公里处;样品编号N20161,岩性为二长花岗岩,采于吉源林场西南6.2公里处),进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析,锆石内部振荡生长环带发育,结合锆石具有较高的Th/U值,说明测试锆石为典型的岩浆成因锆石,可以代表岩石的形成时代。经测试,样品锆石U-Pb年龄分别为180.7±1.3Ma和174.2±0.5Ma,表明大兴安岭北段吉源岩体形成于早侏罗世。岩石组合上,花岗闪长岩的主要组成矿物为斜长石、石英和普通角闪石,含少量条纹长石,副矿物包括磁铁矿、榍石和磷灰石。野外宏观地质特征显示,花岗闪长岩侵入下石炭统莫尔根河组浅变质岩中,被上侏罗统满克头鄂博组酸性火山岩和下白垩统梅勒图组以及白音高老组火山岩不整合覆盖。二长花岗岩的主要组成矿物包括条纹长石、斜长石和石英,含少量黑云母。野外宏观地质特征显示,二长花岗岩侵入下石炭统莫尔根河组浅变质岩以及花岗闪长岩中,被下白垩统白音高老组火山岩覆盖。地球化学结果显示,大兴安岭北段吉源岩体所有样品主量元素表现为富硅、富碱,贫钙、镁和低钛,轻重稀土元素分异较强,具有明显负Eu异常,富集Rb、U、K等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,亏损Sr、Ba的特点,与壳源形成的花岗岩类似。在哈克图解中样品表现出明显的线性变化趋势,在A型花岗岩判别图解中,吉源岩体样品多数落入高分异I型花岗岩区域。此外样品Zr含量以及锆石饱和温度均低于A型花岗岩,因此,我们认为研究区吉源岩体花岗岩属于高分异I型花岗岩,微量元素构造判别图解中样品落入后碰撞区域,代表碰撞后环境。结合以上特征以及研究区所处构造位置远离环太平构造域,认为大兴安岭北段吉源岩体岩浆来源与蒙古-鄂霍茨克洋闭合陆-陆碰撞后的演化作用有关,由此也限定了蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时间。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P587
【图文】：

中生代花岗岩,构造背景,古太平洋板块,学者

东北地区中生代花岗岩的年代学格架具有较好的一致性。图 1.1 东北地区中生代岩浆活动示意图1.1.2 存在问题对于大兴安岭地区中生代时期的构造演化目前仍存在较大的争议，主要问题集中在以下两个方面：（1）大兴安岭地区中生代花岗岩的形成构造背景。近年来众多学者对大兴安岭地区的花岗岩做了大量的深入研究，以期能够解决其形成构造背景，但目前仍没有统一的结论。关于形成构造背景，主要有三种观点。1）受古太平洋板块俯冲的影响部分学者认为大兴安岭中生代花岗岩的形成与古太平洋板块的俯冲有关（邓晋福等，1996；蒋国源等，1988；吴福元等，1999；隋振民等，2006,2007）。对于大兴安岭地区侏罗纪花岗岩的研究，学者们研究发现，大兴安岭地区侏罗纪花岗岩在岩石组合上以花岗闪长岩和二长花岗岩为主（隋振民等，2010）

大地构造单元,中亚,造山带,蒙古

早白垩世时期形成的玄武岩在地球化学特征上才与典型的板内玄武岩相似，提出了蒙古-鄂霍茨克洋最终闭合时间为早白垩世。近年来，随着国内部分学者对这一地区的研究的深入，指出了在中侏罗纪时期，蒙古-鄂霍茨克洋就已经闭合，李宇等人在兴安地块与松嫩-张广才岭地块之间的孙吴地区发现了形成年龄为 168±2Ma 白云母花岗岩，具有 S 型花岗岩的地球化学特征，形成于陆壳加厚的构造背景（李宇等，2015）。另外，在满洲里-额尔古纳地区发现的一套以塔木兰沟组玄武粗安岩-粗面岩为代表的火山岩，形成时间在 158~166Ma 之间，具有碱性-亚碱性过渡的地球化学属性，形成于与加厚陆壳垮塌相对应的伸展环境（Wang et al.，2006；Xu et al.，2013；徐美君等，2013）。以上发现均表明在中侏罗时期，蒙古-鄂霍茨克洋就已经闭合。早白垩纪时期整个大兴安岭地区处于区域性伸展的环境。上述论点虽然得到了部分学者的认同，但是对于蒙古-鄂霍茨克构造体系的演化历史仍然存在着不小的争论。尽管目前对于蒙古-鄂霍茨克洋的最终闭合时间存在争论，但学者们普遍赞同蒙古-鄂霍茨克洋呈剪刀式自西向东闭合。

【参考文献】