华北克拉通东北部板石沟地区新太古代花岗质岩石成因与地质意义

发布时间：2020-07-31 14:04

【摘要】：板石沟位于吉林省白山市北约9km处,大地构造位置属于华北克拉通东北缘,分布有大面积的太古代花岗质岩石,是探讨华北克拉通地壳起源与演化机制的理想地区之一。为探讨华北克拉通新太古代构造-岩浆热事件的性质及早前寒武地壳的形成与演化,选择板石沟花岗质岩石进行研究。基于岩石野外地质特征及矿物组合关系,板石沟地区出露的新太古代花岗质岩石主要为TTG岩系,由英云闪长质片麻岩和奥长花岗岩两个岩石单元组成。其中,英云闪长质片麻岩由于受到的变质变形作用较强,为典型片麻状构造,在本区大部分地区呈条带状出露。而奥长花岗岩受到的变形变质作用较弱,只是部分岩石表现出片麻状构造。TTG岩系地球化学特征显示:岩石高硅(SiO_265%)富钠贫钾(K/Na=0.1~0.62)高铝(Al_2O_315%)低镁,稀土配分模式呈右倾平坦型,富集LREE,亏损HREE,Eu异常不明显;富集Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素;Yb和Y含量也较低,Sr/Y比值较高,以上地球化学特征表明其残留相矿物主要为石榴石、角闪石和金红石,属于高压型TTG岩类。结合样品Hf同位素特征,推测当时可能存在类似于现代的板块俯冲,大陆地壳通过与洋壳一样的俯冲形式俯冲、熔融而产生TTG岩浆。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示奥长花岗岩结晶年龄为2598±29Ma,英云闪长质片麻岩形成年龄为2619±28Ma,二者结晶年龄稍有差异,但总体近乎一致,为~2.6Ga,属于同一岩浆热事件的产物。综上认为,本区新太古代花岗质岩石形成的构造环境类似于板块俯冲的岛弧环境,结合本区表壳岩最新研究成果,花岗质岩石与表壳岩可能共同组成了一个由板块俯冲到弧陆碰撞导致陆壳增厚的地壳演化过程。
【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】：P588.121;P534.2
【图文】：

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图 2.2 板石沟地区地质构造简图（据 1:25 万地质图）（1）太古界地层：主要是鞍山群杨家店岩组，通过野外地质剖面的实际测量，确定杨家店岩组地层由下至上依次为：深色片麻岩类、斜长角闪岩、磁铁石英岩和浅色片麻岩类，主要分布在研究区的北及北西位置。（2）元古界地层：主要是老岭岩群，青白口系，南华系和震旦系地层，主要分布在研究区南东位置。老岭岩群珍珠门岩组由 1960 年长春地质学院区测队创名，其上覆地层为花山组，下伏地层为达台山组，整体走向总体北东，倾向南东，是由一套巨厚的碳质条带状白云质大理岩，块状白云质大理岩，硅化白云质大理岩，角砾状白云质大理岩组成的变质碳酸盐组成（吉林省区域地质志，2016），原岩为白云质灰岩为主，相当于镁质碳酸盐岩沉积建造。青白口系钓鱼台组岩性主要为灰白、浅褐色中厚层至厚层石英砂岩；南芬组

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3.1 野外地质特征板石沟地区太古宙岩石出露较为广泛，主要是由花岗质岩石和变质表壳岩两类岩石组成。其中，花岗质岩石是该地区分布最为广泛的岩石类型，占太古宙岩石出露的 80%以上。在该地区（1:25 万）区域地质调查基础上，结合前人已有的研究和成果，根据野外岩石产状、接触关系和构造变形的特点，划分出基本的岩石单元（图 3.1）。该地区花岗质岩石主要为 TTG 岩石和花岗岩，多遭受强烈的变质变形作用，局部被深熔作用改造。TTG 岩石类型为中-细粒英云闪长质片麻岩、中粒含榴英云闪长质片麻岩、中细粒奥长花岗岩；花岗岩岩石类型主要为中细粒二长花岗岩花岗岩、中-细粒二云母二长花岗岩和脉状花岗岩。变质表壳岩岩石类型包括斜长角闪岩、角闪片岩、斜长片麻岩和磁铁石英岩。此外，区内还出露古元古界老岭岩群和新元古界沉积盖层，它们呈断层接触关系自南向北推覆在表壳岩和 TTG 片麻岩之上。

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相比英云闪长质片麻岩，奥长花岗岩的暗色矿物含量明显减少，片麻理也较弱（图3.2c），只是部分岩石表现为片麻状构造。但二者之间呈渐变过渡关系，界线难以确定。这种渐变过渡的接触关系可能反应了岩浆结晶分异的特点。图 3.2 岩石野外宏观照片a 英云闪长质片麻岩暗色矿物定向排列；b 后期长英质细脉沿裂隙进入英云闪长质片麻岩；c 奥长花岗岩露头；d 糜棱岩带切穿斜长角闪岩；e、f 斜长角闪岩与奥长花岗岩接触部位

【参考文献】