内蒙古土牧尔台地区二叠纪构造—岩浆活动及其地质意义

发布时间：2020-09-22 17:50

　　 中亚造山带是全球范围内最古老并且增生最强烈的造山带之一,自古生代以来经历了俯冲、碰撞、造山带垮塌等一系列演化过程,并且留下了大量的岩浆记录。这些岩浆岩的年代学、地球化学等特征反映出的岩浆源区以及成因性质,对于还原该地区的构造演化有着非常重要的意义。本文的研究区位于华北板块北缘中段,大地构造位置上毗邻中亚造山带东段,即兴蒙造山带。区内二叠纪岩浆相当发育,且露头良好,尤其是在土牧尔台镇一带。作者及团队对其中的火山岩和侵入岩进行了详细的野外地质调查,后期对采集的样品进行了岩石学、岩相学、同位素年代学和地球化学等一系列的研究,进而分析它们的岩石类型、成因及源区等。最后,综合前人的成果及资料,来探讨晚古生代,尤其是二叠纪期间中亚造山带的演化历史。本文取得的主要成果如下:1.苏吉组火山岩:本文主要以安山岩为主要研究对象,主要为玄武安山岩,具有钙碱性特征。岩石贫硅(SiO_2=49.0%~55.2%)和高场强元素,富铝(Al_2O_3=15.7%~17.8%)、镁(Mg~#=49.8~67.0)及大离子亲石元素,Eu正异常(δEu=0.95~1.39),总体具有较低的稀土元素总量和平缓的分配方式,显示其具有岛弧火山岩的特点。锆石LA-ICP-MS同位素测年得到的加权平均值为279.0±2.1Ma,为早二叠世。锆石ε_(Hf)(t)=-19.3~-13.8,对应的二阶段模式年龄为2516.5Ma~2177.4 Ma,加之本组安山岩有着高镁安山岩的属性,所以其源区极有可能来自于地幔,且当时处在一种俯冲背景之下。2.花岗闪长岩:富硅(SiO_2=65.6%~67.0%)、钾(K_2O=3.71%~4.15%)及大离子亲石元素,亏损高场强元素。岩石为准铝质(A/CNK=0.94~0.98),且属于高钾钙碱性系列。稀土总量较高,轻稀土相对重稀土明显富集,重稀土分配平坦,但整体分异较强,存在明显的Eu负异常(δEu=0.61~0.69)。锆石SHRIMP同位素测年得到的加权平均值为275.3±2.6 Ma,为早中二叠世。岩石普遍存在暗色包体,且属于I型花岗岩系列,表明其应形成于俯冲构造环境且岩浆来源可能是混源的。3.苏长辉长岩:贫硅(SiO_2=46.2%~49.8%)和高场强元素,富TFeO(15.7%~17.8%),镁(Mg~#=49.8~67.0)和大离子亲石元素,具有较低的稀土总量和较平缓的分配方式,及Eu正异常(δEu=1.02~2.41),显示其幔源侵入岩的特点。锆石LA-ICP-MS同位素测年得到的加权平均值为270.1±4.2 Ma,为中二叠世。岩石类型为钙碱性玄武岩、俯冲带玄武岩系列,且受流体交代,表明其很有可能来自俯冲背景下的流体交代的地幔楔。4.研究区内的岩浆岩时代相近,为早中二叠世。火山岩并没有明显的双峰式特征,而基性和酸性侵入岩之间,连续演化的可能性不大,更有可能是岩浆混合作用导致。加之以上的岩石具有弧火山岩、火山弧花岗岩和俯冲带玄武岩的特征,笔者认为在早中二叠世,华北板块北缘中段仍处在俯冲的构造背景下。结合区域上的相近时代的各类岩石组合和年代学证据,笔者认为华北板块北缘中段二叠纪的构造演化过程为:洋壳俯冲(早中二叠世)→古亚洲洋闭合(晚二叠世)→碰撞后造山(晚二叠世之后)。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P534.46;P588.11
【部分图文】：

岩石岩性组合与周围地质体的接触关系等；采集典型样品，进行镜下鉴定，观察矿物组合及特点；（3）在岩相学研究基础上，对典型岩石进行岩石地球化学（包括主量元素、微量元素和同位素）分析和研究，确定侵入岩的岩石系列、演化趋势及可能的岩浆源区。（4）针对于研究区岩浆岩的组合特点，采用定年的方法为锆石 LA-ICP-MSU-Pb 和 SHRIMP 定年，选择具有代表性的样品进行定年分析。（5）与典型构造背景地区（如岛弧、活动大陆边缘、大陆裂谷区等）对比，包括岩石组合特征、岩石系列、演化趋势和岩浆源区特征对比，最终确定研究区岩浆岩形成的构造背景。（6）在研究区岩浆岩构造背景研究的基础上，结合区域构造演化历史及邻区的岩浆事件，最终确定华北板块北缘中段的构造演化历史，限制古亚洲洋的闭合时间。

第 2 章 区域地质概况第 2 章 区域地质概况研究区位于内蒙古自治区乌兰察布盟中北部和锡林郭勒盟西南一隅，行政区划分主要隶属于察哈尔右翼后旗和商都县一带，少部分属于苏尼特右旗。大地构造位置位于华北板块北缘中段，毗邻兴蒙造山带南缘，横跨中亚造山带东段和华北板块两个重要的构造单元（图 2.1）。其主要的位置处于集宁—隆化断裂以北，赤峰—白云鄂博断裂以南。该地区在中生代以前，以古亚洲洋构造域控制为主；中生代以后慢慢转变为以滨太平洋构造域影响。这样一个具有复杂构造演化史和丰富岩浆记录的区域，是研究中亚造山带形成演化和华北板块大陆边缘演化的理想的、不可多得的天然窗口。

第 3 章 土牧尔台地区二叠纪岩浆岩特征第 3 章 土牧尔台地区二叠纪岩浆岩特征研究区内岩浆活动强烈，侵入岩分布广泛，占区内基岩出露面积的一半以上（图 3.1）。研究区岩浆活动主要发生于二叠纪，以大规模岩浆侵位伴随同期火山作用为特征；除此之外，还发育有少量中新世基性火山岩。

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯丽霞;张志诚;韩宝福;任荣;李建锋;苏犁;;内蒙古达茂旗花岗岩类LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义[J];地质通报;2013年11期

2 汪岩;付俊_g;那福超;刘英才;张广宇;康庄;杨帆;;内蒙古扎赉特旗辉长岩-闪长岩地球化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄[J];地质通报;2013年10期

3 王挽琼;徐仲元;刘正宏;赵庆英;蒋孝君;;华北板块北缘中段早中二叠世的构造属性:来自花岗岩类锆石U-Pb年代学及地球化学的制约[J];岩石学报;2013年09期

4 MA Xu;CHEN Bin;CHEN JiaFu;NIU XiaoLu;;Zircon SHRIMP U-Pb age, geochemical, Sr-Nd isotopic, and in-situ Hf isotopic data of the Late Carboniferous-Early Permian plutons in the northern margin of the North China Craton[J];Science China(Earth Sciences);2013年01期

5 王挽琼;刘正宏;王兴安;张超;范志伟;时溢;朱凯;;内蒙古乌拉特中旗海西期黑云母二长花岗岩锆石SHRIMPU-Pb年龄及其地质意义[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年06期

6 李刚;刘正宏;徐仲元;彭向东;董晓杰;沙茜;王挽琼;;内蒙古白乃庙逆冲推覆构造的组成及其构造特征[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年S2期

7 张建军;王涛;张招崇;童英;张磊;史兴俊;郭磊;李舢;曾涛;;华北地块北缘西段巴音诺尔公—狼山地区牙马图岩体的岩浆混合成因——岩相学和元素地球化学证据[J];地质论评;2012年01期

8 柳长峰;周志广;张华锋;刘文灿;张磊;;内蒙古四子王旗乌尔塔高勒庙岩体的侵位时代及岩石地球化学特征[J];矿物岩石;2011年04期

9 赵磊;吴泰然;罗红玲;;内蒙古乌拉特中旗北七哥陶辉长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义[J];岩石学报;2011年10期

10 张拴宏;赵越;刘建民;胡健民;宋彪;刘健;吴海;;华北地块北缘晚古生代——早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景[J];岩石矿物学杂志;2010年06期

相关博士学位论文 前2条

1 王挽琼;华北板块北缘中段晚古生代构造演化：温都尔庙—集宁火成岩年代学、地球化学的制约[D];吉林大学;2014年

2 许立权;内蒙古白云鄂博-满都拉地区加里东期—华力西期—印支期岩浆岩特征与大地构造演化探讨[D];中国地质大学（北京）;2005年

相关硕士学位论文 前3条

1 白新会;内蒙古徐尼乌苏逆冲推覆构造的变形特征[D];吉林大学;2015年

2 蒋孝君;内蒙古集宁地区中二叠世花岗岩特征及地质意义[D];吉林大学;2014年

3 范志伟;内蒙集宁地区前孔兹岩系变质基底的组成、地球化学及年代学特征[D];吉林大学;2013年

本文编号：2824725