大兴安岭北段古生代构造—岩浆演化

发布时间：2017-06-22 11:16

  本文关键词：大兴安岭北段古生代构造—岩浆演化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：笔者对大兴安岭北段新林-嘎仙-吉峰地区蛇绿混杂岩中基性-超基性岩、中段的博克图杂岩（火山碎屑岩和混合状片麻岩）、塔源地区的花岗岩及辉长岩、南段伊敏地区的古生代碎屑沉积岩，进行了矿物学、岩石学、地球化学、同位素地质学及构造年代学的综合研究，分析了新林-嘎仙-吉峰蛇绿混杂岩的性质及就位机制，探讨了Rodinia超大陆拼合-裂解历史的相关研究，查明了古生代碎屑沉积岩中锆石的物源特征及构造意义，对比了兴安地块东、西缘早晚石炭世岩浆作用特征、初步建立了大兴安岭北段古生代时期的构造-岩浆演化模式。 研究表明，产于大兴安岭北段新林蛇绿混杂岩中的玄武岩具有E-MORB特征，而辉长岩地球化学特征具有向OIB转化的趋势，该特征与嘎仙中的辉绿岩、吉峰中的辉长岩、超基性岩相似，总体上都类似E-MORB，但与之相比，又明显亏损高场强元素Nb、Ta，其地球化学特征显示它们源自俯冲流体加入的亏损地幔，，代表了具有过渡性质的SSZ型蛇绿岩。新林、嘎仙以及吉峰蛇绿混杂岩的形成年龄分别为539-510Ma，~630Ma，647±5.3Ma，证明在新元古代时期（~650Ma），额尔古纳和兴安地块之间存在大洋（新林-喜桂图洋），该洋盆的开启可能与Rodinia超大陆的裂解有关，且洋壳俯冲作用持续时间较长（接近150Ma）。~511Ma，新林-喜桂图缝合带南段发育头道桥蓝片岩，标志新林-喜桂图洋盆闭合，额尔古纳和兴安地块完成拼贴。 此外，大兴安岭北段古生代地层对于额尔古纳和兴安地块拼贴也有指示。伊敏地区泥鳅河组（422±5Ma）和红水泉组（338±5Ma）砂岩锆石U-Pb年龄峰值分别为~450Ma、~500Ma、540Ma，这些年龄峰值广泛发育于额尔古纳和兴安地块。其εHf(t)值范围在-21到16，既与新林-喜桂图缝合带西侧额尔古纳地块中εHf(t)值（-2~6）存在差异，又与兴安地块（εHf(t)=6～17）不同，表现为两者混合的特征，可以证明在泥鳅河组和红水泉组地层沉积前（~500Ma），额尔古纳和兴安地块已经拼贴完成。 额尔古纳和兴安地块拼贴完成后，古亚洲洋分支（黑河-嫩江洋）开始萎缩，发生洋-陆俯冲，从多宝山斑岩型Cu-Mo矿、多宝山超基性岩（~480Ma）、玄武安山岩（447Ma）、以及嫩江北依克特西北闪长岩（~430Ma）的就位，到标志俯冲结束的嫩江蓝片岩（~336Ma）形成，显示了该俯冲作用具有持续时间较长的演化特征。大兴安岭北段广泛发育的石炭纪火山岩应是该造山过程不同阶段的产物，早石炭世火山岩主要为辉长岩-闪长岩-花岗岩组合，花岗岩主要以I型和S型为主，博克图地区早石炭世杂岩形成时代为352±4.3Ma~336.1±3.9Ma，可能代表额尔古纳-兴安与松嫩地块早石炭世碰撞早期的产物；而晚石炭世，岩浆岩组合多缺失中性，呈现双峰式特征，花岗岩主要以A型为主。塔源和吉峰地区晚石炭世镁铁质岩年龄为306±8.7Ma、308±7.1Ma、315±2.5Ma、312±2.8Ma，是额尔古纳-兴安地块与松嫩地块之间后造山伸展阶段岩浆作用的产物。 综上所述，将大兴安岭北段古生代构造演化概况如下：（1）~850Ma，Rodinia超大陆裂解，伴随额尔古纳地块东南缘大量851~761Ma的伸展岩浆事件和额尔古纳河组（795~738Ma）沉积作用发育，额尔古纳和兴安地块之间的洋壳也随之出现，新林-喜桂图洋形成；（2）~650Ma，洋内俯冲开始，产生一系列类似E-MORB和OIB的洋壳（新林-嘎仙-吉峰）组合，并且该俯冲作用一直持续到~540Ma；（3）从540Ma至510Ma，洋壳俯冲作用停止，新林-嘎仙-吉峰蛇绿混杂岩混杂堆积到额尔古纳地块的东南缘；~510Ma，新林-喜桂图缝合带南段头道桥蓝片岩产出，代表了额尔古纳和兴安地块碰撞达到高峰，洋盆闭合；（4）~500Ma，与碰撞挤压有关的倭勒根群浅变质岩系等形成，碰撞高峰之后，造山带进入后碰撞阶段，塔河地区出现大量480Ma的A型花岗岩，额尔古纳和兴安地块完成拼贴；（5）从480Ma到430Ma，大兴安岭北段伊敏地区接受大量海相沉积（裸河组、泥鳅河组以及红水泉组），额尔古纳-兴安与松嫩地块之间洋壳开始俯冲，形成了多宝山-伊尔施岩浆弧，在岩浆弧内发育有多宝山斑岩型铜矿（~480Ma），随着俯冲作用持续，形成一系列与俯冲相关的480~350Ma岩浆事件（早石炭世博克图杂岩）；（6）~320Ma，大兴安岭北段海相地层消失，陆相地层出现，额尔古纳-兴安和松嫩地块完成拼贴，在塔源和吉峰地区加厚的岩石圈部分发生拆沉，深部地幔物质沿板片裂离的空隙上涌，带来的热及引起的拉张导致上覆岩石圈和陆壳部分熔融，产生了少量镁铁质岩，沿塔源-吉峰一线局部拉张。
【关键词】：大兴安岭北段 古生代 构造-岩浆演化 造山作用 新林-喜桂图洋
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P548
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-15
• 第1章 前言15-24
• 1.1 选题依据及科学意义15-20
• 1.1.1 中亚造山带概述15-16
• 1.1.2 兴蒙造山带东段研究概况及存在问题16-20
• 1.2 研究内容、研究思路及拟解决科学问题20-22
• 1.2.1 研究内容20-21
• 1.2.2 研究思路21-22
• 1.2.3 拟解决的关键科学问题22
• 1.3 本文依托的研究项目及完成工作量22-24
• 1.3.1 本文依托的研究项目22
• 1.3.2 完成工作量22
• 1.3.3 论文创新点22-24
• 第2章 区域地质背景24-42
• 2.1 区域主要构造单元及构造带特征25-33
• 2.1.1 研究区构造单元25-26
• 2.1.2 研究区主要构造带26-33
• 2.2 区域地层概况33-38
• 2.2.1 下古生界33-36
• 2.2.2 上古生界36-38
• 2.3 区域岩浆岩概况38-41
• 2.4 蛇绿混杂岩41-42
• 第3章 大兴安岭北段蛇绿混杂岩年代学及地球化学研究42-65
• 3.1 新林蛇绿混杂岩42-49
• 3.1.1 岩石组合特征42-44
• 3.1.2 新林蛇绿混杂岩年代学限定44-45
• 3.1.3 新林蛇绿混杂岩地球化学特征45-49
• 3.2 嘎仙蛇绿混杂岩49-54
• 3.2.1 岩石组合特征49-51
• 3.2.2 嘎仙蛇绿混杂岩年代学限定51-54
• 3.2.3 嘎仙蛇绿混杂岩地球化学特征54
• 3.3 吉峰蛇绿混杂岩54-61
• 3.3.1 岩石组合特征54-56
• 3.3.2 吉峰蛇绿混杂岩年代学及锆石 Hf 同位素限定56-60
• 3.3.3 吉峰蛇绿混杂岩地球化学特征60-61
• 3.4 新林-嘎仙-吉峰蛇绿混杂岩的成因、构造环境及年代学讨论61-65
• 3.4.1 地壳混染61-62
• 3.4.2 分离结晶与部分熔融62-63
• 3.4.3 构造背景63-65
• 第4章 晚古生代碎屑锆石年代学及Hf同位素对区域构造演化的限制65-86
• 4.1 泥鳅河组碎屑锆石年代学及 Hf 同位素66-81
• 4.1.1 岩石学特征66-68
• 4.1.2 碎屑锆石年代学68-76
• 4.1.3 泥鳅河组碎屑锆石 Hf 同位素76-81
• 4.2 红水泉组碎屑锆石年代学及 Hf 同位素81-82
• 4.2.1 岩石学特征81
• 4.2.2 碎屑锆石年代学81
• 4.2.3 红水泉组碎屑锆石 Hf 同位素81-82
• 4.3 晚古生代地层沉积时代82-83
• 4.4 源区物质组成及其对额尔古纳和兴安地块拼贴碰撞的限制83-86
• 4.4.1 泥鳅河组和红水泉组源区物质组成83-85
• 4.4.2 晚古生代碎屑锆石对额尔古纳和兴安地块拼贴碰撞的限制85-86
• 第5章 大兴安岭北段石炭纪岩浆作用的时空分布、成因及构造意义86-111
• 5.1 岩浆岩时空分布86-88
• 5.2 岩石学特征88-92
• 5.2.1 大兴安岭北段早石炭世博克图杂岩88-89
• 5.2.2 大兴安岭北段吉峰基性侵入岩89-90
• 5.2.3 大兴安岭北段塔源变辉长岩及花岗岩90-92
• 5.3 锆石 U Pb 年代学特征92-101
• 5.3.1 博克图杂岩锆石 U Pb 年代学特征92-96
• 5.3.2 吉峰变辉长岩锆石 U Pb 年代学特征96-97
• 5.3.3 塔源变辉长岩和花岗岩97-101
• 5.4 地球化学101-106
• 5.5 源区特征106-108
• 5.6 构造背景108-111
• 第6章 大兴安岭北段构造-岩浆演化与古板块拼贴重建111-119
• 6.1 新林-喜桂图洋的开启与性质111-113
• 6.2 额尔古纳地块与兴安地块拼贴时限113-115
• 6.3 兴安地块石炭纪岩浆作用的成因115-117
• 6.4 大兴安岭北段构造-岩浆演化模式117-119
• 主要认识和进一步工作设想119-121
• 1. 主要认识119-120
• 2. 存在问题和进一步工作设想120-121
• 附录121-123
• 参考文献123-141
• 作者简介及科研成果141-142
• 致谢142

【参考文献】

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1 赵芝;大兴安岭北部晚古生代岩浆作用及其构造意义[D];吉林大学;2011年

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本文编号：471658