2. 中国北京 100029 吉林长白山火山国家野外科学观测研究站;
3. 中国长春 130117 吉林省地震局;
4. 中国长春 130061 吉林大学地球科学学院
2. Jilin Changbai Mountain Volcano National Field Scientific Observation and Research Station, Beijing 100029, China;
3. Jilin Earthquake Agency, Changchun 130117, China;
4. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
研究区位于华北克拉通北缘东段吉林省南部靖宇县龙岗火山区(吴福元等,2014),距敦化-密山深大断裂东南侧约50 km。研究区内出露地层主要为第四纪粗面玄武岩及太古界花岗质片麻岩类,前寒武纪侵入体主要为中-细粒花岗闪长岩及细晶闪长岩。为了揭示研究区内新太古代花岗闪长岩成岩时代、岩石成因及地质意义,依托相关地质调查项目,在野外地质调研基础上,对该岩体开展了系统性的岩相学、LA-MC-ICP-MS单颗粒锆石U-Pb定年、岩石元素地球化学和Hf同位素分析,以期对于华北板块北缘东段晚太古界构造演化及区域火山地质研究提供科学依据。
实验结果揭示:①花岗闪长岩呈灰白色,岩株状产出,花岗结构,块状构造,造岩矿物主要由斜长石(灰白色,半自形,30%-35%)、钾长石(肉红色,半自形,20%-25%)和石英(灰色,他形,20%-25%)组成,其次为角闪石(5%)和黑云母(10%);②单颗粒锆石CL图像显示,锆石内部具有均匀震荡环带发育,长宽比介于1-5,Th/U比值在0.1-0.2,LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb协和年龄为2 493 ± 53 Ma(MSWD = 1.16),207Pb/235U加权平均年龄为2 506 ± 12 Ma(n = 12),成岩时代应归属为新太古代;③元素地球化学显示,SiO2含量介于71-69 wt%,低K2O(2.1-1.6 wt%)、低TiO2(0.25-0.22 wt%)、高Na2O(5.7-4.2 wt%)。铝饱和指数(A/CNK)值介于1.78-1.67,A/NK值介于2.43-2.37,属准铝质低钾钙碱性岩石系列。大离子亲石元素(Rb、Ba、Th等元素)富集和高场强元素(Nb、Ta、Hf等元素)亏损,Zr/Hf值在35-41,Nb/Ta值在11-13。轻稀土元素富集(71-30 ppm),重稀土元素亏损(1.5-2.3 ppm),稀土元素整体呈右倾配分模式,轻重稀土分异程度明显(LREE/HREE = 19-30),δEu值为0.91-1.03,(La/Yb)N比值介于31-61,整体具有Ⅰ型花岗岩元素地球化学属性;④锆石原位LA-MC-ICP-MS Hf同位素显示,其εHf (t)值为正(+6. 6 - +3. 6),二阶段模式年龄(TDM2 = 2 781-2 912 Ma)与一阶段模式年龄(TDM1 = 2 605-2 695)相近。
综合以上研究,初步认为,研究区内中-细粒花岗闪长岩成岩岩浆上侵与就位时间应在新太古代,并确认在2 506 Ma存在一期岩浆-构造作用事件。此外,成岩岩浆应起源于亏损型地幔源,成岩地质过程经历了壳源岩浆与幔源岩浆混合作用,其成岩地质构造环境与火山弧花岗岩类具有相似性(张旗,2014),形成于挤压后伸展环境。
吴福元, 徐义刚, 朱日祥, 等. 克拉通岩石圈减薄与破坏[J]. 中国科学: 地球科学, 2014, 44(11): 2 358-2 372. |
张旗. 大陆花岗岩的地球动力学意义[J]. 岩石矿物学杂志, 2014, 33(4): 785-798. DOI:10.3969/j.issn.1000-6524.2014.04.016 |