华北板块北缘东段晚古生代—早中生代火成岩的年代学与地球化学研究

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本文以吉林中部地区晚古生代—早中生代火成岩为研究对象,通过对火成岩中锆石的LA-ICP-MS和SIMS U-Pb年代学和火成岩的主量元素、微量元素及锆石Hf同位素的地球化学研究,确定了研究区火成岩的形成时代,讨论了研究区不同时代火成岩的岩石组合和岩浆源区性质及其形成的构造背景。最终结合区域地质资料,探讨了研究区晚古生代—早中生代区域构造演化历史。锆石U-Pb定年结果表明,该区晚古生代—早中生代岩浆作用可以进一步划分为五期:早二叠世(293~279Ma)、中二叠世(270Ma)、晚二叠世(262~255Ma)、早三叠世(249~247Ma)和晚三叠世(222Ma)。吉林中部地区早二叠世发育一套由粗面英安岩、英安岩和流纹岩组成的中钾—高钾钙碱性系列火山岩,它们形成于活动陆缘背景,揭示早二叠世华北板块北缘处于古亚洲洋的俯冲作用之下。吉林中部地区中二叠世岩浆作用以含石榴石二长花岗岩的产出为代表,负的εHf(t)值,表明其岩浆起源于华北板块古老地壳物质的部分熔融;地球化学特征显示其为同碰撞花岗岩,揭示该区处于松嫩—张广才岭地块与华北板块之间的碰撞环境。吉林中部地区晚二叠世发育辉长岩—花岗岩组合,辉长岩原始岩浆起源于曾经遭受过俯冲流体交代的亏损岩石圈地幔,花岗质岩石的原始岩浆起源于新元古代新增生下地壳的部分熔融;该期辉长岩和花岗质岩石构成了典型的双峰式岩石组合,暗示其形成于早二叠世华北板块北缘与松嫩—张广才岭地块碰撞造山后的伸展环境。吉林中部地区早三叠世二长花岗岩具有埃达克质岩石的地球化学特征,形成于加厚玄武质下地壳的部分熔融,这种陆壳加厚过程也是一次重要的造山过程,表明华北板块北缘与松嫩—张广才岭地块再次发生了碰撞,古亚洲洋最终闭合。吉林中部地区晚三叠世侵入岩主要由方辉橄榄岩组成,来源于亏损的岩石圈地幔;研究区和邻区晚三叠世镁铁质—超镁铁质侵入岩和花岗质岩石构成了典型的双峰式火成岩组合,暗示它们形成于华北板块北缘和兴蒙造山带最终碰撞造山后的伸展环境。
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