中亚造山带东南缘从二叠纪俯冲-增生向三叠纪碰撞演变的花岗质岩浆记录

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中亚造山带是全球最大的显生宙增生型造山带,其演化过程伴随巨量新生地壳的形成。中亚造山带东南缘(大兴安岭南段)位于内蒙古自治区中部,其中索伦-西拉木伦缝合带记录了古亚洲洋最终闭合消失及两侧地体碰撞拼贴过程。同时,区域上沿缝合带分布的二叠纪-三叠纪花岗岩类记录着中亚造山带东南缘从俯冲-增生到碰撞的岩浆证据。本文以位于中亚造山带东南缘(大兴安岭南段)内蒙古中部地区中二叠世-晚三叠世花岗岩类等为研究对象,从岩浆性质随时间演化的角度,厘定出该地区从早二叠世俯冲到晚二叠世(软)碰撞再到晚三叠世后造山伸展的构造-岩浆演化特征,取得以下认识:(1)本研究中位于索伦-西拉木伦缝合带南北两侧不同构造单元内的中二叠至晚三叠世花岗岩类具有不同的地球化学,同位素特征,花岗岩类全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值逐渐从正值演化到出现负值(εNd(t)值:2.4~-19.5;εHf(t)值:11.6~-33.7),Li同位素显示δ7Li值变化范围为+1.1~+6.6‰,平均值为+3.37‰,略大于地壳平均值。它们分别形成于俯冲向碰撞转变过程、碰撞导致的地壳加厚以及后造山伸展过程,记录了从陆缘弧到软碰撞,再到碰撞后伸展的构造-岩浆演化。(2)结合区域地质资料,进一步确认了沿索伦-西拉木伦缝合带呈零星、线性展布的二叠纪末至中三叠世加厚下地壳源区的高Sr/Y特征的花岗岩类为中亚造山带东南缘最终发生软碰撞的岩浆标志。此外,对花岗岩类时空分布特征研究发现,在中二叠世,沿索伦-西拉木伦缝合带从西向东,形成于中亚造山带从俯冲增生到碰撞拼合转换阶段的花岗岩类,其年龄峰期呈现出从老到新的变化(从约264 Ma到约251 Ma),反映了古亚洲洋“剪刀”状闭合的构造背景。(3)研究区花岗岩类的时空分布、地球化学和同位素特征具有阶段性演变规律,结合区域地质资料,我们提出了中亚造山带东南缘(大兴安岭南段)二叠纪至三叠纪三阶段构造-岩浆演化模型:(a)早二叠世(约285 Ma前):古亚洲洋双向俯冲,新生弧岩浆作用发育阶段:(b)中二叠世到中三叠世(约285~235Ma):俯冲增生到碰撞拼合的构造-岩浆转换阶段,由于造山带挤压汇聚导致板片断离而引发岩浆物源从年轻地壳向古老地壳转变;(c)晚三叠世(约235 Ma后),后造山伸展相关的A型花岗岩和碱性岩浆作用发育阶段。
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