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《吉林大学》 2012年
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黑龙江省伊春—鹤岗地区花岗岩的时代与成因研究

魏红艳  
【摘要】:伊春-鹤岗地区位于西伯利亚板块和华北板块之间的兴蒙造山带东段的松嫩地块上,经历了古亚洲洋构造域和太平洋构造域的演化历史。明确研究区花岗岩的形成时代和成因,对讨论东北地区的构造演化具有十分重要意义。基于此,我们对该区花岗岩进行了详细的岩相学、年代学、地球化学及锆石Hf同位素研究。厘定了花岗岩形成时代及期次,详细阐述了中-晚二叠世、早-中三叠世和晚三叠世花岗岩的岩石学和地球化学特征,探讨了其成因和形成的构造背景。 1.花岗岩岩石组合、形成时代及期次划分 研究区丰茂林场以东花岗岩基形成于晚二叠世(264~260Ma),岩石类型主要为一系列结构不同呈相变关系的二长花岗岩,并被少量早-中三叠世(244~234Ma)的花岗闪长岩、二长花岗岩和晚三叠世花岗斑岩(210Ma)侵入;丰茂林场以西为一套中粗粒或粗粒二长花岗岩-含斑或似斑状中粗粒黑云母二长花岗岩,形成于晚三叠世(212~210Ma)。 根据本文测定结果并结合已有的年代学资料,将研究区伊春-鹤岗的花岗质岩浆活动分为三期:中-晚二叠世(266~259Ma)、早-中三叠世(244~231Ma)和晚三叠世(222~200Ma)。 2.花岗岩的地球化学特征 地球化学研究显示,中-晚二叠世、早-中三叠世和晚三叠世三期花岗岩均为高钾钙碱性系列,绝大部分样品的A/CNK≤1.1,落入准铝质-弱过铝质系列,且P2O5的含量随SiO2含量增加而减少;结合晚三叠世花岗岩的(87Sr/86Sr)i的变化范围多在0.7052~0.7133之间,认为研究区花岗岩多属I型,个别岩石具有I-S过渡型花岗岩的特征。三期花岗岩具有相似的微量元素标准化曲线型式和强烈亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti元素的特征,但稀土元素配分模式和Sr、Yb的含量表现出了明显的不同。中-晚二叠世花岗岩多属于喜马拉雅型花岗岩,早-中三叠世花岗岩高Sr低Yb的地球化学特征显示其属埃达克质岩石,晚三叠世花岗岩多落入浙闽-南岭型花岗岩区域内。 3.花岗岩成因及形成的构造背景 三期花岗岩具有相同或相似的岩浆源区性质。锆石Lu-Hf同位素数据显示中-晚二叠世、早-中三叠世和晚三叠世三期花岗岩的εHf(t)值变化范围都较大,分别为-12.93~5.71、-8.07~3.34、-7.74~3.61,εHf(t)有正有负的变化反映至少存在两种性质不同的源区;结合晚三叠世花岗岩的(87Sr/86Sr)i的变化范围多在0.7052~0.71332之间,εNd(t)值多介于-7.1~+2.1之间,认为岩浆源区物质存在古老物质和新生玄武质地壳的混合。根据本文的模拟结果及结合前人的研究成果我们认为岩浆源区主要为新增生的玄武质地壳物质,并有古老地壳物质参与熔融,但不同花岗岩混入老物质的比例有所不同。 综合研究认为,研究区中-晚二叠世花岗岩形成于华北板块与松嫩地块碰撞过程中;早-中三叠世花岗岩岩浆起源于加厚地壳,形成于两大板块碰撞后的继续挤压造山阶段;晚三叠世花岗岩与古亚洲洋闭合造山后岩石圈伸展体制有关。三期花岗岩很好的演绎了板块碰撞拼合,致使地壳加厚造山,以及造山后岩石圈伸展、造山带崩塌的地质演化过程。
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