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西拉木伦—长春缝合线的形成时代

韩杰  
【摘要】:东北地区处于环太平洋板块、西伯利亚板块和华北板块的叠加部位,受到古亚洲洋构造域和环太平洋构造域的双重影响,构造背景极为复杂,具有重要的研究价值。本文以内蒙古林西地区林西组砂岩作为研究对象,通过岩相学,岩石地球化学,碎屑锆石U-Pb年代学等研究方法来探讨林西组砂岩的物源区属性及其大地构造背景,并结合已有的古生物学资料以及其他年代学资料来探索西伯利亚板块和华北板块的最终闭合时间和位置。 研究区位于内蒙古东南部,松嫩地块南缘,属于西伯利亚板块和华北板块两大板块的叠加部位-中亚造山带东段,西拉木伦-长春缝合带以南,贺根山-黑河缝合带以北。岩石样品采集于林西组代表性剖面官地-瞿家沟剖面中上部砂岩段,镜下鉴定矿物组成主要为石英(30%-35%),斜长石(20%),岩屑(25%),绢云母(5%)以及少量副矿物等,因此定名为长石岩屑砂岩。 主量元素分析结果及其特征氧化物比值(Na_2O/K_2O)显示林西组砂岩具有杂砂岩的特点。林西组砂岩的微量元素经上地壳岩石标准化后的各配分曲线相互平行,并与上地壳微量元素含量基本一致,说明林西组砂岩具有上地壳岩石亲缘性。稀土元素分析结果显示,砂岩样品具有轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特点,LREE/HREE=6.29-8.36ppm,同时具有Eu的负异常。大部分样品的稀土元素配分曲线相互平行,说明其来自同一物源区,可能属于亲上地壳长英质岩石的源区。 地球化学特征判别图解表明林西组砂岩的大地构造背景为大陆岛弧物源区的特点。 砂岩碎屑锆石阴极发光图像显示,大多数锆石呈长柱状晶体,并且可见明显的岩浆成因振荡环带,同时经球粒陨石标准化的锆石稀土元素配分曲线具有轻稀土元素亏损,重稀土元素富集的特征,Th/U比介于0.1~1.72之间,进一步证明了锆石具有岩浆成因的特点。LA-ICPMS锆石U-Pb年代学结果表明,全部锆石年龄分布在238~1801Ma之间,峰值年龄分别为252Ma,472Ma,620Ma,1325Ma,1714Ma。其中252Ma表明,林西组的最大沉积时代应该在晚二叠,而原岩形成的主体时代应晚于252Ma。同时林西组砂岩的物源区主要来自早古生代,新元古宙以及中元古宙的东北地块物源区。 根据研究区林西组砂岩的物源区构造背景及碎屑锆石年代学特征,并结合该区已存在的地质资料,因此我们确定西伯利亚板块与华北板块两大板块的最终闭合位置在林西地区以南,即索伦-西拉木伦断裂一线,并向东延伸至长春-延吉;最终闭合时代为早三叠世。


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