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辽吉古元古裂谷带构造演化的年代学制约

秦亚  
【摘要】:辽吉古元古裂谷带分布于郯庐断裂以东的辽东-吉南地区,是一条夹于北部的太古宙龙岗地块、南部的辽南地块和朝鲜的狼林地块之间、总体走向近东西、向北突出的弧形构造带。 裂谷带内发育一套古元古代变质岩系:在吉林省部分为集安群(自下而上为蚂蚁河组、荒岔沟组和大东岔组)和老岭群(自下而上为新农村组、板房沟组、珍珠门组、花山组和临江组),在辽宁省部分为辽河群(自下而上为浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组)。同时,裂谷带内还发育一套裂陷期、造山期及后造山期的古元古代花岗岩。 对裂谷带集安群、老岭群和辽河群各组岩石进行原岩恢复。结果表明:集安群的蚂蚁河组、荒岔沟组和辽河群的里尔峪组主要为变质火山岩夹少量变质沉积岩,其余各组为变质沉积岩。变质火山岩具有双峰式火山岩的岩石组合特点:基性端元岩石类型为碱性系列玄武岩和拉斑玄武岩;酸性端元为碱性和钙碱性系列流纹岩。 运用激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)和离子探针(SHRIMP)方法对辽吉古元古裂谷带结晶基底、变质火山岩、变质沉积岩、花岗质岩石和不整合于古元古代地层之上的榆树砬子组进行全面、系统的年代学分析。 裂谷带内集安群蚂蚁河组、荒岔沟组和辽河群的里尔峪组变质火山岩共分析了五件年龄样品,得出四组年龄值:第一组(2733±50) Ma和第二组(2457~2494)Ma为捕获的岩浆成因锆石,代表裂谷带基底的两期岩浆事件年龄;第三组(2165~2179) Ma亦为岩浆成因锆石,代表裂陷期火山岩的原岩年龄;第四组(1875~1879) Ma为变质成因锆石,代表区域变质作用年龄。 裂谷带变质沉积岩共分析了七件样品,得出四组年龄值:第一组和第二组为岩浆成因的碎屑锆石,年龄为2650Ma±和(2456~2520) Ma,代表裂谷带基底的两期岩浆事件年龄;第三组为岩浆成因的碎屑锆石,年龄为(2150~2189) Ma,是裂谷带裂陷期岩浆事件的年龄;第四组(1860~1883) Ma为变质锆石,代表区域变质作用的时限。另外变质沉积岩中还含有3000Ma±和3283Ma±的碎屑锆石,来源于太古宙基底。 辽吉古元古裂谷带岩浆岩包括基性岩墙群和花岗质岩石。基性岩墙给出(1874±31) Ma的变质年龄和(2163±22) Ma的岩浆年龄,分别代表变质作用峰期年龄和裂陷期岩浆事件年龄;裂谷带基底花岗岩(连山关花岗岩)的年龄为(2533±22)Ma;裂解期花岗岩(钱桌沟岩体和虎皮峪岩体)为A型花岗岩,年龄为(2168~2173)Ma,与裂陷期火山岩年龄一致;裂谷带闭合期花岗岩(双岔岩体和后松树沟岩体)为同碰撞花岗岩,年龄为(1865~1877) Ma,与裂谷带区域变质作用年龄相吻合。 不整合于辽河群之上的榆树砬子组最年轻的碎屑锆石年龄为(1728±66) Ma,表明造山作用结束于(1728±66) Ma之前。同时榆树砬子组给出了(2480±22) Ma的岩浆成因碎屑锆石年龄,(2179±27) Ma的岩浆成因碎屑锆石年龄,(1877±26)Ma的岩浆成因和变质成因的碎屑锆石年龄,分别与前述基底最新岩浆事件年龄、裂陷期火山岩和花岗岩年龄以及峰期变质、裂谷带闭合期花岗岩年龄一致。 总之,辽吉古元古裂谷带结晶基底形成于(2456~2533) Ma之前;裂陷期为(2150~2189) Ma;裂谷带火山—沉积作用发生于(2189~1883)Ma之间;裂谷带闭合作用发生于(1860~1883) Ma;裂谷带闭合作用结束于(1728±66) Ma之前。后者为榆树砬子组中最新碎屑锆石年龄。


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