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佳木斯地块东缘及东南缘晚古生代火山岩的年代学和岩石地球化学

孟恩  
【摘要】: 本文对佳木斯东缘及东南缘晚古生代郝家屯组、二龙山组、珍子山组(老龙头)、东山组(梨中和龙头农场)以及杨岗组火山岩进行了锆石LA-ICP MS U-Pb定年、岩石学和地球化学(包括主量元素和微量元素)研究。确定了区域晚古生代火山岩的形成时代;探讨了火山岩的岩浆源区及演化;阐明了佳木斯东缘及东南缘晚古生代火山岩形成的构造背景及其动力学机制。 锆石LA-ICPMS U-Pb定年结果表明,郝家屯组、二龙山组、东山组(梨中和龙头农场)、珍子山组(老龙头)以及杨岗组火山岩的形成时代分别为286~291Ma、293±2Ma、288±2Ma、263±5Ma和264~268Ma,可分为两期——峰期年龄分别为288 Ma和268Ma,这反映了佳木斯地块东缘及东南缘晚古生代存在两期火山岩浆事件,岩浆活动的时间分别为早二叠世和中二叠世。 早二叠世(峰期年龄为288 Ma)火山岩主要为玄武岩-玄武安山岩组合,晚期具有少量英安岩和流纹岩,主体属于亚碱性系列,并具有钙碱性演化趋势;富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HSFEs)。岩石组合和地球化学特征表明,早二叠世火山岩具有活动陆缘火山岩的地球化学属性,其岩浆源区应为受俯冲大洋板块部分熔融交代的岩石圈地幔楔;该期火山岩形成于活动陆缘的构造背景,并与古亚洲洋和佳木斯地块之间的俯冲作用相联系。 中二叠世(峰期年龄为268 Ma)火山岩主要为英安岩-流纹岩组合,具有高硅、富钾、贫镁以及过铝质的地球化学属性,结合Th、U、Pb的强烈富集以及Ba、Sr、Eu、Ti的强烈亏损等特征,暗示了该期火山岩具有壳源成因特征,其原始岩浆应起源于中上地壳物质的部分熔融;而导致陆壳物质熔融的动因应是同碰撞构造环境,即中二叠世火山岩的形成应与佳木斯地块与兴凯地块之间古亚洲洋俯冲闭合、两陆块之间的碰撞拼合作用相联系。


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