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内蒙古中东部晚古生代—早中生代岩浆岩特征及区域构造内涵

张晓飞  
【摘要】:中亚造山带南缘是研究古亚洲洋最终闭合历史的关键地区。该区晚古生代-早中生代岩浆岩在岩石成因和构造属性等方面存在较大争议,制约着中亚造山带南缘晚古生代-早中生代洋陆构造演化过程的研究。本文选择中亚造山带南缘东段锡林浩特-西乌旗地区晚古生代-早中生代岩浆岩为主要研究对象,系统开展野外地质、构造地质学、岩石和岩相学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学等方面的综合研究,取得以下主要进展和认识:早石炭世末-晚石炭世小乌兰沟复式岩体由闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩组成,形成时代介于329±0.98Ma~300±0.97Ma之间,属I型花岗岩,为演化程度各异的壳幔混源岩浆叠次侵位复合的结果,可能形成于由俯冲流体交代地幔楔部分熔融的幔源岩浆底侵作用下的构造环境,为早石炭世末-晚石炭世古亚洲洋向北俯冲消减作用的岩浆响应。早二叠世伊和绍荣杂岩体由辉长岩、辉石闪长岩、碱长花岗岩组成,形成年龄为280Ma±,具有双峰式岩浆岩的特征。辉长岩-辉石闪长岩为低钾拉斑系列-钙碱性系列岩石组合。碱长花岗岩为高钾钙碱性系列岩石,表现出A型花岗岩地球化学特征。早二叠世大石寨组火山岩为一套中酸性火山熔岩-碎屑岩组合,形成时代介于287.5±1.4Ma~276±0.81Ma,具有岛弧火山岩的属性,类似A型花岗岩的地球化学特征,为高温低压下长英质地壳部分熔融的产物。早二叠世岩浆岩最可能形成于弧后扩张环境,是早二叠世古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的产物。晚二叠世末-早中三叠世花岗闪长岩形成时代介于253.8±1.2Ma~240.5±0.78Ma,属于钙碱性I型花岗岩,显示了埃达克质岩石的地球化学特征;黑云母二长花岗岩形成时代介于249.6±1.7Ma~240.4±0.59Ma,属于高分异I型花岗岩。为来源于不同深度的加厚地壳部分熔融形成的熔体,经进一步演化及结晶分异,不同期次上升就位的产物。为晚二叠世末-早三叠世古亚洲洋闭合后,西伯利亚板块和华北板块碰撞事件的岩浆响应。构造变形分析表明,研究区晚古生代至早中生代至少经历了两期构造变形事件:(D_1)晚二叠世-早中三叠世NNW-SSE向区域性挤压,二叠系形成NEE向褶皱;(D_2)晚三叠世,发育近EW、SEE向与伸展作用有关的韧性剪切带,分别代表了古亚洲洋闭合后的碰撞造山事件及造山后的伸展作用。综合区域研究资料,将研究区晚古生代-早中生代的构造-岩浆作用划分为五个阶段,其中早石炭世末-晚石炭世(330~300Ma)、早二叠世早期(298~289Ma)和早二叠世中晚期(289~271Ma)为洋壳俯冲消减阶段;晚二叠世末-早中三叠世(256~238Ma)为碰撞造山阶段,持续的挤压,造成区域上海相地层的消失,并引起区内二叠系形成NEE向褶皱构造及逆冲断裂构造,指示了古亚洲洋的最终闭合;晚三叠世(237~211Ma)为碰撞后伸展阶段,岩石圈出现伸展减薄,研究区发育近EW、SEE向展布的正断式韧性剪切带,标志着新的地壳构造演化阶段的开始。


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