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板内岩浆活动及其构造意义

李文韬  
【摘要】:华北板块北缘受到北邻古亚洲洋构造域古生代造山作用的影响,其东段在晚中生代-新生代时期受到太平洋构造域的叠加改造,对于再造中国东部中生代构造应力场转换过程具有重要意义。然而,早中生代区域地质演化知之甚少。近年来,随着一系列大型、超大型多金属矿床的发现,以及一些重要地质现象的重新解释,表明华北板块北缘早中生代的构造-岩浆-成矿作用是显著的。本文以官地基性岩体为对象,从地质学、岩石学、矿物学、地球化学、年代学多视角进行综合研究,以期为区域大陆动力学过程提供一些岩石学约束。 官地岩体具有规模小、富含金银矿、成分偏基性为特征,主要岩石类型为辉长辉绿岩,后期有花岗闪长岩脉穿插。本文采用全岩Rb-Sr等时线方法,首次报道了官地岩体的同位素年龄为234Ma,是区内存在早中生代构造-岩浆-成矿活动的有力证明。地球化学分析表明,官地岩体具有高铝(17%)、低钛(1.3%)和高钾(K_2O=0.76~2.32%,平均为1.53%)的特征,可以归属为碰撞后钙碱性玄武岩系列。岩石表现出LREE富集的右倾平滑曲线,HFSE相对亏损以及强烈亏损Nb、Ta,富Sr低Nd的特征。放射性同位素~(87)Sr/~(86)Sr初始值平均为0.7048,εNd值为-5.3,暗示岩浆起源于富集地幔,并受到榴辉岩相镁铁质岩石低熔组分混染。斜长石成分剖面分析表明,官地岩体形成过程中有岩浆混合作用的参与。热力学计算揭示,辉石结晶过程经历了两个温度段,分别为1120~1150℃和1170~1200℃,暗示岩浆演化可分为明显的两个阶段。综合地球化学证据表明岩浆起源不受古俯冲体系的影响,而是幔源岩浆与榴辉岩相镁铁质岩石部分熔融岩浆混和的产物。 根据官地岩体的上述特征以及岩浆起源的构造热体制条件,本文提出了一个“部分拆沉作用”模型。拆沉作用导致的软流圈减压熔融形成玄武质岩浆,拆沉下地壳部分熔融形成长英质熔体,两种岩浆在源区或上升侵位过程中发生了混合作用;同时,中上地壳也由于软流圈上涌导致局部张裂构造,为岩浆的上升侵位创造了良好的通道条件。由此,混合岩浆沿构造裂隙上升形成类似官地侵入岩的小型岩体和大量闪长岩墙群。 综上所述,华北板块北缘至少在早中生代尚未见濒太平洋构造域的叠加改造,区内强烈的构造岩浆活动可能是古生代末期形成的加厚岩石圈拆沉作用的结果。早中生代小规模的岩浆活动对赤峰西部多金属矿的富集作用有着重要的意义。


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