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鞍山地区东山杂岩太古宙早期地质演化—SHRIMP年代学及Nd、Hf同位素制约

周红英  
【摘要】: 鞍山是全球为数不多发现≥3.8 Ga岩石的地区,又是全球唯一存在从3.8 Ga到2.5 Ga长期连续地质记录的地区。为了进一步了解鞍山地区太古宙早期地壳演化历史,本论文对作为鞍山太古宙早期地壳演化缩影的东山杂岩,进行了较深入的解剖。 东山杂岩位于3.1 Ga立山细粒奥长花岗岩和3.0 Ga铁架山花岗岩之间,呈近东西向,延长1000 m以上,在公路附近其最大出露宽度为15 m左右。在前人工作基础上,根据野外地质、岩相学、地球化学、锆石和磷灰石SHRIMP U-Pb年代学和锆石Hf同位素分析,可从东山杂岩中识别出太古宙早期地壳演化的3.6~3.8 Ga和3.0~3.3 Ga两个主要构造热事件群。前者可进一步划分为3.7 Ga、3.8 Ga和~3.6 Ga三个阶段;后者可进一步划分为3.3 Ga、3.1 Ga和3.0 Ga三个阶段。 3.7~3.8 Ga条带状奥长花岗质岩石构成东山杂岩主体。3.7 Ga年龄为本次研究首次获得,其母岩为来自亏损地幔、地壳滞留时间不长的陆壳物质。对3.8 Ga石英闪长岩进一步研究表明,它们直接来自地幔源区,但受到陆壳物质影响。上述3.7~3.8 Ga花岗质岩石轻重稀土元素分馏不强,这也是全球太古宙早期TTG花岗质岩石的普遍特征,与地球早期处于高的热状态有关。部分岩石中存在3.6 Ga锆石年龄记录,表明这一构造热事件的存在。 3.3 Ga岩石具有多种类型,包括闪长质片麻岩、细粒奥长花岗岩和中粗粒奥长花岗岩;黑云母透闪石岩和斜长角闪岩等也可能形成于这一时代。它们既有直接来自亏损地幔源区的,也有陆壳物质再循环的产物。3.3 Ga地质记录在鞍山地壳广泛存在,包括3.3 Ga陈台沟表壳岩和花岗岩。显然,3.3 Ga是鞍山地区一次十分重要构造热事件的年龄记录。 3.1 Ga细粒奥长花岗岩和二长花岗岩的时代与相邻的3.1 Ga立山奥长花岗岩一致。其中部分二长花岗岩(时代为太古宙,并很可能为3.1 Ga)具有轻稀土相对亏损或具平坦型稀土元素分配模式,全球范围内这种现象也很少出现,主要存在于年轻地质体中。它们在鞍山的存在是该区长期演化的结果。3.8 Ga石英闪长岩中3.0 Ga磷灰石年龄与相邻3.1 Ga铁架山花岗岩时代一致,为鞍山地区3.0 Ga强烈岩浆构造热事件的反映。 总之,东山杂岩岩石类型多种多样,时代演化从3.8 Ga到3.0 Ga,并有可能存在2.5 Ga钾质花岗岩。部分类型岩石之间存在清楚的切割关系,在组成上具有成因联系,表明了该杂岩长期的地质演化历史,为鞍山地区太古宙早期地壳演化提供了一个典型实例。本研究根据新的资料,建立了东山杂岩太古宙早期地壳演化构造岩浆年代格架。


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