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内蒙古达茂旗地区早古生代和早中生代埃达克深成岩SHRIMP年代学

张维  
【摘要】: 本文在前人研究的基础上,对内蒙古达茂旗北部早古生代和早中生代岛弧花岗岩类进行了岩石学、地球化学和锆石SHRIMP U-Pb年代学研究。得到如下几点认识: 1.达茂旗北部白彦花—巴特敖包一带出露的闪长岩、石英闪长岩和花岗闪长岩地球化学特征类似典型的埃达克岩。其SiO_2≥56%、Al_2O_3≥15%、MgO3%,Na_2O3%,Na_2O/K_2O1,低Y和Yb,高Sr,Sr/Y20~40,LREE富集,HREE亏损, Eu(δEu=0.77~0.93)负异常不明显;微量元素蛛网图上具有明显的Sr正异常和Nb、Ta、Ti、P负异常;球粒陨石标准化的稀土配分曲线为向右倾斜的LREE富集型,La/ Yb =7.19~15.80,(La/ Yb) N = 5.16~11.34,表明轻、重稀土强烈分馏;(La/ Sm) N = 2. 37~3.61,( Gd/ Yb)N =1. 32~2.01,反映出轻稀土分馏程度要高于重稀土的分馏程度。其可能是年轻的(25 Ma)、热的洋壳板片俯冲至75~90 km深度,在角闪岩相至榴辉岩相过渡相发生脱水部分熔融形成的埃达克质岩浆上升至地表形成的。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示:闪长岩的侵位年龄为452±3 Ma、细粒闪长岩的侵位年龄440±2 Ma,石英闪长岩的侵位年龄为446±2 Ma,花岗闪长岩的侵位年龄为440±2 Ma,说明452~440 Ma可能是达茂旗北部白彦花—巴特敖包岩体活动的主要时期,推测该地区在452~440 Ma,长达12 Ma期间存在持续的洋壳消减事件。 2.查干呼绍地区的英云闪长岩具有高Si(SiO_2≥56%)、高Na(Na_2O3%)和Na_2O/K_2O(Na_2O/K_2O2)、高Sr(Sr400μg/g)和Sr/Y(Sr/Y40);同时具有Sr正异常、明显的Eu正异常,Nb、Ta、Ti、P负异常,LREE富集,HREE亏损,轻重稀土强烈分馏的特征,可与典型的埃达克岩相比。但这一岩石具低钾的性质,要求源区为低钾拉斑玄武岩系列,因而可能是加厚岛弧地壳部分熔融的产物。SHRIMP锆石U-Pb定年表明,该英云闪长岩的侵位年龄为417 Ma,与区域上晚志留世西别和组以角度不整合覆盖于其上的野外地质关系相一致,可能代表了一次弧陆碰撞事件的年龄。 3.车根达来西北约5 km的车根达来河的花岗闪长岩样品具有埃达克岩的特征,LREE富集,重稀土亏损,轻重稀土强烈分馏;具有Sr的正异常,Nb、Ta、P、Ti的负异常和不明显的Eu异常;闪长岩样品具有岛弧岩浆岩的特征,其具有明显的Eu负异常,它的LREE含量低于花岗闪长岩、HREE含量高于花岗闪长岩。据它们的野外地质关系,可推测它们分别来自不同的岩浆源区,两种岩浆在上升过程中混合结晶。在SiO_2-K_2O图上,落入钙碱性—高钾钙碱性的交界区。这类富钾(0.5K/Na1)的埃达克岩可能是西伯利亚板块与华北—塔里木板块碰撞后,加厚的玄武质下地壳熔融的产物。SHRIMP锆石U-Pb定年表明,它们形成于239~245 Ma,可能代表加厚了的地壳开始拉伸、减薄,从同碰撞的挤压环境向碰撞后的拉伸环境转换。 4.西别河一带钾玄岩的发现为碰撞后造山提供了有力的证据。SHRIMP锆石U-Pb定年给出了该钾玄岩的成岩年龄为224±2 Ma,说明该地区在224 Ma时已进入造山后伸展阶段。在这一岩石(BEHT01)中存在1000 Ma的锆石。在一些早古生代岛弧侵入岩,如闪长岩样品(BYH04)中也存在一组约1967 Ma(n=4)的锆石年龄,英云闪长岩样品(DRAB01)中存在一系列1000 Ma的锆石。这些证据可以说明,该地区存在古老的结晶基底,或者存在古老的微陆块。 5.在玄武岩样品(BEHT01)中存在262±5 Ma(n=4)的锆石年龄、闪长岩样品(BYH04)中也存在约260±3 Ma(n=4)的锆石年龄,因而在二叠纪晚期,该地区可能出现了岩浆事件。


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