北山—内蒙古地区三叠纪花岗岩及其构造意义

论文摘要

北山-内蒙古地区位于中亚造山带南缘。该区前中生代时期主要受古亚洲洋动力体系控制,中生代以来又受到太平洋动力体系的强烈改造,构成环太平洋构造带的重要组成部分。在区域地质演化上,三叠纪是该区构造演化中一个重要的转折时期,然而三叠纪的岩浆作用相对研究较少,其时空分布、岩石组合特征、岩浆活动期次、物源成因还不十分清楚,特别是构造环境和构造意义争议较大。本文在前人工作基础上,对北山-内蒙古地区一些有可能是三叠纪的花岗岩进行了野外地质调查,并进行岩石学、年代学、地球化学,全岩Sr-Nd和锆石Hf-O同位素研究。结果表明,北山-内蒙古地区三叠纪花岗岩为不同性质的两期岩浆活动：早期（251-238 Ma）为高Sr/Y比值的具埃达克质特征的花岗岩；晚期（225-217 Ma）为具显著负Eu异常的高分异Ⅰ型或A型花岗岩。早期花岗岩除北山大豁落岩体和内蒙古双井岩体具有高的Sri值和负的εNd（t）值以及略负的锆石εHf（t）值,显示了有较多古老陆壳组分的参与外；其余早期岩体具有低的Sri值（0.7036-0.7043）和正的εNd（t）值（+0.8-+5.8）以及正的锆石εHf（t）值（+7.3-+15.6）,显示了新生陆壳的部分熔融；建设东和建设西岩体显示了似地幔的锆石δ18O值,表明无明显水岩反应,而其余岩体显示了略高的δ18O值（5.85-7.85‰）,表明可能存在少量水岩反应或地表的重循环。早期花岗岩为挤压构造堆叠造山作用下形成的增厚的镁铁质下地壳的部分熔融作用,且与石榴石,单斜辉石,角闪岩,斜长石的分离结晶作用有关。晚期花岗岩具有略高的Sri值（0.7049-0.7096）,略负的εNd（t）值（-0.9--2.8）,较老的Nd模式年龄（0.89-1.13Ga）以及变化的锆石εHf（t）值（-1.3-+6.1）和较老锆石Hf模式年龄（TDM2=0.87-1.34 Ga）,表明了新生地壳与部分古老陆壳的贡献。晚期花岗岩为后造山伸展背景下,软流圈的持续上涌导致的地壳的部分熔融,并经强烈的结晶分异作用形成。北山-内蒙古三叠纪花岗岩与区域对比研究表明,中亚造山带中段三叠纪花岗岩大致划分为两个岩浆活动期次。早期（252-230 Ma）花岗岩具有钙碱性埃达克质特征,为相对挤压背景下的产物；晚期（230-200 Ma）花岗岩为高钾钙碱性和A型花岗岩特征,为相对伸展背景下的产物。滨蒙古-鄂霍次克带的三叠纪岩浆活动与蒙古-鄂霍茨克洋的持续俯冲有关。北山-内蒙古地区发育的大面积的二叠纪早-中期（290-260 Ma）高钾花岗岩,碱性花岗岩,幔源镁铁质侵入体以及双峰式火山岩,代表海西期岩浆旋回的完成和造山作用的结束。阿尔泰-北山-内蒙古-吉林地区的三叠纪岩浆活动为古亚洲洋演化结束后的中生代一个新的构造-岩浆阶段的岩浆响应。另外,前人所报道的三叠纪任家营子岩体,经过详细的年代学限定为早白垩世岩体,显示了三期岩浆逐渐脉冲的增量生长机制,为受古太平洋构造体系作用的燕山期岩浆旋回的响应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究现状与选题意义
• 1.2 研究内容与方法
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 研究方法
• 1.3 主要工作量
• 2 区域地质概况
• 2.1 北山地区区域地质概况
• 2.1.1 北山地区构造单元及演化
• 2.1.2 北山地区岩石地层概况
• 2.1.3 北山地区花岗岩概况
• 2.2 内蒙古地区区域地质概况
• 2.2.1 内蒙古中部地区构造单元及演化
• 2.2.2 内蒙古中部地区岩石地层概况
• 2.2.3 内蒙古中部地区花岗岩概况
• 3 北山地区三叠纪花岗岩及其构造意义
• 3.1 三叠纪花岗质岩体和样品描述
• 3.1.1 大豁落岩体和样品
• 3.1.2 大泉岩体和样品
• 3.1.3 花牛山岩体和样品
• 3.1.4 长流水岩体和样品
• 3.1.5 白峡尼山岩体和样品
• 3.2 分析结果
• 3.2.1 锆石U-Pb年龄
• 3.2.2 主量和微量元素地球化学
• 3.2.3 全岩Sr-Nd同位素
• 3.2.4 锆石Hf同位素
• 3.3 讨论
• 3.3.1 北山地区三叠纪岩浆作用的时代
• 3.3.2 北山三叠纪花岗岩成因类型
• 3.3.3 三叠纪花岗岩源区
• 3.3.4 分离结晶作用
• 3.3.5 三叠纪花岗岩成因模型
• 3.3.6 构造演化和意义
• 附表
• 4 内蒙古林西地区三叠纪花岗岩及其构造意义
• 4.1 林西地区三叠纪岩体和样品描述
• 4.1.1 双井岩体和样品
• 4.1.2 建设东岩体和样品
• 4.1.3 建设西岩体和样品
• 4.1.4 常家营子岩体和样品
• 4.1.5 萨里哈达岩体和样品
• 4.1.6 新林岩体和样品
• 4.2 分析结果
• 4.2.1 锆石U-Pb年龄
• 4.2.2 主量和微量元素地球化学
• 4.2.3 全岩Sr-Nd同位素
• 4.2.4 锆石Hf-O同位素
• 4.3 讨论
• 4.3.1 内蒙古中-西部地区三叠纪岩浆作用的时代
• 4.3.2 林西地区三叠纪花岗岩成因类型及源区
• 4.3.3 钙碱性萨里哈达花岗闪长岩的岩石学成因
• 4.3.4 似埃达克质花岗岩的岩石学成因
• 4.3.5 构造演化及意义
• 附表
• 5 北山-内蒙古三叠纪花岗岩与区域对比
• 5.1 中亚造山带区域构造演化
• 5.2 五个构造-岩浆带中早中生代花岗岩的特征
• 5.2.1 北蒙古-西外贝加尔带花岗岩类
• 5.2.2 中蒙古-额尔古纳带花岗岩类
• 5.2.3 南蒙古-兴安带花岗岩类
• 5.2.4 东哈萨克斯坦-阿尔泰带花岗岩类
• 5.2.5 北山-内蒙古-吉林带花岗岩类
• 5.2.6 其它带内的花岗岩类
• 5.3 讨论
• 5.3.1 两期早中生代花岗质岩浆作用的时间和演化
• 5.3.2 早中生代花岗岩的源区和成因：来自不均一的陆壳
• 5.3.3 早中生代花岗质岩浆作用的构造环境和地球动力学意义
• 5.3.4 大陆地壳生长的意义
• 附表
• 6 北山-内蒙古地区三叠纪与二叠纪岩浆活动关系
• 6.1 岩体和样品描述
• 6.2 分析结果
• 6.2.1 锆石U-Pb年龄
• 6.2.2 主量和微量元素地球化学
• 6.2.3 全岩Sr-Nd同位素
• 6.2.4 锆石Hf同位素
• 6.3 讨论
• 6.3.1 北山南带二叠纪花岗质岩浆活动
• 6.3.2 花岗岩成因类型
• 6.3.3 花岗岩岩浆源区
• 6.3.4 分离结晶作用
• 6.3.5 岩石学成因
• 6.3.6 构造意义
• 附表
• 7 内蒙古林西地区原“三叠纪”任家营子岩体及其构造意义
• 7.1 任家营子岩体和构造样式
• 7.2 三个侵入体的锆石U-Pb定年
• 7.3 全岩地球化学,Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素特征
• 7.3.1 主量和微量元素地球化学
• 7.3.2 Sr-Nd同位素
• 7.3.3 锆石Hf同位素
• 7.4 讨论
• 7.4.1 三期花岗质单元的侵位时间及构造意义
• 7.4.2 岩浆的源区和成因
• 7.4.3 一个增量的侵位和生长模式
• 7.4.4 晚中生代（燕山期）岩浆活动和构造意义
• 附表
• 8 主要结论与存在问题
• 致谢
• 参考文献
• 附件：实验方法
• 已经发表文章