满洲里南部燕山晚期花岗岩地球化学特征及岩石成因

作     者：王天豪 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙德有

授予年度：2014年

学科分类：0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 

主      题：满洲里南部 锆石U-Pb定年 地球化学 Hf同位素 岩石成因 

摘      要：满洲里南部隶属于额尔古纳地块，其位于著名的得尔布干断裂以西，是古生代古亚洲洋构造域与环太平洋构造域、蒙古-鄂霍次克构造域的强烈叠加、复合、转换部位，构造演化复杂，断裂构造发育。有关额尔古纳地块北部显生宙花岗岩的时代、地球化学已进行了较多的研究，然而，对额尔古纳地块南部花岗岩的年代学、地球化学、同位素，尤其是Hf同位素的研究相对薄弱。前人更多的根据变质变形特征、变质程度以及K-Ar测年，但是K-Ar体系具有较低的封闭温度并不能反映岩浆的侵位结晶年代，故缺乏精确的同位素年代学证据。受年代学认识的局限性，归纳起来的燕山晚期花岗岩岩性组合也存在不准确性。同样，地化数据缺失，也制约了对其成因的深入认识。相比于区内燕山早期花岗岩的构造背景已逐渐形成统一认识，燕山晚期花岗岩的形成背景仍颇具争议。为此，本文对满洲里南部的花岗岩进行地质学、岩相学、年代学和地球化学特征等方面的详细研究，查明了燕山晚期的岩石组合和形成时代，分析了岩石地球化学特征，并探讨了岩石成因。 1．花岗岩岩石组合及形成时代 满洲里南部燕山晚期花岗岩主要为正长花岗岩、碱长花岗岩、正长斑岩以及花岗斑岩。锆石U-Pb同位素测年结果显示，其形成时代为晚侏罗世-早白垩世(13751Ma)。 2．花岗岩的地球化学特征 正长花岗岩富硅低铝贫铁镁钙， w(SiO2)=77.21%7.75%，w(Al2O3)=12.33%2.64%，w (TFe2O3)=0.48%.67%，K/Na值1.46.02，显示出富钾的特征。稀土总量∑REE=103.932.0ppm，配分曲线型式为V型右倾，具有明显的负铕异常(δEu=0.24.38)。微量元素上比较相似，富集大离子亲石元素Rb、K等，亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等。 碱长花岗岩富硅较富铝低钙镁， w(SiO2)=71.68%6.82%，w(Al2O3)=12.41%4.24%， K/Na值为1.18.67，显示出富钾的特征，w (MgO)=0.09%.40%， w(CaO)=0.13%.20%。 Fe2O3含量高于正长花岗岩， w(TFe2O3)=1.11%.83%。较之正长花岗岩，稀土总量升高，∑REE=184.532.5ppm，稀土配分曲线中表现为轻稀土富集的V型右倾配分特征，具有明显的负铕异常(δEu=0.34.44)。微量元素上比较相似，富集大离子亲石元素Rb、K、Th等，亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等。 石英正长斑岩的主量元素分析结果显示， w(SiO2)为66.45%7.14%，K/Na=1.15.22，显示出富钾的特征。稀土总量(∑REE)为478.720.4ppm，轻重稀土比值(La/Yb)N=15.38.2，稀土配分曲线呈V型右倾，具有明显的负铕异常(δEu=0.31.44)。微量元素上，富集Rb、Th、K、La、Ce、Zr和Hf等大离子亲石元素，亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等。 综合研究表明，满洲里南部花岗岩主、微量元素具有一定相似的特征和变化规律，如均富硅低钙镁、为准铝质-弱过铝质岩石、稀土配分曲线型式均为V型右倾等。但碱长花岗岩和石英正长斑岩在全碱指数ALK、过碱指数NK/A、稀土总量∑REE、Ga含量、10000Ga/Al值、Zr+Nb+Ce+Y含量等高于正长花岗岩。根据地化特征，判别其岩石成因类型：正长花岗岩为I型花岗岩，碱长花岗岩和石英正长斑岩则属于A型花岗岩，两者构成I-A型复合花岗岩。 3．花岗岩岩石成因 本文中晚侏罗世花岗岩的Hf(t)分别为0.7.84、1.6.5和5.5.9，二阶段模式年龄集中在0.7.1Ga;早白垩世花岗岩的Hf(t)分别为3.1.9和6.9.5，二阶段模式年龄为0.8.0Ga和0.6.8Ga。在Hf(t)-t图解上数据远离地壳演化线，都落在球粒陨石演化线附近而且分布相对集中。地化特征表明，燕山晚期花岗岩岩浆源区均为中-新元古代从亏损地幔新增生的下地壳物质，但两者可能来源于下地壳不同部位，成因上缺乏必然联系。 综合研究表明，研究区内燕山晚期花岗岩形成于造山后的伸展环境下，受蒙古-鄂霍茨克洋构造域控制，标志着蒙古-鄂霍茨克洋构造域演化即将结束。