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辽吉古元古代活动带的双成矿带地质特征

矿床地质 2020年第1期39卷 1-18页

作者：沈保丰张阔毕君辉中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 华北地质科技创新中心天津300170

辽吉活动带是华北陆块最具代表性的古元古代造山/活动带,不仅发育巨量的古元古代陆壳沉积物质和岩浆活动,而且经历了十分复杂的构造演化过程,以及多期岩浆-变质事件的叠加改造。辽吉活动带的形成和构造演化时期,也是该区的一次重要成矿... 详细信息

辽吉活动带是华北陆块最具代表性的古元古代造山/活动带,不仅发育巨量的古元古代陆壳沉积物质和岩浆活动,而且经历了十分复杂的构造演化过程,以及多期岩浆-变质事件的叠加改造。辽吉活动带的形成和构造演化时期,也是该区的一次重要成矿期,以矿种多、规模大、层状或层控为主而发育大型-超大型矿床为特点,其中菱镁矿、滑石、硼、铅锌、钴、金和铀等矿产具有重要的经济价值。辽吉活动带由出露厚度达万米的古元古代辽河群、集安群、老岭群和不同阶段、不同类型的岩浆岩所组成。其主体发育两套变质岩石:一套为变质碎屑岩-碳酸盐岩组合,以变质相相对较低为特征,出露地层为北辽河群和老岭群,形成于靠近龙岗陆块的被动大陆边缘浅海盆地环境;另一套是由变质火山-沉积岩系和辽吉花岗岩共同组成的地质构造单元,变质相相对较高,地层分布在南辽河群和集安群,形成于远离大陆边缘俯冲体系下的弧岩浆构造环境。此外,形成于与被动大陆边缘构造环境相关的成矿带内分布着菱镁矿床、滑石矿床、铜钴矿床和铀矿床等,形成于活动大陆边缘弧岩浆构造坏境内的成矿带主要分布硼、铅锌和金等矿床。研究表明,海城菱镁矿、后仙峪硼矿、翁泉沟硼矿、范家堡子滑石矿、大横路铜钴矿和猫岭金矿等矿床均具有大型-超大型规模,其中海城菱镁矿矿床储量达8.84亿吨,为世界之最的超大型矿床,翁泉沟硼矿床的B2O3储量高达2185万吨,为超大型矿床,占全国总储量的28.6%。辽吉古元古代活动带发育在太古宙克拉通基底之上,经历了有限的拉伸裂陷、岩浆侵位、(火山)沉积、碰撞拼贴、变质改造、隆升拆离和消亡等发展演化阶段,时限为2.2~1.8 Ga。辽吉活动带的成矿构造-岩浆演化可以划分为4个阶段:①2.2~2.0 Ga岩浆作用和成矿阶段;②2.0~1.9 Ga沉积作用和成矿阶段;③1.90 Ga大规模变质-变形和成矿阶段(碰撞造山期);④1.89~1.82 Ga碰撞后岩浆作用阶段。综上,辽吉活动带的形成与演化经历了从活动陆缘转变为被动陆缘最终碰撞造山的地壳演化和成矿作用过程,其中成矿作用是由两类不同成矿构造环境所控制。同时,本区又经历了中生代构造-岩浆成矿作用的叠加,使区内成矿作用更具复杂性、多样性和多期性。这种在同一个成矿区内,由双成矿带控制的成矿在国内外很少见。因此,该区是形成多种矿产大规模成矿十分有利的地区及找矿远景地区。

关键词：地质学辽吉地区古元古代活动带双成矿带成矿作用

佳木斯地块东部早古生代花岗岩的成因及其构造意义

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佳木斯地块东部早古生代花岗岩的成因及其构造意义

作者：毕君辉吉林大学

学位级别：硕士

佳木斯地块是中亚造山带在中国东北的一个重要构造单元，也是兴蒙造山带若干变质地体中最著名的一个，地处西伯利亚克拉通和华北克拉通之间。同整个中亚造山带一样，佳木斯地块经历了多期次、多阶段的复杂构造演化，形成了大量的花岗质... 详细信息

佳木斯地块是中亚造山带在中国东北的一个重要构造单元，也是兴蒙造山带若干变质地体中最著名的一个，地处西伯利亚克拉通和华北克拉通之间。同整个中亚造山带一样，佳木斯地块经历了多期次、多阶段的复杂构造演化，形成了大量的花岗质岩石。新的锆石U–Pb年龄测定表明，佳木斯地块很多原被认为形成于元古代的花岗岩，实际上形成于晚古生代，而早古生代花岗岩的时空展布、岩石组合和成因目前尚不清楚，因而有必要加强对早古生代花岗岩的研究。本文通过对佳木斯地块东部花岗岩的年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素特征的研究，确定花岗质岩石的形成时代及成因，并进一步探讨佳木斯地块早古生代花岗岩形成的地球动力学背景。锆石LA–ICP–MS U–Pb结果表明，佳木斯地块东部早古生代花岗岩的侵位年龄在53084Ma之间。地球化学特征显示：SiO2=64.66%9.17%、K2O=3.08%.33%、MgO=0.14%.63%、CaO=0.37%.87%、A/CNK=0.89.10、 u=0.16.77，富集大离子亲石元素(Rb、Nd)，亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti);锆石原位Hf同位素分析显示花岗岩的εHf(t)值介于-5.82.3之间，二阶段Hf模式年龄介于2.4.3Ga之间。表明其原始岩浆起源于古-中元古代增生的下地壳物质的部分熔融。此外，根据地球化学及同位素组成的变化，这些花岗岩的岩浆锆石记录了一致的锆石U–Pb年龄和不一致的εHf(t)比值，暗示在岩石成因过程中存在分离结晶作用和地壳混染作用。结合区域研究资料，佳木斯地块曾发生过大规模的泛非期岩浆活动，且该期岩浆事件至少持续了50Ma，这些花岗岩属于壳源成因的碰撞后花岗岩，为加厚的造山带发生垮塌性伸展导致下地壳物质的部分熔融而形成的花岗质岩石，反映了佳木斯地块该期应处于碰撞后的伸展构造环境。

关键词：佳木斯地块早古生代花岗岩伸展垮塌

大兴安岭中段晚三叠世安第斯型安山岩:蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用的产物

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岩石学报 2018年第10期34卷 2917-2930页

作者：纪政葛文春杨浩毕君辉于倩董玉吉林大学地球科学学院长春130061

本文报道了大兴安岭中段火龙沟地区晚三叠世安山岩的锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素组成以及全岩地球化学数据,以揭示蒙古-鄂霍茨克大洋板片早中生代期间南向俯冲作用的过程。火龙沟地区安山岩的锆石均呈自形-半自形,具有典型的振荡生长环... 详细信息

本文报道了大兴安岭中段火龙沟地区晚三叠世安山岩的锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素组成以及全岩地球化学数据,以揭示蒙古-鄂霍茨克大洋板片早中生代期间南向俯冲作用的过程。火龙沟地区安山岩的锆石均呈自形-半自形,具有典型的振荡生长环带和高Th/U(0.48~1.47)比值的特征,暗示其为岩浆成因锆石。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,火龙沟地区安山岩形成于236±1Ma的晚三叠世。这些晚三叠世安山岩的Si O_2含量为51.44%~66.67%,全碱(Na_2O+K_2O)含量为5.01%~6.88%,Al_2O_3含量为13.14%~19.20%,Fe_2O_3~T含量为5.11%~9.55%,Ti O_2含量为0.65%~1.66%,具有较高的MgO(2.15%~4.64%)、Cr(43.7×10^(-6)~212.0×10^(-6))和Ni(20.2×10^(-6)~100.0×10^(-6))含量以及Mg~#值(45~55),为钙碱性系列岩石。安山岩样品富集大离子亲石元素(Rb、K、Sr等)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等)和重稀土元素,且具有微弱的Eu异常(δEu=0.84~1.13),与俯冲带岩浆岩地球化学特征相似。安山岩中的锆石ε_(Hf)(t)值为+8.9^+11.6,相应的Hf同位素一阶段模式年龄(t_(DM1))为525~414Ma。上述特征表明火龙沟地区晚三叠世安山岩岩浆可能起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔,源区可能还存在少量俯冲沉积物的贡献,并在岩浆演化的过程中经历了角闪石、斜长石和磷灰石等矿物的分离结晶作用。结合区域地质资料,认为研究区晚三叠世安山岩形成于蒙古-鄂霍茨克大洋板片南向俯冲作用相关的安第斯型活动大陆边缘环境,且蒙古-鄂霍茨克大洋板片在晚三叠世期间经历了低角度俯冲到高角度俯冲的转变。

关键词：晚三叠世安山岩兴蒙造山带蒙古-鄂霍茨克洋岩石成因地球化学

辽东地区北辽河群变酸性火山岩形成的时代及构造背景:古元古代陆内裂谷,还是活动大陆边缘?

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地学前缘 2018年第3期25卷 295-308页

作者：毕君辉邢德和葛文春杨浩董玉吉林大学地球科学学院吉林长春130061 中国地质调查局沈阳地质调查中心辽宁沈阳110034

辽东半岛辽河群出露于胶-辽-吉活动带北段,发育大量的古元古代花岗质岩石、镁铁质侵入体和火山-沉积岩系。本文在河栏地区北辽河群中新识别出一套变酸性火山岩,并对其进行详细的岩石学、锆石LAICP-MS U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf... 详细信息

辽东半岛辽河群出露于胶-辽-吉活动带北段,发育大量的古元古代花岗质岩石、镁铁质侵入体和火山-沉积岩系。本文在河栏地区北辽河群中新识别出一套变酸性火山岩,并对其进行详细的岩石学、锆石LAICP-MS U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素的研究,以确定其形成时代、源区性质及其构造属性。变酸性火山岩中的锆石多呈自形-半自形晶,发育明显的振荡环带结构,Th/U比值=0.34~0.92,指示其为岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果表明,变酸性火山岩的原岩形成于古元古代((2 153±11)Ma),该年龄在误差范围内与区域上广泛出露的辽吉花岗岩属于同期岩浆作用的产物。岩石地球化学特征表明变酸性火山岩具有高SiO_2(64.09%~72.82%)及相对较低的Nb/Y比值(0.24~0.42),属于亚碱性火山岩,而样品的CaO、MgO、Fe_2O_3等含量明显偏高,可能与后期强烈的热液活动有关;其稀土元素配分模式均呈右倾型,LREE/HREE=7.57~11.13,(La/Yb)N=7.60~11.53,δEu=0.14~0.22;在微量元素蛛网图上表现为大离子亲石元素(Rb、K)的富集和高场强元素(Nb、Ta)及Ti、P的亏损,显示出弧岩浆的特征;锆石ε_(Hf)(t)值介于-12.00^+6.88,二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))介于3 467~2 310Ma。上述特征表明,研究区内变酸性火山岩的原始岩浆起源于中—新太古代增生的下地壳物质的部分熔融,在岩浆演化过程中可能伴有少量古老地壳物质的加入。结合前人有关辽吉花岗岩及区域镁铁质侵入岩、变质作用等资料,认为辽东半岛河栏地区北辽河群变酸性火山岩形成于活动大陆边缘环境,其地球动力学机制可能与龙岗地块南缘大洋板块的俯冲作用有关。

关键词：古元古代变酸性火山岩锆石U-Pb年龄地球化学胶-辽-吉带

东北三江盆地始新世花岗闪长岩的发现及其地质意义:锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

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岩石学报 2016年第6期32卷 1823-1838页

作者：王智慧杨浩葛文春毕君辉张彦龙许文良吉林大学地球科学学院长春130061

本文报道了三江盆地富锦地区临山花岗质岩体的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、全岩地球化学和Sr-Nd同位素与锆石Hf同位素资料,以确定其形成时代、岩石成因、源区性质及其构造属性。花岗闪长岩中的锆石均呈半自形-自形晶,震荡环带发育,Th/U比值... 详细信息

本文报道了三江盆地富锦地区临山花岗质岩体的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、全岩地球化学和Sr-Nd同位素与锆石Hf同位素资料,以确定其形成时代、岩石成因、源区性质及其构造属性。花岗闪长岩中的锆石均呈半自形-自形晶,震荡环带发育,Th/U比值=0.31~1.92,指示其岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果显示,临山花岗闪长岩形成于~54Ma,这是目前东北地区报道的最年轻的花岗质岩浆作用。该期花岗闪长岩的SiO_2含量主要在68.71%~72.42%之间,Na_2O=3.29%~4.41%,K_2O=2.79%~3.47%,Na_2O/K_2O=0.95~1.58,A/CNK=0.99~1.12;该区花岗闪长岩富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs),且轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)N=21.8~34.1]。样品无明显Eu异常(δEu=0.84~1.19)。它们的(87Sr/86Sr)i=0.7068~0.7071,εNd(t)介于-2.4^-2.3之间;锆石εHf(t)值介于+1.7^+5.7之间,二阶段Hf模式年龄(tDM2)介于765~1020Ma之间。上述特征表明,该期花岗闪长岩属于弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,其原始岩浆起源于中元古代末-新元古代期间增生的陆壳物质的部分熔融。对三江盆地与佳木斯地块东缘已发表锆石Hf同位素资料进行总结和时空对比发现,佳木斯地块东缘和三江盆地具有相似的地壳增生历史,暗示三江盆地之下的基底物质可能仍归属于佳木斯地块范畴。另外,新生代临山岩体的识别,限制了富锦隆起的时限为始新世之后,并非前人认为的中生代。

关键词：始新世花岗闪长岩锆石U-Pb年龄地球化学三江盆地基底富锦隆起

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中国东北地区晚古生代构造-岩浆演化历史

岩石学报 2022年第8期38卷 2249-2268,I0001-I0008页

作者：董玉王锶淼于倩陈井胜杨浩葛文春毕君辉井佳浩吉林大学地球科学学院长春130061 河北地质大学地球科学学院石家庄050031 中国地质调查局沈阳地质调查中心沈阳110034 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170

中国东北地区位于中亚造山带东段,由多个不同构造属性的微陆块拼贴而成,包括额尔古纳地块、兴安地块、松嫩-张广才岭地块、佳木斯地块以及那丹哈达地体。伴随不同微陆块的复杂拼贴演化过程,东北地区发育强烈的晚古生代岩浆作用,因此这... 详细信息

中国东北地区位于中亚造山带东段,由多个不同构造属性的微陆块拼贴而成,包括额尔古纳地块、兴安地块、松嫩-张广才岭地块、佳木斯地块以及那丹哈达地体。伴随不同微陆块的复杂拼贴演化过程,东北地区发育强烈的晚古生代岩浆作用,因此这些岩浆作用的产物是记录东北地区晚古生代构造演化历史的重要媒介。根据东北地区晚古生代岩浆岩的岩石学、年代学以及地球化学等特征,发现大兴安岭地区晚古生代岩浆作用以石炭纪-二叠纪为主,其中早石炭世岩浆作用的产物为辉长岩-闪长岩-花岗岩组合,晚石炭世产物以花岗质岩石为主以及少量辉长岩,二叠纪岩浆作用的产物以花岗质岩石为主,同时这些晚古生代岩浆岩大部分具有典型的弧属性特征;而吉黑东部地区则广泛发育的晚古生代岩浆岩,以二叠纪花岗质岩石为主,同时包含少量辉长岩,且这些二叠纪岩浆岩普遍表现出典型的弧属性特征。结合岩石学、年代学、地球化学以及同位素等资料,认为大兴安岭地区和吉黑东部岩石可能具有不同的构造-岩浆演化历史,同时东北地区内各微陆块具有复杂的地壳增生历史。

关键词：中亚造山带中国东北晚古生代岩浆作用构造演化

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