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华北板块北缘东段法库-开原早二叠世-中三叠世火山岩特征及其构造意义

华北板块北缘东段法库-开原早二叠世-中三叠世火山岩特征及其构造...

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作者：薛吉祥吉林大学

学位级别：硕士

研究区地理位置位于辽宁北部法库县和开原市,大地构造位置上,研究区位于华北板块北缘东段,索伦-西拉木伦-长春-延吉缝合带以南,横跨依兰-伊通断裂,处在松辽盆地的南缘;前人对索伦-西拉木伦-长春-延吉缝合带南侧造山带晚古生代-早中生代... 详细信息

研究区地理位置位于辽宁北部法库县和开原市,大地构造位置上,研究区位于华北板块北缘东段,索伦-西拉木伦-长春-延吉缝合带以南,横跨依兰-伊通断裂,处在松辽盆地的南缘;前人对索伦-西拉木伦-长春-延吉缝合带南侧造山带晚古生代-早中生代的岩浆活动开展大量研究工作,主要研究重心集中在晚古生代-早中生代的侵入岩体,而对于火山岩的研究相对薄弱。法库-开原地区均位于华北板块北缘,古生代以来经历了古亚洲洋俯冲、闭合与碰撞的演化过程,其岩浆活动记录古亚洲洋俯冲-消减-闭合过程。因此,本文以辽北法库-开原地区早二叠世-中三叠世火山岩为研究对象,利用锆石LA-ICP-MS和SHRIMP定年技术,并结合前人的研究成果,确定研究区域早二叠世-中三叠世岩浆岩的形成时代;对样品进行岩相学、岩石地球化学和锆石Lu-Hf同位素等研究,讨论其岩石成因及其形成的构造背景,结合研究区及相邻区域的研究成果,探讨大地构造演化过程及动力学机制,建立晚古生代以来地质构造演化模型。法库黑云母安山岩SHRIMP锆石U-Pb加权平均年龄为287±2Ma,形成时代属于早二叠世;开原变质安山岩和变质英安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄分别为253.3±3.7Ma和244.3±1.3Ma,形成时代分别属于晚二叠世和中三叠世。法库黑云母安山岩地球化学特征为具有较高的硅含量和碱含量,较低的Mg O含量,微量元素方面,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,稀土元素配分模式表现为轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的右倾型,δEu为0.981～1.168,为弱的Eu负异常和Eu正异常,属于钙碱性-高钾钙碱性系列,表现为准铝质-过铝质,ε(t)和二阶段模式年龄分别为10.7～19.5和655～375Ma,岩浆起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔,形成于活动大陆边缘。开原变质安山岩地球化学特征为具有中等的硅含量和碱含量,富镁,富铝,微量元素方面,富集Sr、K等大离子亲石元素,亏损Th、Nb、P、Ti等高场强元素,稀土元素配分模式表现为轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的右倾型,δEu为0.889～0.996,为弱的Eu负异常,属于钙碱性-高钾钙碱性系列,具准铝质。形成于俯冲沉积物部分熔融形成的熔体与地幔相互作用过程中,其源岩岩浆上升过程中受到了地壳物质的混染作用,形成于板块消减带的地幔楔环境中,研究区位于安第斯型活动大陆边缘。开原变质英安岩与I型花岗岩地球化学特征相近:富硅(Si O=67.24%～68.07%),NaO/KO比值大于1(1.45～1.48),A/CNK小于1.1(1.03～1.06);同时也与埃达克岩的地球化学特征相近:富硅(Si O=67.24%～68.07%),富铝(AlO=15.71%～15.94%),贫镁(Mg O=1.22%～1.41%),贫Y和Yb(Y=10.8～11.2400μg/g;微量元素方面,富集Sr、Zr、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Nb、P、Ti等高场强元素,稀土元素配分模式表现为轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的右倾型,δEu为0.949～1.053,为弱的Eu负异常到弱的Eu正异常,属于高钾钙碱性系列,具过铝质,岩浆起源于地壳,有少量地幔物质的加入,形成于华北板块与北部地块碰撞的环境中。综上所述,早二叠世期间,古亚洲洋正进行俯冲,华北板块北缘东段处在活动大陆边缘环境;中二叠世-晚二叠世期间,华北板块北缘东段处于安第斯型活动大陆边缘,古亚洲洋持续俯冲,并发生了板块的断离;晚二叠世-中三叠世期间,华北板块已与北部陆块发生碰撞,并发生了碰撞后伸展作用。

关键词：法库-开原地区华北板块北缘东段早二叠世-中三叠世火山岩年代学地球化学构造演化

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华北克拉通北缘晚古生代板缘造山带——来自盘羊山前陆盆地沉积学和同位素年代学的证据

华北克拉通北缘晚古生代板缘造山带——来自盘羊山前陆盆地沉积学...

引用

作者：李家亮中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

华北克拉通北缘的内蒙古隆起经历了一次抬升历史得到了广泛的支持。然而,何时抬升、如何抬升仍然保持着争议。对内蒙古隆起进行广泛的区域基础构造、变形、地球化学、地质年代学、地球物理学的调查,结果表明内蒙古隆起自早前寒武纪起是... 详细信息

华北克拉通北缘的内蒙古隆起经历了一次抬升历史得到了广泛的支持。然而,何时抬升、如何抬升仍然保持着争议。对内蒙古隆起进行广泛的区域基础构造、变形、地球化学、地质年代学、地球物理学的调查,结果表明内蒙古隆起自早前寒武纪起是一个隆升域,或从晚石炭世-早侏罗世到中生代时期才开始抬升。晚古生代-早中生代的侵入岩的地球化学特征表明内蒙古隆起是一个安第斯型陆缘弧,与古亚洲洋闭合有关或是一个与古亚洲洋闭合后导致软流圈物质隆升的伸展构造环境。为了解决内蒙古隆起的时空发展问题,我们对华北克拉通北缘的盘羊山前陆盆地的二叠纪沉积岩进行物源分析。QFL图表表明了切割弧-再旋回造山带构造背景。而且,骨架颗粒明显富集长石(36%-50%),表明其经历短距离的搬运和不稳定的构造环境。碎屑锆石U-Pb分析确定可能的物源信息为:前寒武纪结晶基底(490 Ma和840Ma)和沿着华北克拉通北缘的大陆弧火山活动(79 Ma和95 Ma)。此外,古水流平均方向投影在古水流玫瑰花图上揭示了北北西-南南东(305°25°,35676°)、北北东-南南西(4°84°)、南南西(202°,244°,190°)、南南东(170°,179°,176°)的古水流方向,同样表明盘羊山盆地的物源主要来自内蒙古隆起。整合覆盖在脑包沟组之上的大红山组安山岩获得的U-Pb年龄为277.3±1.4 Ma。侵位于脑包沟组和老窝铺组的闪长玢岩脉,其中的侵位年龄为236±1 Ma。以上数据结果表明盘羊山盆地形成于早二叠世-中三叠世(277–236 Ma)。因此,内蒙古隆起同样形成于早二叠世-中三叠世(277–236 Ma),与古亚洲洋最终闭合和华北克拉通与西伯利亚克拉通碰撞有关。我们的研究结果支持内蒙古隆起的构造背景很可能类似于板缘造山带,形成于277–236 Ma(早二叠世-中三叠世)。

关键词：物源分析板缘造山带早二叠世-中三叠世内蒙古隆起古亚洲洋华北克拉通北缘

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