内蒙古固阳地区晚古生代埃达克质花岗岩特征及其地质意义

题名:内蒙古固阳地区晚古生代埃达克质花岗岩特征及其地质意义
作者:曾俊杰
学位授予单位:中国地质大学
关键词:埃达克质岩;;晚古生代;;古亚洲洋;;LA-ICP-MS;;固阳地区
摘要:
 本文以位于华北板块北缘古生代增生带上,晚古生代花岗岩为研究对象,对内蒙古固阳地区柳卜沟、西营子岩体进行野外地质特征Block neodymium magnet、岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学等方面的详细研究,取得了以下认识:
 (1)内蒙古固阳柳卜沟岩体具有如下地球化学特征:岩石中SiO_2含量为56.84-68.54%,均大于56%;Al_2O_3含量为16.54-18.56%,均大于15%;MgO含量为0.32-2.41%,均小于3%;Na_2O含量为3.71-6.78%,平均5.04%,K_2O含量2.30-4.76%,平均3.69%,Na_2O/K_2O在1.0-1.85之间,平均1.42,仍属钠质系列;Sr含量高(Sr=657-2255μg/g),均大于400μg/g;Y=4.52-20.45μg/g,平均13.15μg/g,小于18μg/g;Sr/Y=43.08-269.69,大于20-40,Yb=0.63-1.90,均小于1.90;(La/Yb)_N为8.69-17.91(平均12.66),多大于10;富集LREE,而HREE亏损,具Block neodymium magnet弱Eu正异常,无明显的Eu负异常;岩石属高钾钙碱性系列;与典型的俯冲板块熔融的埃达克岩比较,具有更低的MgO、Mg~#(平均0.35)、Cr(平均6.85μg/g)、Ni(平均7.25μg/g),未显示初始埃达克质熔体与地幔橄榄岩交代的过程,因而不大可能由俯冲板块直接熔融而形成;可与中国东部燕山期花岗岩类岩石(C型埃达克岩)相对比,类似非板片熔融成囚的Cordilera Blanca岩基(平均的Na_2O/K_2O=1.3),可能是在造山期后区域伸展背景下,软流圈地幔上涌或玄武质岩浆底侵作用加热加厚的下地壳导致部分熔融的产物。
 利用激光等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)锆石U-Pb定年,结果显示:中细粒角闪二长岩的成岩年龄为401.9±1.1Ma(MSWD=0.26),似斑状石英二长岩的成岩年龄为398.9±1.4Ma(MSWD=1.12),因此,固阳地区泥盆纪埃达克质花岗岩的确定,可作为洋盆闭合后板块碰撞导致的地壳加厚事件的重要标志。
 (2)内蒙古固阳西营子岩体属于钙碱Block neodymium magnet性系列,具有岛弧花岗岩的特征,岩石地球化学特征类似于典型的埃达克岩。其SiO_2含量均大于56%(57.28-70.59%),Al_2O_3含量为14.78-18.04%(一个样品小于15%),MgO含量为0.98-3.47%(两个样品大于3%),平均2.25%,Na_2O含量为3.02-4.1%,平均3.59%,富钠、贫钾,Na_2O/K_2O在1.06-2.31之间,属钠质系列;低Y(5.61-18.39μg/g,平均12.02g/g,小于18μg/g)和Yb(0.42-2.06μg/g,仅1个样品大于1.9μg/g),Sr含量高(446-582μg/g),均大于400μg/g,Sr/Y比值为24.69-103.74,大于20-40,(La/Yb)_N为6.13-36.42(平均16.93),多大于10,LREE富集,而HREE亏损,具弱Eu正异常,无明显的Eu负异常;稀土元素球粒陨石标准化图解上显示出强烈的稀土元素分异,属轻稀土元素富集型,在微量元素蛛网图上Sr具明显的正异常。其成因与板块的俯冲作用有关,可能是消减的MORB板片部分熔融的产物。
 利用激光等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)锆石U-Pb定年,固阳地区西营子岩体中细粒石英闪长岩的成岩年龄为281.9±3.1Ma(MSWD=3.3);中细粒英云闪长岩的成岩年龄为277.8±2.8Ma(MSWD=1.5),表明早二叠世可能是古亚洲洋发生再次俯冲削减的重要时期。
 (3)固阳地区晚古生代两期埃达克岩的发现,对古亚洲洋的闭合时限提供了新的线索,对研究中亚造山带晚古生代构造演化、地球动力学特征及成矿作用具有十分重要的意义,为解决内蒙古及古亚洲洋研究中长期争论的地质问题提供了年代学和地球化学制约。
 (4)对成矿作用的启示:与其它花岗岩相比,埃达克质岩有利于成矿的关键因素就是角闪岩相向榴辉岩相转变时的脱水作用,较高的温度、Block neodymium magnet压力、富挥发组分、较高的氧逸度和快速的岩浆上升是成矿的重要控制因素。由年轻的大洋板片俯冲熔融形成的埃达克质岩浆以富水、富硫利高氧逸度为特征,它从地幔和基性岩石中萃取了大量的Cu、Au等成矿元素,并快速上升到达地壳浅部。由于岩浆热液的作用以及各种有利因素的配合,含矿热液将会携带着这些元素运移,最后由于温度等物理化学条件的变化而在成矿有利地段沉淀并富集成矿。在内蒙固阳地区寻找与埃达克岩有关的Cu-Au矿床提供了新的线索。
学位年度:2009