满洲里南部燕山晚期花岗岩地球化学特征及岩石成因

【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（137~151Ma）。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%~77.75%，w(Al2O3)=12.33%~12.64%，w(TFe2O3)=0.48%~0.67%，K/Na值1.46~2.02，显示出富钾的特征。稀土总量∑REE=103.9~132.0ppm，配分曲线型式为V型右倾，具有明显的负铕异常（δEu=0.24~0.38）。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%~76.82%，w(Al2O3)=12.41%~14.24%，K/Na值为1.18~1.67，显示出富钾的特征，w(MgO)=0.09%~0.40%，w(CaO)=0.13%~1.20%。Fe2O3含量高于正长花岗岩，w(TFe2O3)=1.11%~1.83%。较之正长花岗岩，稀土总量升高，∑REE=184.5~232.5ppm，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=0.34~0.44）。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%~67.14%，K/Na=1.15~1.22，显示出富钾的特征。稀土总量（∑REE）为478.7~620.4ppm，轻重稀土比值(La/Yb)N=15.3~18.2，稀土配分曲线呈V型右倾，具有明显的负铕异常（δEu=0.31~0.44）。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0.7~1.84、1.6~3.5和5.5~6.9，二阶段模式年龄集中在0.7~1.1Ga；早白垩世花岗岩的Hf(t)分别为3.1~5.9和6.9~9.5，二阶段模式年龄为0.8~1.0Ga和0.6~0.8Ga。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。
【作者】王天豪；
【导师】孙德有；
【作者基本信息】吉林大学，矿物学、岩石学、矿床学，2014，硕士
【关键词】满洲里南部；锆石U-Pb定年；地球化学；Hf同位素；岩石成因；

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