冀北窟窿山复式岩体年代学、地球化学特征及岩石成因

论文摘要

窟窿山复式岩体位于赤峰-开原断裂以南、尚义-平泉断裂带以北的华北克拉通北缘隆起带和沽源-红山子铀成矿带的西南段,由外侧的中粗粒碱长花岗岩和内侧的中细粒碱长花岗岩组成,两者呈侵入接触,出露面积约120 km2。SHRIMP锆石U-Pb年龄表明,中粗粒碱长花岗岩和中细粒碱长花岗岩锆石的206Pb/238U年龄分别为129.4±1.5 Ma（MSWD=1.2）和134.0±1.7 Ma（MSWD=1.8）,分别形成于早白垩世晚期和早白垩世早期。窟窿山花岗岩具有高硅,富钾、钠,高FeOT/MgO比值,贫铝、镁、钙、磷的高分异特征,属准铝质—弱过铝质高钾钙碱性系列岩石。在SiO2vs（Na2O+K2O）-CaO和SiO2vs FeOT/（FeOT+MgO）图解中落于A型花岗岩区。∑REE含量较低,Eu负异常明显,具燕式轻稀土富集型稀土配分曲线特征。富集Rb,Th,U,Nb,Ta,Zr,Hf,Y等元素,亏损Sr,Ba,P,Ti等元素,10000Ga/Al=4.63～5.66（>2.6）,Zr+Nb+Ce+Y=402×10-6～713×10-6(>350×10-6),显示A型花岗岩微量元素的特征。具有异常的Sr初始比值((87Sr/86Sr)i=0.750562～0.839814),较低的Nd初始比值(εNd（t）=-14.3～-13.2)和相对较年轻的Nd模式年龄(TDM2=2084～1996 Ma)及较低的Pb同位素组成:(206Pb/204Pb)t=16.797～17.010,(207Pb/204Pb)t=15.406～15.434,(208Pb/204Pb)t=37.477～37.540。中粗粒碱长花岗岩和中细粒碱长花岗岩的δ18OV-SMOW分别为5.3‰～6.2‰和0.1‰～3.1‰,后者低于正常花岗岩的δ18OV-SMOW值（6‰～10‰）和正常地幔的δ18OV-SMOW（5.7‰±0.3‰）值,在铅同位素图解中窟窿山花岗岩同时带有下地壳物质和富集地幔印记,构造环境判别图解显示窟窿山花岗岩属于板内后造山花岗岩,形成于板内伸展拉张构造背景。通过与区域上同时代A型花岗岩的对比,表明窟窿山花岗岩是华北克拉通北缘早白垩世与岩石圈减薄相关的伸展构造体制下的产物,这种构造体制可能与太平洋板块的俯冲作用有关。综上所述,窟窿山花岗岩的成因为古元古代源于EMI富集地幔的岩浆混有少量古老下地壳物质形成年轻下地壳,可能还与俯冲的经历了高温热液蚀变的洋壳有关,但由于源区混染不均一导致花岗岩的氧同位素值存在差异,至早白垩世板内拉张构造环境下发生部分熔融产生的岩浆在上侵过程中形成窟窿山花岗岩。

论文目录

• 1 引言
• 2 岩体地质特征
• 3 分析方法
•   3.1 SHRIMP锆石U-Th-Pb分析
•   3.2 主量与微量元素分析
•   3.3 Sr-Nd-Pb-O同位素分析
• 4 分析结果
•   4.1 锆石U-Pb定年
•   4.2 主量元素
•   4.3 微量元素
•   4.4 Sr-Nd-Pb-O同位素
•     4.4.1 Sr同位素
•     4.4.2 Nd同位素
•     4.4.3 Pb同位素
•     4.4.4 O同位素
• 5 岩石成因
•   5.1 物质来源
•     5.1.1 主、微量元素制约
•     5.1.2 Sr-Nd-Pb-O同位素制约
•   5.2 岩浆过程
•   5.3 构造环境
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭佳磊,巫建华,牛子良,张韶华,吴仁贵,刘帅

关键词: 花岗岩成因,地球化学,同位素,早白垩世,窟窿山

来源: 高校地质学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室培育基地,东华理工大学地球科学学院,核工业243地质大队

基金: 国家自然科学基金项目(41372071),中国核工业集团公司项目(中核地计[2008] 74号)联合资助

分类号: P587;P597.3

DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2018048

页码: 33-50

总页数: 18

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