吉林省靖宇地區新太古代花崗 閃長巖成因及地質意義

韓 迪盤曉東徐智濤曹戎機李忠偉孫景貴王 抒

1）中國長春130117 中國地震局火山研究所

2）中國北京100029 吉林長白山火山國家野外科學觀測研究站

3）中國長春130117 吉林省地震局

4）中國長春130061 吉林大學地球科學學院

研究區位于華北克拉通北緣東段吉林省南部靖宇縣龍崗火山區（吳福元等，2014），距敦化—密山深大斷裂東南側約50 km。研究區內出露地層主要為第四紀粗面玄武巖及太古界花崗質片麻巖類，前寒武紀侵入體主要為中—細?；◢忛W長巖及細晶閃長巖。為了揭示研究區內新太古代花崗閃長巖成巖時代、巖石成因及地質意義，依托相關地質調查項目，在野外地質調研基礎上，對該巖體開展了系統性的巖相學、LA-MC-ICP-MS 單顆粒鋯石U-Pb定年、巖石元素地球化學和Hf 同位素分析，以期對于華北板塊北緣東段晚太古界構造演化及區域火山地質研究提供科學依據。

實驗結果揭示：①花崗閃長巖呈灰白色，巖株狀產出，花崗結構，塊狀構造，造巖礦物主要由斜長石（灰白色，半自形，30%—35%）、鉀長石（肉紅色，半自形，20%—25%）和石英（灰色，他形，20%—25%）組成，其次為角閃石（5%）和黑云母（10%）；②單顆粒鋯石CL 圖像顯示，鋯石內部具有均勻震蕩環帶發育，長寬比介于1—5，Th/U 比值在0.1—0.2，LA-MC-ICP-MS 鋯石U-Pb 協和年齡為2 493 ± 53 Ma（MSWD=1.16），207Pb/235U 加權平均年齡為2 506 ± 12 Ma（n=12），成巖時代應歸屬為新太古代；③元素地球化學顯示，SiO2含量介于71—69 wt%，低K2O（2.1—1.6 wt%）、低TiO2（0.25—0.22 wt%）、高Na2O（5.7—4.2 wt%）。鋁飽和指數（A/CNK）值介于1.78—1.67，A/NK 值介于2.43—2.37，屬準鋁質低鉀鈣堿性巖石系列。大離子親石元素（Rb、Ba、Th 等元素）富集和高場強元素（Nb、Ta、Hf 等元素）虧損，Zr/Hf 值在35—41，Nb/Ta 值在11—13。輕稀土元素富集（71—30 ppm），重稀土元素虧損（1.5—2.3 ppm），稀土元素整體呈右傾配分模式，輕重稀土分異程度明顯（LREE/HREE=19—30），δEu 值為0.91—1.03，(La/Yb)N比值介于31—61，整體具有Ⅰ型花崗巖元素地球化學屬性；④鋯石原位LA-MC-ICP-MS Hf 同位素顯示，其εHf(t)值為正（+6.6 — +3.6），二階段模式年齡（TDM2=2 781—2 912 Ma）與一階段模式年齡（TDM1=2 605—2 695）相近。

綜合以上研究，初步認為，研究區內中—細粒花崗閃長巖成巖巖漿上侵與就位時間應在新太古代，并確認在2 506 Ma 存在一期巖漿—構造作用事件。此外，成巖巖漿應起源于虧損型地幔源，成巖地質過程經歷了殼源巖漿與幔源巖漿混合作用，其成巖地質構造環境與火山弧花崗巖類具有相似性（張旗，2014），形成于擠壓后伸展環境。