吉林省靖宇地區(qū)新太古代花崗 閃長巖成因及地質(zhì)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(xué)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(xué)地球科學(xué)學(xué)院

研究區(qū)位于華北克拉通北緣東段吉林省南部靖宇縣龍崗火山區(qū)（吳福元等，2014），距敦化—密山深大斷裂東南側(cè)約50 km。研究區(qū)內(nèi)出露地層主要為第四紀(jì)粗面玄武巖及太古界花崗質(zhì)片麻巖類，前寒武紀(jì)侵入體主要為中—細(xì)粒花崗閃長巖及細(xì)晶閃長巖。為了揭示研究區(qū)內(nèi)新太古代花崗閃長巖成巖時代、巖石成因及地質(zhì)意義，依托相關(guān)地質(zhì)調(diào)查項目，在野外地質(zhì)調(diào)研基礎(chǔ)上，對該巖體開展了系統(tǒng)性的巖相學(xué)、LA-MC-ICP-MS 單顆粒鋯石U-Pb定年、巖石元素地球化學(xué)和Hf 同位素分析，以期對于華北板塊北緣東段晚太古界構(gòu)造演化及區(qū)域火山地質(zhì)研究提供科學(xué)依據(jù)。

實驗結(jié)果揭示：①花崗閃長巖呈灰白色，巖株狀產(chǎn)出，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)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(nèi)部具有均勻震蕩環(huán)帶發(fā)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(xié)和年齡為2 493 ± 53 Ma（MSWD=1.16），207Pb/235U 加權(quán)平均年齡為2 506 ± 12 Ma（n=12），成巖時代應(yīng)歸屬為新太古代；③元素地球化學(xué)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(shù)（A/CNK）值介于1.78—1.67，A/NK 值介于2.43—2.37，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)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(xué)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(rèn)為，研究區(qū)內(nèi)中—細(xì)粒花崗閃長巖成巖巖漿上侵與就位時間應(yīng)在新太古代，并確認(rèn)在2 506 Ma 存在一期巖漿—構(gòu)造作用事件。此外，成巖巖漿應(yīng)起源于虧損型地幔源，成巖地質(zhì)過程經(jīng)歷了殼源巖漿與幔源巖漿混合作用，其成巖地質(zhì)構(gòu)造環(huán)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(huán)境。