大兴安岭北部新林地区早古生...分异花岗岩成因及其构造意义_张俊涛.pdf

第39卷 第2期2023年6月华 南 地 质South China GeologyVol.39,No.2,292-308Jun.,2023doi:10.3969/j.issn.2097-0013.2023.02.008大兴安岭北部新林地区早古生代高分异花岗岩成因及其构造意义张俊涛1,2，朱云海3*，张克信3，胡智英2，姚东红2，李杨4，刘莉莉2，杜宾银5，娄允赫5ZHANG Jun-Tao1,2,ZHU Yun-Hai3*,ZHANG Ke-Xin3,HU Zhi-Ying2,YAO Dong-Hong2,LI Yang4,LIULi-Li2,DU Bin-Yin5,LOU Yun-He51.中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心，湖北 武汉430205；2.广东省核工业地质局二九一大队，广东 广州510800；3.中国地质大学（武汉）地球科学学院，湖北 武汉 430074；4.广东省矿产应用研究所，广东 韶关 512026；5.黑龙江省区域地质调查所，黑龙江 哈尔滨1500801.Research Center for Petrogenesis and Mineralization of Granitoid Rocks,China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei,China;2.291 Brigade,Guangdong Province Nuclear Industry Geological Bureau,Guangzhou 510800,Guangdong,China;3.School of Earth Sciences,China University of Geosciences,Wuhan 430074,Hubei,China;4.Guangdong Institute of Mineral applications,Shaoguan 521026,Guangdong,China;5.Heilongjiang Province Institute of Regional Geology Survey,Haerbin 150080,Heilongjiang,China摘要：大兴安岭北段的早古生代岩浆活动主要集中分布于新林喜桂图缝合带东北缘漠河、塔河等地，而该时期缝合带西南缘的岩浆活动报道甚少，研究相对薄弱。本文以新林地区构造混杂岩带中的花岗岩脉为研究对象，开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素分析，以探讨岩石成因和构造意义。岩脉岩性以正长花岗岩为主，二长花岗岩次之。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明，正长花岗岩的成岩年龄为5022 Ma，属于早古生代岩浆活动的产物。地球化学分析显示，岩石具高硅（SiO2含量为74.25%75.60%）、富碱（碱含量介于7.30%8.22%之间），贫铁、镁、钙、钛、磷，高钾钙碱性，过铝质，中等负Eu异常的特征；富集Rb、K、Th等大离子亲石元素，亏损Ba、Sr，贫Zr、Hf、Nb、Ta、Ti等高场强元素，10000Ga/Al值和Zr+Nb+Ce+Y值均低于A型花岗岩的下限值，锆石饱和温度（696718）较低，P2O5与SiO2呈负相关性，Rb/Sr、Rb/Ba和K/Rb等比值均较低，指示其为高分异I型花岗岩。岩浆锆石的Hf(t)值变化于范围较大，为-12.9 +2.9，表明其源区可能为不均一的地壳源区，且以中新元古代新生地壳为主。岩浆锆石两阶段模式年龄反映额尔古纳地块在古元古代和中新元古代期间曾发生两次重要的地壳增生事件。结合区域地质背景，本文认为该岩脉形成于后造山构造环境，其成因可能与额尔古纳地块和兴安地块碰撞结束后加厚的岩石圈构造伸展垮塌过程中幔源岩浆底侵引起地壳部分熔融有关。关键词：高分异I型花岗岩；锆石U-Pb年代学；Hf同位素；岩石成因；大兴安岭北部中图分类号：P581文献标识码：A文章编号：2097-0013（2023）02-0292-17Zhang J T,Zhu Y H,Zhang K X,Hu Z Y,Yao D H,Li Y,Liu L L,Du B Y and Lou Y H.2023.Petrogenesis and Tectonic Implication of the Early Paleozoic Highly Fractionated Granites inthe Xinlin Region,the Northern Great Xing an Range,NE China.South China Geology,39(2):292-308.收稿日期：2022-8-10；修回日期：2023-3-20基金项目：中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心开放基金课题（PMGR202114）、中国地质调查局项目（12120113012500）第一作者：张俊涛（1991），男，工程师，主要从事铀矿资源调查评价与勘查工作，E-mail：通讯作者：朱云海（1964），男，教授，主要从事岩浆岩、蛇绿岩套及区域地质调查研究，E-mail：第39卷 第2期大兴安岭地区位于兴蒙造山带东段，是研究兴蒙造山带的关键地区之一。兴蒙造山带夹持于西伯利亚、华北板块和太平洋板块之间，具有复杂的构造演化历史，主要经历了古生代古亚洲洋、中生代蒙古鄂霍茨克洋和中新生代滨西太平洋三大构造域演化阶段。研究表明，兴蒙造山带是由若干中小块体组成的构造拼合带，呈现演化时间长、多阶段增生、缝合的特点(Sengr et al.，1993；李双林和欧阳自远，1998；洪大卫等，2003；李锦轶等，2004；Li J Y，2005；张兴洲等，2006；周建波等，2009；徐备等，2014；朱永峰等，2022)。在漫长的地质演化历史中，这些地块经历了小洋盆俯冲作用引起的陆壳增生、碰撞拼贴和后续变形变质作用导致的陆壳改造，以及随之伴生的多期次岩浆变质作用，因此与兴蒙造山带形成及演化相关的深部动力学过程成为国内外地质学者们研究的热点（张梅生等，1998；吴福元和曹林，1999；孙德有等，2000；ChenB et al.，2000；Buslov et al.，2001；Nozaka and LiuY，2002；苗来成等，2003；施光海等，2004；周长勇等，2005；葛文春等，2005a，2005b；Li J Y，2005；隋振民等，2006，2009；赵芝等，2010a，2010b；Dril etal.，2010；Wu F Y et al.，2011；杨文麟等，2014；张克信等，2015；冯志强，2015；于倩，2017；董玉等，2022）。大兴安岭北段岩浆岩非常发育，近年来的相关研究结果显示额尔古纳地块主要存在新元古代、早古生代、晚古生代以及中生代四期岩浆作用（葛文春等，2005a，2005b，2007；武广等，2005；周长勇等，Abstract:The early Paleozoic magmatic activity in the Northern Great Xing an Range is mainly distributedin Mohe,Tahe,and other places on the northeast edge of the suture zone from Xinlin to Xigui area,duringwhich there are few reports of magmatic activity in the southwestern margin of the suture zone and relativelyless relevant research.The granite veins in the tectonic melange belt of Xinlin area are the research object,and systematic petrological,zircon U-Pb chronology,geochemistry,Hf isotope,and genetic studies have beenconducted to illustrate the petrogenesis and tectonic implication.The lithology of the dike is mainly syenitegranite,with a small amount of monzogranite distributed.LA-ICP-MS U-Pb zircon analysis yields206Pb/238Uweighted mean age of 5022 Ma for the syenite granites,which indicates they formed at the early Paleozoic.Geochemical analysis shows that the granites have high SiO2(between 74.25%and 75.60%),rich alkali(be-tween 7.30%and 8.22%)and low TFeO,MgO,CaO,TiO2,P2O5.They are characterized by high potassiumcalcium alkaline,peraluminous,and moderate negative europium anomalies.The rocks enriched in LILEs（Rb,K and Th）,but depleted in Ba and Sr,and also depleted in HFSEs（Zr,Hf,Nb,Ta,and Ti）.Both the10000Ga/Al value and the Zr+Nb+Ce+Y value are lower than the lower limit of A-type granite,and the zir-con saturation temperature is relatively low（between 696 and 718）.The P2O5and SiO2of the rocks arenegatively correlated,with lower Rb/Sr,Rb/Ba,and K/Rb ratios,indicating that they belong to highly frac-tionated I-type granites.The Hf(t)value of magmatic zircons varies from-12.9 to+2.9,indicating the in-volvement of inhomogeneous crust derived in the diagenetic process and mainly from Meso-Neoproterozoicperiod.The two-stage Hf model ages range from 1.28 to 2.28 Ga,reflecting two important crustal accretionevents in the Erguna block during the Paleoproterozoic and Meso-Neoproterozoic periods.Based on the re-gional geological background,this paper believes that the dike was formed in a post orogenic tectonic envi-ronment,and its genesis may be related to the partial melting of the crust caus