内蒙古集宁地区中二叠世花岗岩特征及地质意义

【摘要】中亚造山带经历了强烈的构造运动和岩浆活动，发育了大量的岩浆岩，它们记录了中亚造山带形成发展演化历史。这些岩浆岩的形成时代、地球化学特征、岩石类型、岩石成因及源区性质等对区域构造演化有着至关重要的指示意义。研究区位于内蒙古中部集宁地区附近，在大地构造位置上，它处于集宁-隆化断裂以北，索伦-林西断裂以南，横跨中亚造山带和华北克拉通北缘两大构造单元。本文主要研究对象为中二叠世花岗岩，在研究区其出露面积大，分布范围较广，主要位于布图木吉以南，察右后旗、商都县以北，化德县以西，主要沿哈达哈少-红格尔图-大库伦-镶黄旗北西一带，总体呈东北向条带状延伸。通过详细的岩石学，岩相学，同位素年代学，岩石地球化学等方面的研究，本文讨论了它们的岩石类型，岩石成因，源区性质及构造意义等，最后探讨了晚古生代特别是中二叠世期间中亚造山带构造演化历史。本论文所取得的主要成果如下：1.中二叠世红格尔图岩体主要为正长花岗岩和二长花岗岩，富硅，富碱，贫镁、铁、钛等，A/CNK的值在0.95~1.41之间，碱铝指数AKI值在0.68~0.97之间，碱度率AR值在3.30~6.68之间，为弱过铝质-过铝质类碱性系列花岗岩；稀土元素总量变化范围大，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，Eu负异常（δEu=0.03~0.89）；富集高场强元素Th、U、Hf、Ta、Y等，亏损大离子亲石元素Sr、Ba、Eu等；P2O5与SiO2含量之间为负相关，Th与Rb含量之间为正相关，且具有低的高场强元素和值（Zr+Nb+Ce+Y＜350×10-6），该岩体属于高分异I型花岗岩，形成于后造山（后碰撞）伸展构造环境。锆石LA-ICP-MS同位素测年得其三个锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为267.2Ma±1.4Ma（MSWD=1.4）、269.2Ma±1.6Ma（MSWD=1.7）和272.1Ma±1.2Ma（MSWD=0.38），表明该岩体形成时代为中二叠世。2.中二叠世乌兰哈达岩体主要为碱长花岗岩，富硅，富碱，贫水，贫钛、镁、钙等，A/CNK在1.00~1.03之间，碱铝指数AKI值在0.93~0.95之间，碱度率AR值在5.30~5.67之间，属弱过铝质类碱性系列花岗岩；稀土总量较高，轻稀土相对于重稀土明显富集，重稀土配分模式平坦，Eu的负异常显著（δEu=0.22~0.38）；Ba、Sr、P、Nb、Ta和Ti相对亏损，高场强元素Nb、Zr、Hf明显富集；具有高含量的高场强元素（Zr+Nb+Ce+Y=402×10-6~640×10-6）和高的10000*Ga/Al比值（2.36~2.79），该岩体属于A型花岗岩，形成于后碰撞（后造山）构造环境。锆石LA-ICP-MS同位素测年得其锆石206Pb/238U年龄加权平均值为265.1Ma±1.5Ma(MSWD=1.5)，表明其侵位时代为中二叠世。3.红格尔图岩体和乌兰哈达岩体都是在两大古板块碰撞缝合基本完成后的碰撞后阶段，分别在热事件作用下，地壳发生伸展裂解，下地壳部分熔融形成的岩浆开始侵位并固结而来，所以研究区内两大板块碰撞缝合的时间应该至少早于这两个岩体的形成时代，即应该至少早于267.2~272.1Ma。4.结合前人研究成果和研究区内其他岩体的研究资料，得出华北板块北缘中段进入晚古生代以来的构造演化特征为：泥盆纪以前（洋壳俯冲-弧陆碰撞）→泥盆纪（大陆边缘伸展变形）→石炭纪（洋壳继续俯冲，大陆边缘弧环境）→早二叠世（大陆边缘弧环境逐步结束，进入同碰撞阶段）→中二叠世（两大板块碰撞造山逐步完成，古亚洲洋消亡，进入后造山阶段）。
【作者】蒋孝君；
【导师】刘正宏；徐仲元；
【作者基本信息】吉林大学，构造地质学，2014，硕士
【关键词】花岗岩；中二叠世；同位素年代学；地球化学；华北板块北缘；

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