【摘 要】
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晚古生代时期古亚洲洋经历了漫长的演化历程,并最终闭合。研究区主要岩石类型为晚石炭世-早二叠世火山岩序列及同时代的侵入岩,并发育少量的中生代岩浆岩。根据岩石类型的不同及其精确的同位素年龄数据,并结合区域上该期岩浆岩研究成果,确定了该区岩浆演化可分为五个阶段。第一阶段主要由安山岩组成,其锆石U-Pb年龄为326±12Ma。该火山岩为准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性,并具有较
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晚古生代时期古亚洲洋经历了漫长的演化历程,并最终闭合。研究区主要岩石类型为晚石炭世-早二叠世火山岩序列及同时代的侵入岩,并发育少量的中生代岩浆岩。根据岩石类型的不同及其精确的同位素年龄数据,并结合区域上该期岩浆岩研究成果,确定了该区岩浆演化可分为五个阶段。第一阶段主要由安山岩组成,其锆石U-Pb年龄为326±12Ma。该火山岩为准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性,并具有较高的Na2O/K2O比值(1.23-2.45);同时该火山岩显示出大离子亲石元素(LILE)明显富集,高场强元素(HFSE)亏损的特征,并具有显著的高、正εHf(t)值(8.1-15.6),安山岩的地球化学特征与典型岛弧火山岩类似。第二阶段岩浆岩主要为花岗闪长岩,其侵位时代介于330.7±2.6-318.6 1.8Ma。该花岗闪长岩具有高钾钙碱性属性;其A/CNK值,介于0.95-1.06,显示出大离子亲石元素(LILE)富集,而亏损高场强元素(HFSE)的特征;同时,该花岗闪长岩也显示出埃达克岩的属性,高Sr低Y和Yb的含量,其极低的MgO、TiO2、Cr等则暗示了该花岗闪长岩岩浆来源于加厚的下地壳;花岗闪长岩也显示出高、正的初始εHf(t)值(11.1-14.6)及较年轻的两阶段模式年龄(TDM2)的394-622Ma。第三阶段岩浆岩主要由二长花岗岩、正长花岗岩及同时期酸性火山岩(流纹岩/英安岩)构成,其锆石U-Pb年龄介于305.0±1.6Ma-285.1±2.2Ma。该阶段火成岩均具有较高的硅、碱含量,及较高的FeOt/MgO和Ga/Al比值,较低的Al2O3、MgO和CaO含量;微量元素以富集Rb,Y,Nb,Ce,Zr,Y,和Ga,亏损Ba、Sr和Eu为特征;兼有I型和A型的属性;该期火成岩具有高、正的初始εHf(t)值(9.9-14.6)及年轻的两阶段模式年龄(TDM2)值(324-673Ma)。第四阶段岩浆岩主要为浅肉红色碱长花岗岩,其锆石U-Pb同位素年龄值介于283.2±1.9Ma至280.0±1.4Ma之间,该碱长花岗岩具有A型花岗岩的典型地球化学特征;较高的εHf(t)值(9.7-15.2)及较窄的两阶段模式年龄(TDM2)值(327-684Ma);第五阶段为一套中酸性火山岩,其流纹岩的锆石U-Pb年龄值为141.9±3.2Ma;该流纹岩属高钾钙碱性系列,显示出造山后A型花岗岩的特征。Ⅰ至Ⅳ阶段岩浆岩均显示出较一致的εHf(t)正值及年轻的两阶段模式年龄(TDM2)值,暗示了它们可能均来源于幔源的组分的演化。我们提出了一个将岩浆演化与古亚洲洋的闭合联系起来的构造模型。在这一模型中:贺根山洋壳初始以低角度俯冲于乌利亚斯台陆块南缘,变质地幔楔的部分熔融形成了安山岩;随着洋壳不断俯冲,乌利亚斯台陆块下地壳不断增生、加厚,而Ⅱ期的埃达克质花岗闪长岩来源于加厚地壳的部分熔融;随后大洋板片不断的折返并导致软流圈上涌,残余下地壳的部分熔融产生I型二长花岗岩、正长花岗岩及流纹岩/英安岩等,并最终形成了具有A型花岗岩属性的碱长花岗岩。而研究区中生代早白垩世火成岩多具有后造山或造山后花岗岩的特征,结合区域资料,我们认为其形成于古太平洋演化的后造山阶段。研究区位于西伯利亚板块南缘晚古生代陆缘增生带上,自早古生代以来经历了古亚洲洋与滨太平洋两大构造演化,成矿地质条件优越,金属矿产资源丰富。成矿时间集中于晚古生代(320-250Ma)、早中生代(237Ma)、晚中生代(141-128Ma)。结合研究区内岩浆岩时空分布特征,这三个成矿阶段也与研究区内岩浆活动较为强烈的时期相对应。第一个成矿时期对应于古亚洲洋演化的俯冲阶段,以岩浆热液型铜多金属矿床为主;第二期成矿作用对应于古亚洲洋后造山-造山后伸展转换阶段,以矽卡岩型铜铅锌矿床为主;而第三期成矿作用对应于古亚洲洋已经完全闭合、二连-东乌旗地区进入滨古太平洋演化的后造山背景下,以斑岩型钼、铜矿床为主。
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