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辽北开原地区横跨华北板块与兴蒙造山带两大构造单元,位于华北板块北缘(或兴蒙造山带南缘)东段,对研究华北板块北缘东段晚古生代期间的构造演化具有重要的意义。本文以辽北开原地区变质火山岩为研究对象,在野外地质调查的基础上,以岩石学、年代学及地球化学研究为主,运用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及岩石地球化学分析等技术手段,确定研究区内变质火山岩形成时代,对其岩浆源区性质及形成时所处的构造环境进行详细的讨论。最后,通过总结上述认识,并结合区域地质学、构造地质学及最新的研究成果等,对研究区晚古生代—早中生代的构造演化属性进行探讨。 原岩恢复结果表明,本文所采集的5块变质岩的原岩均为火山岩。岩石类型辨别图解显示,角闪绿帘斜长片麻岩(D1)和细粒角闪黑云斜长片麻岩(D2)属钙碱性系列;阳起石片岩(TJ1)及养马大屯变质火山岩(YMD1和YMD2)应属钾玄岩系列。 锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,本文角闪绿帘斜长片麻岩(D1)的形成时代为237.2±1.5Ma;细粒角闪黑云斜长片麻岩(D2)的形成时代为255.0±1.7Ma;阳起石片岩的形成时代为2428±18Ma;养马大屯火山岩的形成时代为235.3±9.4Ma。锆石阴极发光(CL)图像显示,本文4个火山岩样品中206pb/238U年龄属于晚古生代-早中生代的锆石均呈自形—半自形晶。其中,绝大多数锆石显示清晰的岩浆振荡环带,仅个别锆石保留模糊的岩浆环带,结合它们较高的Th/U比值,表明均为岩浆锆石成因。分析认为研究区内岩浆作用较为频繁,发生的时间主要有:(1)晚三叠世;(2)中三叠世;(3)早三叠世;(4)晚二叠世;(5)中二叠世;(6)早二叠世;(7)晚石炭世;(8)早石炭世;(9)晚泥盆世。 岩石地球化学分析表明,角闪绿帘斜长片麻岩(D1)应起源于曾经遭受过俯冲流体交代的岩石圈地幔的部分熔融,并在岩浆上升的过程中有地壳物质的混染,为后碰撞环境下的产物;细粒角闪黑云斜长片麻岩(D2)应为俯冲板片形成的熔体交代地幔楔部分熔融的产物,且在岩浆上升的过程中遭受到了地壳混染,为活动大陆边缘环境下的产物;阳起石片岩(TJ1)应起源于软流圈地幔的部分熔融,并且在其发生部分熔融之前,已被由俯冲消减带来的地壳物质混合交代,为后碰撞环境下的产物;养马大屯变质火山岩(YMD1和YMD2)应起源于软流圈地幔,为后碰撞环境下的产物。 结合区域构造演化背景及前人的研究资料,将晚古生代—早中生代期间研究区的构造演化分为4个阶段:(1)晚古生代的活动大陆边缘阶段;(2)早三叠世的陆陆(华北板块与东北联合陆块)碰撞阶段;(3)中三叠世的后碰撞阶段;(4)晚三叠世的造山后伸展阶段。 综上所述,认为古亚洲洋在辽北开原地区最终闭合的时间应为早三叠世期间。