东蒙地区燕山期花岗岩Nd_Sr_Pb同位素及其岩石成因

#本区燕山期花岗岩的 ";<=89 值全为负值 $ 变化范围不大
">),*-!>),?-#$ 平均值为 >),?*! 说明岩石源区的稀土元素
;<’89 分馏不明显 ! 因此 $ 运用以上测试数据计算的模式年
龄是可靠的 !
大 陆 地 壳 "),2)+ !),2". # 之 间 $ 更 接 近 大 洋 玄 武 岩 % ! 燕 山 期 花 岗 岩 的 ";A!"$ 也 都 是 正 值 $ 变 化 于 3?,3 !"3",. 之 间 $ 平 均 为
(?:(98 ! 介于现代大洋玄武岩 %(?:(7!(?:(9 & 和大陆地壳 %(?:(9!(?:%’ & 之间 ! 更接近大洋玄武岩 # 该区燕山期花岗岩的
初始铅同位素的 8 个比值
7(9
I<J7(BI<$7(:I<J7(BI< $7(’I<J7(BI< 都较高 ! 平均值分别为 %’?8:B 7 !%@?@@( ( !8’?%’% ( # 由钾长
石的铅同位素比值计算出来的 ! 值介于 )?@%!’?)% 之间 ! 低于 ! K )?:B 的陆壳演化线 # 结合邻区兴蒙 " 北疆一带的 岩浆岩同位素研究成果 ! 笔者认为东蒙地区的燕山期花岗岩岩浆起源于亏损地幔的部分熔融作用和亏损地幔起源 的晚华力西期古蒙古洋壳的部分熔融作用 ! 即燕山期花岗岩浆最终起源于亏损地幔 # 并且提出了亏损地幔 " 古蒙古 洋壳 " 边缘陆块活化的演化模式 # 关 键 词 ’ 钕锶铅同位素 * 燕山期 * 花岗岩 * 东蒙地区 * 亏损地幔 * 岩石成因 文献标识码 ’文章编号 ’%(((=89@: %7((B&=(%=((@:=(: 中图分类号 ’ I@’% *@):
肖成东等 ( 东蒙地区燕山期花岗岩 !"’#$ ’%& 同位素及其岩石成因
3-
明该区燕山期花岗岩的物质来源与亏损地幔有成因联系!
山带华力西晚期造山后花岗岩在成因上有某种关系 ! 更为有 趣的是本区的燕山期和华力西期的花岗岩 $ 其亏 损 地 幔 模 式 年龄都与中新元古代温都尔庙群变质基性火山岩的年龄 "3+. !.32 (/ # 相 近 7 而 且 与 它 们 的 "89 ": # 值 ".,. # 4"*6 也 比 较 接 近 ! 这在一定程度上反映了它们物质起源的相似性 !
入体和燕山期大量的侵入体 ! 它们构成了本区规 模 宏 大 的 大 兴安岭构造岩浆带 % 图 % &# 华力西期的侵入岩形成于西伯利 亚古板块与中朝古板块的碰撞对接时期 # 其中以晚泥盆世 " 早石炭世的早期碰撞强度最大 # 它导致了贺根山蛇绿岩的构 造侵位 ! 同时形成了大兴安岭强烈的花岗质岩浆的侵位 # 燕山期岩浆活动是本区的高峰时期# 按照同位素定年 % 主 要 是 ;<=*> 等 时 线 & 年 龄 ! 本 区 的 花 岗 岩 可 分 为 燕 山 早 $
第 8% 卷第 % 期
中
国
地
质
/0128% !)02% C2<? !-..B
-..B 年 7 月
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东蒙地区燕山期花岗岩 #$!%&!’( 同位素 及其岩石成因
肖成东! 张忠良! 赵利青"
"%? 天津华北地质勘查局 ! 天津 8((%’% !7? 武警黄金地质研究所 ! 河北 廊坊 (9@(((D
")! ,3% % 燕 山 晚 期 花 岗 岩 不 论 是 初 始 锶 比 值 $ 还 是 ";A%"$ 值 $
都比燕山早期有明显的增高 ! 这可能说明随 着 时 间 的 推 移 $ 古洋壳成分有增加的趋势 !
!"# 铅同位素
花岗岩中钾长石的铅同位素能代表岩体的初始铅同位 素 4"!6! 因此本区燕山期花岗质岩石的成因研究选择了花岗岩 中的钾长石作为测定铅同位素的对象 ! 对本区燕山期花岗岩 $ 前人仅有浩 布 高 矿 区 的 花 岗 岩 做 了部分钾长石铅同位素测定工作 ! 本文在此 基 础 上 $ 选 定 了 白音诺 ’ 黄岗 *)? 岩体等 "" 个 有 代 表 性 的 成 矿 岩 体 $ 做 了 钾 长石中铅同位素测定 ! 样 品 的 选 定 和 制 备 (岩 体 中 的 钾 长 石 选 定 $是 从 各 矿 区 钻孔中采集的新鲜样品 % 首先经过小于 .) 目 的 粉 碎 ’ 筛 选 和
该亏损地幔模式年龄平均值与新疆北部 ’ 本区以及东北地区 晚华力西造山后花岗岩的平均模式年龄新疆北部 !’( 平均值 为 2). (/$ 本区为 2." (/$ 东北地区为 +.. (/ 基本一致 4")5""6! 这 说 明 本 区 燕 山 期 花 岗 岩 与 中 国 北 方 兴 蒙&北 疆 华 力 西 造
! 区域侵入岩概况
!"! 岩浆岩时空展布
本区的侵入岩主要发育有华力西和燕山两期 # 近期的研 究 表 明 !印 支 期 的 岩 浆 活 动 也 有 一 定 的 表 现 !如 骆 驼 场 杂 岩 体 ;<=*> 等时线年龄为 %77)"7?@ &,0$’&! 巴音花花岗 岩 体 A=
-> 年龄为 7%% ,0$)&# 其中比较发育的主要有华力西晚期的侵
东蒙地区位于大兴安岭南段 ! 华北板块和松辽微板块之 间 的 交 接 过 渡 带 !拥 有 黄 岗 梁"甘 珠 尔 庙 铅 锌 银 锡 "铜#多 金 属成矿带 $%&和许多大型超大型铅锌银矿山 # 本区燕山 期 岩 浆 岩研究工作从上世纪 ’( 年代开始 ! 特别 是 岩 浆 岩 的 成 因 研 究有了很大的进展 # ’(!)( 年代的以物源为主的 *+,- 研究 阶段 # 按照 ./011233 和 4/562$7&等人的 + 型 $* 型花岗岩的分类 研究思路 ! 对燕山期岩浆岩作了大量岩石化学方面的研究 $8!9&#
!"! 铷 ! 锶同位素
! 侵入岩的钕&锶&铅同位素地球化学特征
!"# 钐 $ 钕同位素
前 人 对 该 区 燕 山 期 花 岗 岩 钕 &锶 &铅 同 位 素 地 球 化 学 方 面的研究是最薄弱的一个环节 ! 尤其是钕同位素 的 研 究 还 是 空白 # 本文首次对该区燕山期花岗岩进行 *+),- 同位素地 球化学研究 # 选择 . 个有代表性的花岗岩体进行了全岩 *+)
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值代入方程
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其中为 *+,-. ’(/ <=>4?&@ 无球粒陨石的 ("!/,-9"!!,- )A 值 ((B$"C ’/D )% 其 测 试 结 果 和 计 算 出 的 有 关 参 数 均 列 表 2 中 % 由表可看出以下几个突出的特点 *
收稿日期 "-..73%%3%8 # 改回日期 "-..83(73(’ 作者简介 ’肖成东 !男 !%)98 年生 !博士 !高级工程师 !长期从事矿物 $岩石 $矿床地球化学和地质找矿研究 *L=M053N O50P./2QRGPQRS798?Q26#
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图 2 东蒙地区华力西 $ 燕山期花岗岩体分布简图 G4HB2 I4@EJ4K=E4L? LM NOJPQ?4&?)R&?@S&?4&? HJ&?4EL4- TU=EL?@ 4? O&@EOJ? A??OJ %L?HLU4&
晚 两 期 岩 浆 活 动 ! 其 同 位 素 年 龄 分 界 为 "#$ %& " 而 燕 山 早 期 又分为早晚两个阶段! 即燕山早期早阶段和燕山早期晚阶 段 ! 其同位素年龄分界为 "’( %& # 华力西期的岩浆活动主要分布于大兴安岭主脊偏西北方 向 " 燕山期的岩浆活动 ! 无论从规模还是与成矿的关系密切程 度来看 !远远超出华力西期 # 燕山早期早阶段侵入规模局限 ! 多分布在本区的中带以西 ! 沿黄岗山 $ 卡查断裂带呈长条状 小岩株产出 " 在中部和东部多以零星岩株产出 % 代表性的岩体 有白音诺 &台布呆 &黄岗山北 & 白石砬子 & 莫古吐 & 乌兰套海等 # 燕山早期晚阶段的岩浆活动在全区都较强烈 ! 而且多以岩基 或复式岩基产出 # 这期花岗岩构成了大兴安岭中南段燕山期 花岗质岩浆带的主体 ! 如杜尔基 & 马鞍子等岩体 # 燕山晚期花岗岩岩浆活动 ! 主要集中在 本 区 的 中 东 部 ! 即中带和东带 # 西带花岗岩的规模较小 ! 主要出 露 于 北 部 梅 勒图附近 # 中带在黄岗梁 ) 甘珠尔庙一线有零星出露 " 东带沿 天山至宝日勿苏分布较广 # 它们多数以岩株或小岩枝等形式 产出 # 如东山湾 & 好来宝等 # 值得注意的是 ! 燕山晚期花岗岩 带的分布方向呈北北东向 ! 这与华力西期和燕山 早 期 的 北 东 向分布有较大的不同 # 总 之 !本 区 的 岩 浆 活 动 由 华 力 西 期 到 燕 山 期 !由 燕 山 早 期 到 燕 山 晚 期 !在 空 间 上 的 演 化 !岩 浆 活 动 中 心 虽 然 主 要 集 中在中部的黄岗梁’甘珠尔庙一带! 但是具 有 明 显 的 由 北 西区向东南区发展的趋势# 这些特征反映了本区板块构造 演化的过程! 是板块的软碰撞造山带到大陆板块活化的演 化历史#