辽东半岛中生代花岗质岩石的成因及其构造意义

论文选择华北板块东北缘辽东半岛中生代花岗质岩石为研究对象,开展了岩石学、锆石U–Pb年代学、全岩主量和微量元素、全岩Sr–Nd–Pb同位素、锆石原位Hf–O同位素、磷灰石原位微量元素和Nd同位素及斜长石原位微量元素和Pb同位素的系统研究,确定了研究区中生代花岗质岩石的岩石组合及年代学格架,探讨了中生代花岗质岩石的岩石成因及形成的构造背景,揭示了中生代深部陆壳属性的不均一性及其陆壳的增生与再造过程。成果如下:1.确定了辽东半岛中生代花岗质岩石的岩石组合及年代学格架辽东半岛中生代花岗质岩石的岩石组合主要为正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和石英闪长玢岩。锆石U–Pb定年结果显示,研究区中生代花岗质岩浆作用主要GSK2118436为四期:晚三叠世(230–210 Ma)、早侏罗世(194–173Ma)、晚侏罗世(163–151 Ma)和早白垩世(134–114 Ma)。2.全岩和单矿物元素-同位素地球化学组成揭示了辽东半岛中生代花岗质岩石的成因及其形成的构造背景(1)晚三叠世花岗质岩石起源于古元古代加厚下地壳和新生地壳的部分熔融,形成于扬子板块向华北板块之下俯冲-折返的构造背景。研究区晚三叠世花岗质岩石整体具有高Si O_2,低Mg O含量的特征。其中,I型花岗岩具有高Sr,低Y,亏损重稀土元素的埃达克质岩石特征,结合其富集的全岩Sr–Nd–Pb同位素,单矿物原位Nd–Hf–O同位素组成以及Nd–Hf同位素二阶段模式年龄(T_(DM2)),暗示它们起源于古元古代加厚下地壳的部分熔融,并有8-27%的幔源物质加入。而A型花岗岩具有低Sr,高Y的特征,结合其亏损的全岩Nd同位素和锆石原位Hf–O同位素组成,指示其起源于新生下地壳的部分熔融。综合区域研究成果暗示,晚三叠世岩浆作用形成于扬子板块向华北板块之下俯冲-折返的构造背景。(2)早侏罗世花岗质岩石起源于古元古代加厚下地壳的再造,形成于古太平洋板块向欧亚大陆东缘之下低角度平板俯冲的构造背景。研究区早侏罗世花岗质岩石为I型花岗岩,整体具有高biomemristic behaviorSi O_2,低Mg O含量以及埃达克质岩石特征,结合其富集的全岩Sr–Nd–Pb和单矿物Hf–O–Pb同位素组成以及2.45 Ga的继承锆石,暗示其形成于古元古代加厚下地壳的部分熔融。综合早侏罗世岩浆作用以活动大陆边缘组合为主且呈北东向空间展布的特征,暗示早侏罗世岩浆作用形成于古太平洋板块向欧亚大陆东缘之下低角度平板俯冲的构造背景。(3)晚侏罗世花岗质岩石起源于新太古代-古元古代加厚下地壳和正常下地壳的部分熔融,形成于古太平洋板块北北西向走滑的斜向俯冲构造背景。研究区晚侏罗世花岗质岩石为I型花岗岩,整体具有高Si O_2,低Mg O含量。一类具有低镁埃达克质岩石特征,且具有富集的锆石Hf–O和较高的Hf–T_(DM2),表明其起源于新太古代-古元古代加厚下地壳的部分熔融。另一类具有低Sr,高Y特征,结合其富集的全岩Sr–Nd–Pb同位素和单矿物Nd–Hf–O–Pb同位素组成以及较高的Nd–Hf T_(DM2),指示其起源于新太古代-古元古代正常下地壳的部分熔融。综合晚侏罗世双峰式岩浆作用及其北北东向空间展布特征以及辽西地区地壳拆沉事件与www.selleck.cn/products/valemetostat-ds-3201东北亚陆源增生杂岩的北漂事件,认为其形成于古太平洋板块北北西向走滑的斜向俯冲的构造背景。(4)早白垩世花岗质岩石起源于不同性质古元古代下地壳的部分熔融,形成于古太平洋板块俯冲–回转的构造背景。研究区早白垩世花岗质岩石为I型花岗岩,但具有不同的属性。第一类花岗岩为低镁埃达克质岩石,结合其富集的全岩Sr–Nd–Pb同位素和单矿物Nd–Hf–O–Pb同位素组成和2.44 Ga的继承锆石,暗示其形成于古元古代加厚下地壳的部分熔融,并有8–22%地幔物质贡献。第二类花岗岩具有高Si O_2,低Mg O以及低Sr,高Y的弧岩浆特征,结合其富集的全岩Sr–Nd–Pb同位素和单矿物Nd–Hf–O–Pb同位素组成以及较高的Nd–Hf T_(DM2),指示其起源于古元古代正常厚度下地壳的部分熔融,并有11–34%的地幔贡献。第三类为高镁埃达克质岩石,结合其富集的全岩Sr–Nd–Pb同位素和单矿物Nd–Hf–O–Pb同位素组成和2.54 Ga的继承锆石,暗示其起源于古元古代拆沉下地壳的部分熔融,并有8–48%的地幔贡献。综合研究区早白垩世双峰式岩浆作用和区域大规模伸展盆地,变质核杂岩的形成以及中生代岩浆作用的时空展布特征,暗示早白垩世岩浆作用形成于古太平洋板块俯冲–回转的伸展构造背景。3.花岗质岩石中磷灰石原位微量元素组成阐明了岩浆演化过程中矿物的结晶顺序,并提出了斜长石微量元素判别埃达克质岩石的地球化学指标磷灰石Sr元素与全岩Sr元素线性拟合研究显示,磷灰石Sr元素可以反演寄主岩浆的性质。磷灰石Sr元素和稀土元素间比值的协变关系揭示了榍石、褐帘石、斜长石矿物间的结晶顺序。同时,利用磷灰石δEu vs.Sr/Y二元图和10Sr–1000δEu–HREY三角图(δEu=Eu/Eu~*;HREY为重稀土元素+Y元素),对本文花岗质岩石进行了埃达克质岩石特征的识别,发现判别结果与全岩Sr/Y vs.Y的结果一致,进而认为δEu vs.Sr/Y和10Sr–1000δEu–HREY可以有效判别埃达克质岩石的属性。此外,斜长石Sr元素与全岩及磷灰石Sr元素含量线性拟合发现,它们具有强烈的线性关系,暗示可以利用斜长石Sr元素反演寄主岩浆的性质。在收集全球花岗质岩石中斜长石原位微量元素数据的基础上,发现(Sr/Y)_Nvs.Y_N和δEu vs.(Sr/Y)_N可以将埃达克质岩石和非埃达克质岩石区分,进而认为斜长石原位微量元素Sr–Y–Eu组成可以有效判别埃达克质岩石的属性。4.Sr–Nd–Hf–O同位素填图查明了研究区中生代深部陆壳属性的不均一性,揭示了深部陆壳的增生与再造过程全岩和单矿物Sr–Nd–Hf–O同位素等值线图显示辽东半岛深部地壳具有明显的不均一性,整体以古老的成熟地壳为主,新生地壳仅在局部地区存在。通过收集统计锆石原位Hf同位素,磷灰石原位Nd同位素及其二阶段模式年龄认为,辽东半岛存在古元古代晚期(2080–1980 Ma)和新太古代(ca.2500 Ma)两期重要的地壳增生事件,且中生代花岗质岩石主要起源于古元古代和新太古代地壳的再造。