大兴安岭中南段哈力黑坝岩体的年代学、地球化学及其构造拆沉作用

【研究目的】在区域地质调查基础上,本文探讨了大兴安岭中南段哈力黑坝岩体早白垩世花岗岩成岩年代、岩石成因类型、源区性质及地球动力学背景。【研究方法】本文基于显微镜、XRF和(LA-)ICP-MS等手段对哈力黑坝岩体早白垩世花岗岩进行了岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素组成研究。【研究结果】哈力黑坝早白垩世花岗岩主要包括中细粒黑云母花岗岩和细粒斑状黑云母花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为(139.1±0.7)Ma和(138.4±1.0)Ma。岩石主量元素具有高硅(74.09%~77.19%)、富碱(7.92%~8.46%),低CaO(0.35%~1.14%)和低MgO(0.15%~0.47%)的特征,属高钾钙碱性系列;其A/CNK值介于0.95~1.08,为准铝质—弱过铝质岩石。岩石相对富集轻稀土元素,(La/Yb)N=3.69~13.17,稀土配分模式图呈右倾海鸥型,具有较为明显的负铕异常(δEu=0.11~0.47)。岩石微量元素组成显示岩石富集Rb、U、Th、Zr、Hf等元素,强烈亏损Sr、Ba、Ti、P等元素。岩石具有高正的ε_(Hf)(t)值(+5.0~+11.2)和年轻的二阶段Hf模式年龄(408~731 Ma)。【结论】哈力黑坝岩体早白垩世花岗岩为铝质A型花岗岩,其源区主要为年轻地壳物质,并有老地壳物质的贡献,形成于伸展的大地构造背景,受控于岩石圈拆沉减薄过程。

大兴安岭中南段哈力黑坝岩体岩浆混合作用:暗色包体岩相学、年代学和锆石Hf同位素启示

哈力黑坝岩体作为大兴安岭中南段地区重要的花岗岩体之一,以发育大量暗色包体为特征。文章对寄主岩中细粒黑云母花岗岩中的暗色包体展开了岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析研究,旨在探讨哈力黑坝岩体的岩浆混合作用。岩相学研究表明,暗色包体常呈椭球状,与寄主岩石的接触关系是截然的,可见大量自寄主岩浆捕获的钾长石巨晶,包体中发育有寄主岩石的反向脉,石英眼斑、镁铁质团块和针状磷灰石等,反映出暗色包体具有显著的岩浆混合作用特征。锆石U-Pb年代学表明,暗色包体的年龄为(136.9±1.1)Ma,与寄主岩年龄在误差范围内一致,进一步证实了岩浆混合成因。锆石Hf同位素显示,暗色包体具有正ε_(Hf)(t)值(+4.4^+9.0)和年轻的二阶段Hf模式年龄(519~759 Ma),与寄主岩具有相似的Hf同位素特征,表明二者具有相似的源区性质。寄主岩主要来自起源于亏损地幔年轻地壳物质的部分熔融;暗色包体为同源岩浆偏基性端元与酸性岩浆混合的产物,其原始岩浆应该更偏基性,可能来自起源于亏损地幔的玄武质岩浆。结合前人的研究成果,哈力黑坝岩体的岩浆混合作用可能受板内伸展环境下底侵作用的制约。