内蒙古东七一山花岗岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb年龄及岩体形成环境探讨

古生代时期,北山地区的地壳活动非常强烈,主要表现为:早古生代初期大陆的裂解,一直到中奥陶世广阔大洋盆的发育。志留纪末,洋盆在自南向北的俯冲中封闭,使北侧的哈萨克斯坦板块和南侧的塔里木板块拼贴,并在碰撞造山过程中又构成了一个相对统一的陆块。在晚古生代,北山地区地壳又在另外一种形式中异常强烈活动,特别是自石炭纪到二叠纪,大规模的中酸性岩浆侵入活动构成本区重要的地质事件,其出露的花岗岩类占到了全区总面积的近1/3,但泥盆纪时期的地壳活动,特别是花岗岩浆的侵入活动常被人们忽视,笔者据泥盆纪时期的沉积-火山作用及挤压构造活动也较发育认为,海西早期也应有较强的花岗岩浆侵入活动。本文有针对性地对北山地区,原定为海西中期的东七一山花岗岩岩基,在岩石学和地球化学等方面研究基础上,对3处岩石中锆石首次进行了SHRIMPU-Pb年龄测定,其结果分别是(355±4)Ma、(359±4)Ma、(355±5)Ma,这表明东七一山花岗岩形成于泥盆纪晚期,从而确定了北山晚古生代早期也有花岗岩浆的强烈活动,这对深化北山古生代地壳演化过程有积极意义。

克拉通盆地的成因

构造沉降曲线表明,伊利诺斯、密执安和威利斯顿(Williston)盆地都由裂谷作用过程中初始断裂控制的机械沉降和随后的热沉降而形成。伊利诺斯盆地的热沉降约开始于525Ma,密执安盆地约520~460Ma,威利斯顿盆地约530~500Ma。在伊利诺斯盆地,与阿勒格尼—海西造山运动对应的前陆挠曲沉降造成了该盆地的第二个沉降幕(中密西西比世至早二叠世)。由于年代明确的二叠纪黄长煌斑岩的侵入,推断伊利诺斯盆地在二叠纪有过再生的裂谷作用,这些侵入岩通常与裂谷作用有关。这些克拉通盆地的形成过程仍有争议。过去的研究者提出,地壳底部的地幔相变、火成侵入后(地壳)均衡的非补偿剩余质量的机械沉降、地幔羽侵入地壳或区域热变质事件是盆地产生的原因。北美、欧洲、非洲和南美的克拉通盆地具有相同的形成时代(约550~500Ma)、沉积物堆积史、沉积充填体积随时间的变化以及区际不整合的时代也是相同的。它们相同的形成时代说明克拉通盆地的产生与晚前寒武纪超级大陆的解体相对应。在与超级大陆解体相应的伸展构造作用期间,该超级大陆象热透镜一样使下地壳和上地幔发生部分熔融并继之以非造山花岗岩的侵位。非造山花岗岩及其它部分熔融侵入岩的侵入使大陆岩石圈变弱。这样就造成了一个局部的区域伸展带,并使这些非造山花岗岩?