吕梁地区2.2～2.1Ga岩浆事件及其构造意义

吕梁地区古元古代岩浆作用非常强烈,其成因与构造环境对客观恢复华北克拉通早期地质演化具有重要意义。本文选择了杜家沟长石斑岩、吕梁群近周峪组中基性火山岩和恶虎滩片麻岩进行了较系统研究。2个杜家沟长石斑岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为2189±6Ma和2186±3Ma,恶虎滩闪长质片麻岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为2182±5Ma。杜家沟长石斑岩为A型花岗岩,具有造山后花岗岩特征;吕梁群近周峪组中基性火山岩具有岛弧火山岩的地球化学特征;恶虎滩片麻岩也具有岛弧岩浆岩特征。综合分析华北克拉通2.2～2.0Ga的岩浆岩构造性质认为,吕梁地区岩浆性质的复杂性可能与所处的构造位置有关。古元古代吕梁地区可能位于华北克拉通古陆块边缘,其2.2～2.1Ga的岩浆岩可能经历岛弧和裂谷两种体制的共同制约。

华北克拉通五台地区2.2～2.1Ga花岗岩的成因与构造背景

华北克拉通中部造山带内古元古代中期(2.2~2.0Ga)岩浆活动较为广泛,对探讨华北古元古代地质演化过程具有十分重要的意义。本文选择了五台地区古元古代大洼梁、王家会和莲花山花岗岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。大洼梁似斑状花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为2170±17Ma,王家会二长花岗质片麻岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果为2101±6Ma,3个莲花山花岗岩的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄结果分别为2117±6Ma、2110±4Ma和2143±15Ma。大洼梁花岗岩高SiO_2、富K_2O+Na_2O,低CaO,稀土元素含量较高(Eu除外),Zr、Nb、Ga和Y等高场强元素含量也较高,而Sr含量极低;同时Ga/Al比值和Zr+Nb+Y+Ce总量高,全岩Zr饱和温度高达876～968℃。该花岗岩体具有A型花岗岩的特征。王家会花岗岩和莲花山花岗岩样品也具有高硅、富碱和低镁钙特征,稀土元素具有弱到较强烈的分异,Eu负异常明显。3个花岗岩岩体微量元素都具有较高的Nb和Y值,因此具有后碰撞到板内花岗岩特征。所有花岗岩样品中锆石的εHf(t)值均远低于同期亏损地幔值,同时单阶段和两阶段模式年龄为2.4～2.6Ga和2.45～2.75Ga,明显大于花岗岩的成岩时代。这些花岗岩与五台地区新太古代晚期TTG质片麻岩具有相似的锆石Hf模式年龄。因此,结合岩石学、地球化学和同位素特征,本文倾向于认为古元古代花岗岩为新太古代TTG质片麻岩在伸展条件下部分熔融形成的。综合资料发现,华北克拉通中部带内2.2～2.0Ga岩浆事件不同地区表现有分带性。2.2～2.1Ga岩浆活动代表较早的阶段,其中部分花岗质岩石具有A型花岗岩特征,与同期的基性岩形成双峰式组合,推断其与华北克拉通古元古代中期陆内裂谷有关。