【摘要】：本文以扎蘭屯南部晚古生代地質(zhì)體為研究對象,利用古生物年代學(xué)和鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年技術(shù),確定了研究區(qū)晚古生代沉積地層的沉積時限、環(huán)境和物源以及巖漿巖的形成時代;利用巖漿巖的主量元素和微量元素特征,討論了研究區(qū)火成巖巖石組合的時空變異、巖漿源區(qū)性質(zhì)及其形成的構(gòu)造背景。最終結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料,探討了研究區(qū)晚古生代區(qū)域構(gòu)造演化歷史。通過對扎蘭屯南部大民山組、紅水泉組、寶力高廟組、格根敖包組、大石寨組和哲斯組砂巖中碎屑鋯石的U-Pb年代學(xué)研究,結(jié)合古生物化石證據(jù)和與上覆地層的接觸關(guān)系,認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)大民山組形成于晚泥盆世;紅水泉組形成于早石炭世;寶力高廟組和格根敖包組形成于晚石炭世;大石寨組形成于早二疊世,哲斯組形成于中二疊世。晚泥盆世大民山組為一套海相沉積地層組合,碎屑鋯石年齡主要為321-359Ma,此外含有少量前寒武紀(jì)鋯石,說明大民山組沉積物源主要來自同時期的火山弧,其前寒武紀(jì)鋯石可能來自松嫩地塊古老基底,結(jié)合大民山組古生物特征和硅質(zhì)巖成因特征,大民山組應(yīng)沉積于活動陸緣環(huán)境下的弧前盆地。早石炭世紅水泉組為一套復(fù)理石建造組合,碎屑鋯石年齡主要為336-488Ma,并含有前寒武紀(jì)鋯石年齡,其沉積物源主要來自于早古生代和晚古生代巖漿弧,而古老鋯石應(yīng)來自于松嫩地塊古老基底,結(jié)合古生物特征,紅水泉組應(yīng)沉積于弧后-弧間盆地。晚石炭世寶力高廟組為一套陸緣沉積組合,碎屑鋯石年齡集中在298-358Ma,此外還有少量早古生代鋯石,沉積物源區(qū)主要來自晚古生代火山弧,較為單一,寶力高廟組應(yīng)沉積于弧后盆地。晚石炭世格根敖包組為一套海陸交互相沉積巖組合,碎屑鋯石年齡主要集中在337-412Ma,其物源主要為晚古生代火山弧,少量早古生代和前寒武紀(jì)鋯石的存在表明該區(qū)可能有來自早期火山弧和古老基底的物質(zhì),綜合古生物和巖相學(xué)特征,格根敖包組應(yīng)形成于弧后盆地邊緣。早二疊世大石寨組和中二疊世哲斯組為淺海相沉積,其碎屑鋯石年齡為270Ma-390Ma,其主要來源于晚古生代巖漿弧,應(yīng)沉積于伸展裂陷盆地。對扎蘭屯南部晚古生代巖漿巖進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年,其鋯石均為半自形-自形,具有典型的巖漿震蕩生長環(huán)帶,結(jié)合高的Th/U比值,暗示其為巖漿成因。鋯石U-Pb結(jié)果顯示,研究區(qū)晚古生代巖漿活動可以分為四期:晚泥盆世、早石炭世、晚石炭世、早-中二疊世。扎蘭屯南部晚泥盆世巖漿巖以大民山組火山巖為代表,具有較高的Ti O2含量和Fe O含量,富集Ti、Zr和虧損Y、Sr,具有典型的洋島拉斑玄武巖特征,其Ti/Yb、Zr/Yb和La/Nb值也與洋島玄武巖相似,說明大民山組堿性玄武巖形成于與俯沖有關(guān)的大洋板內(nèi)洋島環(huán)境。早石炭世巖漿巖以花崗質(zhì)巖石為主,具有較高的Si O2含量、Al2O3含量和低的Mg#、Ni和Co含量,富集輕稀土元素和高場強元素,虧損重稀土元素和大離子親石元素,表明早石炭世花崗質(zhì)巖石起源于下地殼的部分熔融,應(yīng)形成與同碰撞到晚造山的構(gòu)造環(huán)境。晚石炭世巖漿活動包括了基性侵入巖和酸性火山巖。基性侵入巖具有較低的Si O2含量,高的Mg O、Fe O、Fe2O3以及較高的Sc、Co、Ni等含量,表明其原始巖漿起源于地幔物質(zhì)的部分熔融。晚石炭世基性巖較高的Nb/U和Ta/U值說明原始巖漿受到了大規(guī)模陸殼物質(zhì)的混染。晚石炭世格根敖包組酸性火山巖具有較低Y和Yb含量和較高的Sr含量,富集輕稀土元素,虧損重稀土元素,并具有微弱的Eu異常,具有埃達(dá)克巖石的特點,應(yīng)是板塊碰撞作用的產(chǎn)物。早二疊世巖漿活動主要為A型花崗質(zhì)侵入巖和中基性侵入巖,兩者從巖石組合特征上構(gòu)成了類雙峰式巖漿巖組合,可能代表了一種伸展環(huán)境。巖漿巖地球化學(xué)、沉積建造和物源綜合分析表明:內(nèi)蒙古扎蘭屯南部地區(qū)晚泥盆世處于活動陸緣構(gòu)造背景,并在弧前沉積盆地中形成了海相碎屑沉積巖建造和堿性玄武巖;早石炭世處于俯沖-碰撞環(huán)境并繼續(xù)沉積海相沉積巖建造,鈣堿性-高鉀鈣堿性的中-酸性弧巖漿巖發(fā)育,并在弧后伸展環(huán)境形成A型火山巖;晚石炭世進(jìn)入陸-陸碰撞和碰撞后環(huán)境,形成了一套海陸交互相建造和具有埃達(dá)克質(zhì)巖石特征的酸性火山巖;早二疊世研究區(qū)進(jìn)入了造山后伸展階段,形成了海相沉積建造、A型花崗巖以及類雙峰式巖漿巖。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P534.4;P542
【圖文】：

第1章 緒論1.1研究背景及選題依據(jù)中亞造山帶（Central Asian Orogenic Belt，簡稱 CAOB）又名阿爾泰造山帶（Altaids）西起烏拉爾山經(jīng)哈薩克斯坦、蒙古、西伯利亞南部及中國東部、東到鄂霍次克海，延伸超過 5000 km，是全球最大的造山帶之一（Sengor 1993；Li，2006）；該造山帶與古亞洲洋的演化密切相關(guān)（Sengor etal，1993），其伴隨西伯利亞板塊、中朝-塔里木板塊以及兩者之間眾多微陸塊自 10 億年以來逐漸聯(lián)合、拼貼、碰撞而形成（Khain，2002；Xiao，2003；Kroner，2003），是全球顯生宙陸殼增生與改造最為顯著和構(gòu)造演化最為復(fù)雜的區(qū)域（圖 1.1）。中亞造山帶起源于中元古代末期，其記錄了漫長的東歐、華北、塔里木和西伯利亞板塊之間相互碰撞拼貼的地質(zhì)演化過程（Sengor，1993），并在演化過程中形成了復(fù)雜多樣的地殼物質(zhì)組成和

1998）(圖1.2)。東北地區(qū)位于興蒙造山帶東段，是東北亞陸緣增生、陸-弧/陸陸碰撞的造山帶，該區(qū)包括中亞造山帶的最東段和部分中生代環(huán)太平洋增生雜巖（Sengor，1993；唐克東等 1995；Wu et al.，2002；Zhou et al.，2013）。在構(gòu)造演化方面，東北地區(qū)經(jīng)歷了古生代古亞洲洋構(gòu)造域構(gòu)造演化和環(huán)太平洋構(gòu)造演化、中生代鄂霍次克構(gòu)造演化階段，并于晚中生代進(jìn)入了巖石圈伸展構(gòu)造環(huán)境，因此東北地區(qū)成為眾多地質(zhì)學(xué)家研究古亞洲洋構(gòu)造域、環(huán)太平洋構(gòu)造域和鄂霍次克構(gòu)造域演化與轉(zhuǎn)化的熱點區(qū)域（唐克東，1989；Sengor，1993；Li

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本文編號：2758248