通过对延边地区早中生代高镁闪长岩的地质学、岩相学、锆石U-Pb定年、矿物化学成分和岩石地球化学的详细研究,查明延边地区早中生代高镁闪长岩的岩石组合、形成时代和空间分布;利用'元素及同位素地球化学示踪技术',查明早中生代高镁闪长岩的岩浆源区特征;依据岩石组合及其岩石地球化学特征,并与典型构造环境区火成岩组合对比,确定该区早中生代高镁闪长岩形成的构造环境;结合区域构造演化历史和最新研究成果,确定古亚洲洋与古太平洋两大构造域的转换时间。
high-Mg diorite;petrogenesis;granite;tectonic setting;Yanbian area
闪长岩和花岗岩是大陆地壳的重要组成物质,是研究大陆演化、地壳生长、壳幔相互作用、确定不同地质历史时期构造环境的重要岩石学证据。闪长岩成因复杂,具有高MgO含量或高Mg#值的闪长岩称为高镁闪长岩。本项目是2010年在延边地区发现早中生代高镁闪长岩基础上的进一步研究工作,在项目执行期间,对与闪长岩在时空上紧密共生的花岗岩、辉长岩等进行了一并研究,这些研究涵盖了二叠纪-白垩纪的侵入岩,以便更全面的阐述延边地区高镁闪长岩的形成构造背景,更准确的约束古亚洲洋构造域和古太平洋构造域的叠加转换时间。因此,本项目的研究不局限于早中生代高镁闪长岩。 研究表明,延边地区的闪长岩(包括高镁闪长岩)与该区的大面积花岗岩一样,可划分为中二叠-中三叠世(280-240Ma)、晚三叠世(230-205Ma)、早-中侏罗世(205-160Ma)、早白垩世(130-105Ma)四期,以280-180Ma的中二叠-早侏罗世为主体,中侏罗世和早白垩世很少。中二叠-中三叠世和早白垩世高镁闪长岩的MgO含量>4%、Mg# >0.45,是典型高镁闪长岩,晚三叠世和早-中侏罗世闪长岩多数MgO<4%、Mg# >0.45,是经过演化的高镁闪长岩。中二叠-中侏罗世闪长岩具赞岐岩质高镁闪长岩特征,早白垩世闪长岩属于埃达克型高镁闪长岩,均是俯冲板片熔体交代的地幔橄榄岩部分熔融产物。其中,二叠-三叠纪为古亚洲洋俯冲板片,侏罗-白垩纪为古太平洋俯冲板片。与闪长岩时空上共生的部分花岗岩中有大量闪长岩包体和岩墙,是壳幔岩浆混合作用的结果。花岗岩浆是中基性岩浆板底垫托导致新元古代-古生代基性地壳部分熔融的结果。花岗岩和闪长岩的εHf(t)值基本一致,主要为+2~ +15。闪长岩最小模式年龄与其侵入年龄接近,且存在同期的辉长岩,说明岩浆作用时间就是地壳增生时间,即延边地区二叠纪-白垩纪存在重要地壳垂向增生事件。花岗岩的两阶段模式年龄为500-990Ma,表明新元古代-早古生代也存在重要的地壳增生。 延边地区包括高镁闪长岩在内的各时期侵入岩形成构造背景为中二叠-中三叠世形成于古亚洲洋板块向华北板块俯冲、碰撞构造背景,晚三叠世处于古亚洲洋闭合后的后造山伸展构造环境,侏罗-白垩纪为古太平洋板块俯冲的活动大陆边缘环境。古亚洲洋构造域和古太平洋构造域的转换时间在晚三叠世末-早侏罗世早期。