黑龙江塔溪地区中侏罗世侵入岩地球化学特征、成因及构造环境

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.158

现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (02): 390-403.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.158

黑龙江塔溪地区中侏罗世侵入岩地球化学特征、成因及构造环境

杨文鹏¹^,²(), 李成禄¹^,²(), 杨元江¹, 符安宗¹, 郑博¹, 周腾飞¹, 赵瑞君¹

1.黑龙江省自然资源调查院,黑龙江哈尔滨 150036
2.黑龙江省黑土地水土资源研究重点实验室,黑龙江哈尔滨 150036

收稿日期:2021-05-31 修回日期:2022-01-15 出版日期:2023-04-10 发布日期:2023-05-23
通讯作者: 李成禄
作者简介:李成禄,男,高级工程师,1984年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事矿床地质及成矿作用研究工作。Email:LCL230881@163.com。
杨文鹏,男,高级工程师,1984年出生,资源勘查工程专业,主要从事区域地质矿产调查与研究工作。Email:214139670@qq.com。
基金资助:
黑龙江省重点研发计划项目(GA21A204);黑龙江省总工会职工创新补助资助项目(2021-30);中国地质调查局项目(1212011220430);黑龙江省地质矿产局科研项目(科研2020-1)

Geochemistry, Petrogenesis and Tectonic Setting of the Middle Jurassic Taxi Plutons in Heilongjiang

YANG Wenpeng¹^,²(), LI Chenglu¹^,²(), YANG Yuanjiang¹, FU Anzong¹, ZHENG Bo¹, ZHOU Tengfei¹, ZHAO Ruijun¹

1. Heilongjiang Institute of Natural Resources Survey, Harbin,Heilongjiang 150036,China
2. Heilongjiang Key Laboratory of Black Soil and Water Resources Research,Harbin,Heilongjiang 150036,China

Received:2021-05-31 Revised:2022-01-15 Online:2023-04-10 Published:2023-05-23
Contact: LI Chenglu

摘要/Abstract

摘要：

为丰富对兴蒙造山带东端中生代构造背景的认识,选取贺根山—嫩江—黑河构造带内塔溪地区的石英二长岩、石英闪长岩及石英正长岩开展岩相学、年代学和地球化学研究。结果表明,石英闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为(167.2±1.3) Ma,形成于中侏罗世。根据微量元素地球化学特征可将塔溪地区侵入岩划分为高Sr型和低Sr型两类,早期侵入的石英闪长岩为高Sr型,晚期侵入的石英二长岩和石英正长岩为低Sr型。高Sr型与低Sr型侵入体在主量、微量和稀土元素特征上均存在明显差异,具有类似I型和A型花岗岩的过渡特征,属复合型侵入岩体。该侵入岩体的形成与中生代强烈的陆内伸展造山和蒙古—鄂霍次克洋与法拉隆板块的双向俯冲闭合过程有关,是地壳在挤压增厚向伸展减薄转变的背景下,软流圈地幔上隆及玄武质岩浆底侵于下地壳并混染地壳物质部分熔融的产物。塔溪地区侵入岩体的存在,表明中侏罗世期间存在一次重要的地壳挤压增厚向伸展减薄转换事件,同时其形成时代也限定了蒙古—鄂霍次克洋东段的闭合时间应为中侏罗世。

关键词: 锆石U-Pb年龄, 中侏罗世, 复合型侵入岩, 底侵作用, 蒙古—鄂霍次克洋闭合, 塔溪地区

Abstract:

To enrich the understanding on the Mesozoic tectonic setting of the eastern Xingmeng orogenic belt,a study of the petrology,geochronology and geochemistry of the quartz monzonite,quartz monzodiorite and quartz syenite of Taxi plutons in the Hengenshan-Nenjiang-Heihe tectonic belt were reported.LA-ICP-MS zircon U-Pb dating yielded Middle Jurassic age (167.2±1.3 Ma) for the quartz monzonite. Intrusive rocks in Taxi can be divided into high-Sr and low-Sr ones: the early quartz monzodiorite is high-Sr, while the late quartz monzonite and quartz syenite are low-Sr. Our results indicate that the high-Sr and low-Sr intrusive rocks have rather different features of major element, trace element and rare earth element. All these data suggest that they show transition features from I-type to A-type granites, and should be defined as I- and A-type composite pluton. The emplacement was likely related to the subduction and closure of the Mongol-Okhotsk Ocean and the Farallon plate beneath Eurasia and Mesozoic intracontinental extension. The emplacement occurred under the tectonic background from crustal compression/thickening to extension, causing asthenospheric mantle upwelling and the mantle-derived basaltic magma underplating. This may have triggered partial melting of the lower crust and mantle, forming granitic magma. The presence of composite pluton is confirmed at Taxi, indicating that the crust in the region may have transitioned from compression and thickening to extension in the Middle Jurassic, which constrains the closure of the eastern Mongol-Okhotsk Ocean.

Key words: zircon U-Pb age, Middle Jurassic, composite pluton, underplating, closure of the Mongol-Okhotsk Ocean, Taxi area

中图分类号:

P588.12

杨文鹏, 李成禄, 杨元江, 符安宗, 郑博, 周腾飞, 赵瑞君. 黑龙江塔溪地区中侏罗世侵入岩地球化学特征、成因及构造环境[J]. 现代地质, 2023, 37(02): 390-403.

YANG Wenpeng, LI Chenglu, YANG Yuanjiang, FU Anzong, ZHENG Bo, ZHOU Tengfei, ZHAO Ruijun. Geochemistry, Petrogenesis and Tectonic Setting of the Middle Jurassic Taxi Plutons in Heilongjiang[J]. Geoscience, 2023, 37(02): 390-403.

图/表 10

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测点号	含量(10^-6)			Th/U	同位素比值						年龄(Ma)
测点号	Th	U	Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ
1	84	129	4	0.65	0.04932	0.00373	0.17887	0.01340	0.02630	0.00049	163	134	167	12	167	3
2	93	126	4	0.74	0.04918	0.00521	0.17386	0.01826	0.02563	0.00053	156	197	163	16	163	3
3	83	113	4	0.74	0.04944	0.00395	0.18102	0.01428	0.02655	0.00053	169	140	169	12	169	3
4	89	140	4	0.64	0.04948	0.00342	0.18209	0.01241	0.02668	0.00052	171	118	170	11	170	3
5	60	81	3	0.73	0.04919	0.00601	0.17389	0.02100	0.02563	0.00060	157	224	163	18	163	4
6	77	103	3	0.75	0.04934	0.00445	0.17749	0.01576	0.02608	0.00057	164	159	166	14	166	4
7	76	119	4	0.64	0.04946	0.00395	0.17939	0.01413	0.02630	0.00053	170	140	168	12	167	3
8	61	87	3	0.70	0.04940	0.00483	0.18178	0.01751	0.02668	0.00060	167	174	170	15	170	4
9	81	121	4	0.67	0.04955	0.00415	0.18196	0.01505	0.02663	0.00054	174	149	170	13	169	3
10	61	86	3	0.71	0.04937	0.00488	0.18019	0.01757	0.02646	0.00060	165	177	168	15	168	4
11	128	160	5	0.80	0.04929	0.00377	0.17835	0.01350	0.02624	0.00049	162	136	167	12	167	3
12	44	71	2	0.62	0.04947	0.00577	0.17964	0.02072	0.02633	0.00062	170	215	168	18	168	4
13	56	99	3	0.57	0.04928	0.00520	0.17736	0.01849	0.02610	0.00059	161	192	166	16	166	4
14	59	113	3	0.52	0.04929	0.00513	0.17980	0.01854	0.02645	0.00054	162	193	168	16	168	3
15	96	149	5	0.64	0.04943	0.00299	0.18095	0.01076	0.02655	0.00050	168	101	169	9	169	3
16	62	90	3	0.69	0.04971	0.00466	0.18174	0.01678	0.02651	0.00060	181	165	170	14	169	4
17	96	126	4	0.77	0.04963	0.00348	0.17609	0.01215	0.02573	0.00051	178	120	165	10	164	3
18	68	103	3	0.66	0.04936	0.00414	0.17831	0.01470	0.02620	0.00056	165	146	167	13	167	4
19	92	143	5	0.64	0.04934	0.00320	0.17882	0.01144	0.02628	0.00049	164	111	167	10	167	3
20	152	158	5	0.96	0.04950	0.00382	0.17975	0.01371	0.02633	0.00051	172	136	168	12	168	3
21	62	98	3	0.63	0.04962	0.00637	0.18005	0.02292	0.02631	0.00058	177	242	168	20	167	4
22	147	164	5	0.89	0.04941	0.00493	0.17714	0.01752	0.02600	0.00051	167	186	166	15	165	3
23	108	142	5	0.76	0.04962	0.00464	0.17990	0.01671	0.02629	0.00050	177	174	168	14	167	3
24	50	83	3	0.60	0.04929	0.00508	0.17908	0.01823	0.02635	0.00058	162	187	167	16	168	4
25	45	77	2	0.59	0.04928	0.00601	0.18121	0.02188	0.02667	0.00062	161	225	169	19	170	4

测点号	含量(10^-6)			Th/U	同位素比值						年龄(Ma)
测点号	Th	U	Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ
1	84	129	4	0.65	0.04932	0.00373	0.17887	0.01340	0.02630	0.00049	163	134	167	12	167	3
2	93	126	4	0.74	0.04918	0.00521	0.17386	0.01826	0.02563	0.00053	156	197	163	16	163	3
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4	89	140	4	0.64	0.04948	0.00342	0.18209	0.01241	0.02668	0.00052	171	118	170	11	170	3
5	60	81	3	0.73	0.04919	0.00601	0.17389	0.02100	0.02563	0.00060	157	224	163	18	163	4
6	77	103	3	0.75	0.04934	0.00445	0.17749	0.01576	0.02608	0.00057	164	159	166	14	166	4
7	76	119	4	0.64	0.04946	0.00395	0.17939	0.01413	0.02630	0.00053	170	140	168	12	167	3
8	61	87	3	0.70	0.04940	0.00483	0.18178	0.01751	0.02668	0.00060	167	174	170	15	170	4
9	81	121	4	0.67	0.04955	0.00415	0.18196	0.01505	0.02663	0.00054	174	149	170	13	169	3
10	61	86	3	0.71	0.04937	0.00488	0.18019	0.01757	0.02646	0.00060	165	177	168	15	168	4
11	128	160	5	0.80	0.04929	0.00377	0.17835	0.01350	0.02624	0.00049	162	136	167	12	167	3
12	44	71	2	0.62	0.04947	0.00577	0.17964	0.02072	0.02633	0.00062	170	215	168	18	168	4
13	56	99	3	0.57	0.04928	0.00520	0.17736	0.01849	0.02610	0.00059	161	192	166	16	166	4
14	59	113	3	0.52	0.04929	0.00513	0.17980	0.01854	0.02645	0.00054	162	193	168	16	168	3
15	96	149	5	0.64	0.04943	0.00299	0.18095	0.01076	0.02655	0.00050	168	101	169	9	169	3
16	62	90	3	0.69	0.04971	0.00466	0.18174	0.01678	0.02651	0.00060	181	165	170	14	169	4
17	96	126	4	0.77	0.04963	0.00348	0.17609	0.01215	0.02573	0.00051	178	120	165	10	164	3
18	68	103	3	0.66	0.04936	0.00414	0.17831	0.01470	0.02620	0.00056	165	146	167	13	167	4
19	92	143	5	0.64	0.04934	0.00320	0.17882	0.01144	0.02628	0.00049	164	111	167	10	167	3
20	152	158	5	0.96	0.04950	0.00382	0.17975	0.01371	0.02633	0.00051	172	136	168	12	168	3
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类型	样品编号	岩性	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	烧失量	总量	^TFeO/Mg
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	61.77	0.85	16.22	5.17	0.00	0.08	2.28	3.19	4.19	3.45	0.24	0.00	097.45	02.04
	Pm₂₀₇Gs15	石英闪长岩	60.45	0.95	16.69	3.20	2.42	0.09	2.81	4.98	4.17	2.35	0.21	1.29	099.61	01.54
	Pm₂₀₆Gs38	石英闪长岩	62.43	1.03	17.32	3.34	2.64	0.09	3.17	4.61	3.98	3.27	0.22	1.01	103.12	01.67
低Sr 型	Pm₂₀₇Gs64	石英正长岩	64.71	0.49	16.15	1.97	2.36	0.08	0.25	1.61	4.43	6.94	0.08	0.40	099.47	22.60
低Sr 型	Pm₂₀₆Gs24	石英二长岩	65.21	0.49	16.01	3.66	1.03	0.06	0.10	1.16	3.84	6.46	0.03	0.72	098.77	41.30
类型	样品编号	岩性	Mg^#	^TFeO	^TFe₂O₃	A/MF	C/MF	AR	σ	DI	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	1.20	4.65	5.17	1.31	0.47	2.3	3.01	71.51	28.32	61.6	7.536	29.12	5.752	1.328
	Pm₂₀₇Gs15	石英闪长岩	1.30	5.30	5.89	1.14	0.62	1.86	2.38	62.62	18.00	41.0	5.330	23.00	4.590	1.220
	Pm₂₀₆Gs38	石英闪长岩	1.37	5.65	6.27	1.08	0.52	1.99	2.78	63.60	25.00	55.0	7.190	30.50	6.100	1.460
低Sr 型	Pm₂₀₇Gs64	石英正长岩	0.15	4.13	4.59	2.49	0.45	4.56	5.90	87.99	35.00	80.0	9.920	43.60	8.230	0.920
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类型	样品编号	岩性	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	∑REE	LREE	HREE	LREE/ HREE	(La/ Yb)_N
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	4.97	0.69	3.91	0.74	2.05	0.28	1.91	0.27	0020.3	168.77	133.66	14.81	09.02	10.02
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类型	样品编号	岩性	10⁴Ga/Al	δEu	Rb	Sr	Ba	Ga	Nb	Ta	Zr	Hf	Th	Cr	Sc	U
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	2.47	0.74	105.78	433.2	707	21.22	10.1	0.586	0193.1	04.9	9.9	49.3	10.6	0.872
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类型	样品编号	岩性	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	烧失量	总量	^TFeO/Mg
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	61.77	0.85	16.22	5.17	0.00	0.08	2.28	3.19	4.19	3.45	0.24	0.00	097.45	02.04
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	Pm₂₀₆Gs38	石英闪长岩	62.43	1.03	17.32	3.34	2.64	0.09	3.17	4.61	3.98	3.27	0.22	1.01	103.12	01.67
低Sr 型	Pm₂₀₇Gs64	石英正长岩	64.71	0.49	16.15	1.97	2.36	0.08	0.25	1.61	4.43	6.94	0.08	0.40	099.47	22.60
低Sr 型	Pm₂₀₆Gs24	石英二长岩	65.21	0.49	16.01	3.66	1.03	0.06	0.10	1.16	3.84	6.46	0.03	0.72	098.77	41.30
类型	样品编号	岩性	Mg^#	^TFeO	^TFe₂O₃	A/MF	C/MF	AR	σ	DI	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	1.20	4.65	5.17	1.31	0.47	2.3	3.01	71.51	28.32	61.6	7.536	29.12	5.752	1.328
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低Sr 型	Pm₂₀₆Gs24	石英二长岩	0.06	4.32	4.80	2.51	0.33	4.00	4.69	87.38	68.00	149.0	16.600	62.40	8.550	0.440
类型	样品编号	岩性	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Y	∑REE	LREE	HREE	LREE/ HREE	(La/ Yb)_N
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	4.97	0.69	3.91	0.74	2.05	0.28	1.91	0.27	0020.3	168.77	133.66	14.81	09.02	10.02
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低Sr 型	Pm₂₀₇Gs64	石英正长岩	6.78	0.85	4.16	0.70	1.97	0.26	2.01	0.35	0017.0	212.44	178.16	17.07	10.44	11.85
低Sr 型	Pm₂₀₆Gs24	石英二长岩	7.42	0.82	3.75	0.66	1.94	0.25	1.82	0.29	0017.0	338.53	304.97	16.95	17.99	25.29
类型	样品编号	岩性	10⁴Ga/Al	δEu	Rb	Sr	Ba	Ga	Nb	Ta	Zr	Hf	Th	Cr	Sc	U
高Sr 型	D0007	石英闪长岩	2.47	0.74	105.78	433.2	707	21.22	10.1	0.586	0193.1	04.9	9.9	49.3	10.6	0.872
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低Sr 型	Pm₂₀₆Gs24	石英二长岩	3.04	0.17	123.00	85.3	176	25.76	11.0	0.669	1044.0	26.4	21.0	<2	25.6	<5

黑龙江塔溪地区中侏罗世侵入岩地球化学特征、成因及构造环境

Geochemistry, Petrogenesis and Tectonic Setting of the Middle Jurassic Taxi Plutons in Heilongjiang

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