吉中地区范家屯组变沉积岩碎屑锆石年代学与Hf同位素示踪——对古亚洲洋东段闭合的约束

doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20250235

吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (1): 149-172.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250235

吉中地区范家屯组变沉积岩碎屑锆石年代学与Hf同位素示踪——对古亚洲洋东段闭合的约束

张佳琦¹，王志新²，梁琛岳¹，郑常青¹，刘永江³

1.吉林大学地球科学学院，长春 130061
2.山东省第三地质矿产勘查院，山东烟台 264000
3.中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛 266100

收稿日期:2025-09-28 出版日期:2026-01-26 发布日期:2026-02-09
通讯作者: 王志新（1986—），男，高级工程师，主要从事地质调查、金及多金属矿勘查与科研工作，E-mail：527958949@ qq.com
作者简介:张佳琦（2000—），男，硕士研究生，主要从事构造地质学研究，E-mail：jqz24@mails.jlu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（W2511043）

Detrital Zircon Geochronology and Hf Isotope of Metasedimentary Rocks from the Fanjiatun Formation in Central Jilin: Constraints on the Closure of the Eastern Segment of the Paleo-Asian Ocean

Zhang Jiaqi¹, Wang Zhixin², Liang Chenyue¹, Zheng Changqing¹, Liu Yongjiang³

1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
2. Shandong Third Institute of Geology and Mineral Resources Exploration, Yantai 264000, Shandong, China
3. College of Marine Geosciences, Ocean University of China, Qingdao 266100, Shandong, China

Received:2025-09-28 Online:2026-01-26 Published:2026-02-09
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China (W2511043)

摘要/Abstract

摘要： 吉中地区范家屯组作为华北克拉通北缘的关键沉积单元，其形成时代与物源特征为揭示古亚洲洋东段闭合提供了重要约束。本文对吉中地区范家屯组变沉积岩进行了系统的岩相学、碎屑锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩地球化学测试分析。结果表明：变沉积岩碎屑锆石中最年轻碎屑锆石年龄加权平均值为(233.6±5.0) Ma（N=11），限定其最大沉积年龄不早于晚三叠世。全岩地球化学特征显示其Al2O3/TiO2值为24.65~63.69（平均值为37.84），La/Sc、Th/Sc、Cr/Th、Eu/Eu*值与长英质上地壳基本一致，指示物源为上地壳的中—酸性火成岩。碎屑锆石U-Pb年龄谱系和Hf同位素特征εHf(t)以正值为主，联合示踪揭示物源主要来自东北地块及华北克拉通北缘。依据构造判别参数与锆石微量元素时序变化推测研究区经历从挤压造山向伸展稳定的构造转换，推测古生代—早中生代地壳演化呈现“三减两增”的幕式特征，与古亚洲洋东段俯冲-闭合末期的构造模式高度耦合。

关键词: 范家屯组, 碎屑锆石, U-Pb年代学, 地球化学, 物源分析, 古亚洲洋闭合

Abstract: The Fanjiatun Formation in central Jilin, situated on the northern margin of the North China craton, represents a key geological unit for constraining the closure of the eastern Paleo-Asian Ocean. Systematic petrography, detrital zircon U-Pb geochronology, Lu-Hf isotopes, and whole-rock geochemical analyses were performed on its metasedimentary rocks. The youngest detrital zircon population yields a weighted mean age of （233.6±5.0) Ma (N = 11), constraining the maximum depositional age to not earlier than the Late Triassic. Whole-rock geochemistry (Al2O3/TiO2=24.65-63.69, avg. 37.84) and elemental ratios (La/Sc, Th/Sc, Cr/Th, Eu/Eu*) indicate felsic to intermediate upper-crustal sources. Detrital zircon age spectra and predominantly positive εHf(t) values indicate provenance mainly from the Northeastern block and the northern margin of the North China craton. Tectonic discrimination parameters together with time-series variations in zircon trace elements reveal a transition from compressional orogenesis to extensional stabilization in the study area, and suggest that Paleozoic to Early Mesozoic crustal evolution was characterized by three episodes of thinning and two of thickening, closely coupled with the late subduction-closure regime of the eastern Paleo-Asian Ocean.

Key words: Fanjiatun Formation, detrital zircon, U-Pb ages, geochemistry, provenance analysis, closure of the Paleo-Asian Ocean

中图分类号:

P597.3

张佳琦, 王志新, 梁琛岳, 郑常青, 刘永江. 吉中地区范家屯组变沉积岩碎屑锆石年代学与Hf同位素示踪——对古亚洲洋东段闭合的约束[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 149-172.

Zhang Jiaqi, Wang Zhixin, Liang Chenyue, Zheng Changqing, Liu Yongjiang. Detrital Zircon Geochronology and Hf Isotope of Metasedimentary Rocks from the Fanjiatun Formation in Central Jilin: Constraints on the Closure of the Eastern Segment of the Paleo-Asian Ocean[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2026, 56(1): 149-172.

参考文献

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