吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (3): 843-861.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240294

• 地质与资源 • 上一篇    下一篇

吉林东部延边地区花岗质岩石及包体成因:对古太平洋俯冲作用的制约

李宇奇1, 刘逸飞1, 李怡欣2, 崔芳华1, 宋吉杰1   

  1. 1.山东理工大学资源与环境工程学院,山东淄博255000
    2.山东黄金集团有限公司,济南250000

  • 出版日期:2025-05-26 发布日期:2025-06-06
  • 通讯作者: 崔芳华(1986—), 女, 副教授, 博士, 主要从事矿物成因及岩浆演化过程方面的研究, E-mail: cuifanghua@sdut.edu.cn
  • 作者简介:李宇奇(2000—), 男, 硕士研究生, 主要从事岩石地球化学方面的研究,E-mail: liyuqi52@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上基金项目(42372275);国家自然科学基金青年基金项目(41802238)

Genesis of Granitoid Rocks and Their Enclaves in the Yanbian, Eastern Jilin: Implications for Subduction of Paleo-Pacific Plate

Li Yuqi1, Liu Yifei1, Li Yixin2, Cui Fanghua1, Song Jijie1   

  1. 1. School of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255000, Shandong, China
    2. Shandong Gold Mining Co., Ltd., Jinan 250000, China
  • Online:2025-05-26 Published:2025-06-06
  • Supported by:
    Supported by the National Natural Science Foundation of China (42372275) and the National Natural Science Foundation of China Youth Fund (41802238)

摘要: 吉林东部延边地区位于兴蒙造山带南缘东段及滨太平洋构造域西侧,是古亚洲洋和古太平洋两大构造域叠加转换的关键部位。花岗质岩石中的暗色微粒包体常被用作探测地球深部动力学过程的“探针”和“窗口”,记录了岩浆源区性质及岩浆演化过程的重要信息。延边地区早侏罗世月山洞与明南洞花岗质岩体中发育大量的暗色微粒包体,本文通过岩石地球化学及锆石Lu-Hf同位素分析方法对花岗质岩石及包体的成因进行研究,查明早侏罗世岩浆活动构造背景。月山洞岩体与明南洞岩体中暗色包体的w(SiO2)分别为51.09%~53.52%和49.53%~51.96%,w(Cr)分别为1 192.00×10-6~3 219.00×10-6和72.68×10-6~194.90×10-6,w(Ni)分别为330.60×10-6~693.20×10-6和58.61×10-6~81.06×10-6,w(V)分别为595.10×10-6~800.70×10-6和599.80×10-6~619.60×10-6;明南洞岩体中寄主岩石w(SiO2)为65.75%~68.19%,w(Cr)为33.20×10-6~57.54×10-6,w(Ni)为19.25×10-6~30.45×10-6,w(V)为181.80×10-6~229.20×10-6;所有样品表现出富钠贫钾、轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损,以及富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(LILE)和相对亏损Nb、P、Ti等高场强元素(HFSE)的特征,Nb/Ta、Rb/Sr值接近地幔平均值;岩石地球化学显示石英闪长岩、花岗闪长岩及包体的岩浆源区具有幔源特征。月山洞岩体锆石的εHf(t)值为-3.2~2.4,单阶段模式年龄(TDM1)和二阶段模式年龄(TDM2)分别为1 004~746 Ma和1 991~1 442 Ma,其初始岩浆起源于亏损地幔或新生下地壳。研究区内暗色微粒包体多呈椭圆状—圆状,外部无明显的烘烤现象,地球化学特征显示岩浆经历的分离结晶作用很弱,表现出岩浆混合的趋势。综上所述,推测月山洞岩体与明南洞岩体中暗色包体可能为岩浆混合作用的残留物,研究区早侏罗世花岗质岩浆活动形成于古太平洋俯冲作用下的活动大陆边缘环境。


关键词: 地球化学, 锆石Lu-Hf同位素, 岩石成因, 岩浆混合作用, 花岗质岩石, 暗色包体, 古太平洋, 延边地区

Abstract:  The Yanbian region of eastern Jilin Province, located on the southeastern margin of the Xingmeng orogenic belt and western Paleo-Pacific tectonic domain, provides a critical area for understanding their superposition and transformation. Dark microgranular enclaves within granitic rocks serve as valuable probes into deep Earth dynamics, recording crucial information on magma source characteristics and evolution. This study investigates Early Jurassic Yueshandong and Mingnandong granitic plutons in the Yanbian area, focusing on the genesis of the granitic rocks and their enclaves by petrogeochemical and zircon Lu-Hf isotope analyses to ascertain the tectonic background of Early Jurassic magmatism. The w(SiO2) of the dark enclaves in the Yueshandong pluton and the Mingnandong pluton are 51.09% to 53.52% and 49.53% to 51.96% respectively; The w(Cr) are 1 192.00×10-6 to 3 219.00×10-6 and 72.68×10-6 to 194.90×10-6 respectively; The w(Ni) are 330.60×10-6 to 693.20×10-6 and 58.61×10-6 to 81.06×10-6 respectively; The w(V) are 595.10×10-6 to 800.70×10-6 and 599.80×10-6 to 619.60×10-6 respectively; The w(SiO2) of the host rocks in the Mingnandong pluton is 65.75% to 68.19%, the w(Cr) is 33.20×10-6 to 57.54×10-6, the w(Ni) is 19.25×10-6 to 30.45×10-6, and the w(V) is 181.80×10-6 to 229.20×10-6. All the samples show the characteristics of being rich in sodium and poor in potassium, relatively enriched in light rare earth elements, relatively depleted in heavy rare earth elements, and being enriched in large ion lithophile elements (LILE) such as Rb, Th, U, and K, and relatively depleted in high field strength elements (HFSE) such as Nb, P, and Ti. The values of Nb/Ta and Rb/Sr are close to the mantle average values. The petrogeochemistry indicates that the magmatic source regions of the quartz diorite, granodiorite and their enclaves have mantle-source characteristics. The εHf(t) values of the zircons in the Yueshandong pluton are -3.2 to 2.4, with single-stage model age (TDM1) and two-stage model age (TDM2) of 1 004 to 746 Ma and 1 991 to 1 442 Ma, respectively, and its initial magma originated from the depleted mantle or the newly formed lower crust. The elliptical to circular shape and lack of baking rims of the dark microgranular enclaves, coupled with weak fractional crystallization trends, point to magma mixing. It is speculated that these dark enclaves in the Yueshandong and the Mingnandong plutons represent residues of the magma mixing process. The granitic magmatism in the study area during the Early Jurassic was likely formed in an active continental margin setting related to the subduction of the Paleo-Pacific plate.


Key words: geochemistry, zircon Lu-Hf isotopes, petrogenesis, magmatic mixing, granitic rocks, dark enclave, Paleo-Pacific, Yanbian area

中图分类号: 

  • P581
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