蒙古国东南部巨斑状二长花岗岩地球化学特征与岩石成因机制探讨

吉林大学学报(地球科学版)

蒙古国东南部巨斑状二长花岗岩地球化学特征与岩石成因机制探讨

郭志华^1,2，张宝林¹，沈晓丽^1,2，贾文臣¹，黄雪飞^1,2

1.中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室,北京100029;
2.中国科学院研究生院,北京100049

收稿日期:2012-08-06 出版日期:2013-05-26 发布日期:2013-05-26
通讯作者: 张宝林（1963-），男，研究员，主要从事隐伏矿床定位预测方向研究 E-mail:blzhang@mail.iggcas.ac.cn
作者简介:郭志华(1983-)，女，博士研究生，主要从事隐伏矿床定位方向研究，E-mail:huazifighting@yahoo.com.cn
基金资助:
国家“十一·五”科技支撑计划重大项目（2006BAB01A02）

Discussion on the Geochemical Characteristics and Mmechanism of Rock Formation of the Giant Phenocryst Adamellite in Southeast Mongolia

Guo Zhihua^1,2, Zhang Baolin¹, Shen Xiaoli^1,2, Jia Wenchen¹, Huang Xuefei^1,2

1.Key Laboratory of Mineral Resources, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029,China;
2.Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049,China

Received:2012-08-06 Online:2013-05-26 Published:2013-05-26

摘要/Abstract

摘要：

巨斑状二长花岗岩是蒙古洋板块早古生代晚期重要的岩浆记录，其花岗岩年龄和地球化学特征对于揭示蒙古洋板块该时期的构造格局与演化历史有重要意义。对蒙古国东南部出露的巨斑状二长花岗岩进行锆石的LA-ICP-MS法定年，获得锆石U-Pb年龄为(454.3±3.8) Ma，表明该二长花岗岩形成于晚奥陶世。花岗岩的元素地球化学研究结果表明：该花岗岩属高钾钙碱性I型花岗岩；花岗岩具高硅特征，其SiO₂质量分数为69.82%~75.16%，A1₂O₃质量分数为12.91%~14.49%，Na₂O/K₂O为0.60~0.77，过铝质，其铝饱和指数为1.11~1.22，Mg^#指数为39~44；稀土元素总量为(43.47~158.11)×10^-6，稀土元素分布型式为具有明显负铕异常的“燕型”曲线（δEu=0.26～0.49）；在原始地幔标准化的微量元素蛛网图中，Rb、Th、U、K、Zr、Hf和轻稀土元素(如La、Ce、Nd和Sm等)富集，Ba、Sr、P和Ti等元素强烈亏损，Nb和Ta具有中等—弱亏损特点；¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值较高(0.512 449~0.512 507)，平均为0.512 477；ε_Nd(t)为0.2~1.3，均为正值。主量、微量元素和同位素特征表明，该巨斑花岗岩形成于同碰撞向后造山构造体制转换过渡的伸展大地构造环境背景之下。伸展构造和幔源基性岩浆的底侵，很可能是形成花岗岩的2个最主要的动力机制。

关键词: 蒙古国, 巨斑状二长花岗岩, 锆石U-Pb年龄, 地球化学, 构造意义

Abstract:

The giant phenocryst adamellite is an important magmatism record of the Mongol Ocean plate in the late period of the Early Paleozoic Era. Their formation age and geochemical characteristics are significant to reveal the tectonic framework and evolution history of the Mongol Ocean plate at that period. The paper presents the zircon U-he U-Pb age of zircon of adamellite given is (454.3±3.8) Ma, belonging to the Late Ordovician. The geochemical data of granite show its high-K calc-alkaline nature. The granite is also characterized with high silicon, with SiO₂ being 69.82%-75.16%, Al₂O₃ 12.91%-14.49%, and Na₂O/K₂O 0.60%-0.77%, peraluminous, with aluminum saturation index being in the range of 1.11-1.22, and Mg^# index of 39-44. The total content of REE is 43.47×10^-6 -158.11×10^-6, δEu=0.26-0.49. The REE distribution pattern of adamellite is demonstrated by a significant negative Eu anomaly and a “swallow-type” shape. The spider diagrams of trace elements standardized by primitive mantle show apparent enrichment of Rb, Th, U, K, Zr, Hf, strong depletion of Ba, Sr, P, Ti and medium to slight depletion of Nb and Ta. The initial ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values are high (0.512 449-0.512 507), and the average value is 0.512 477. The ε_Nd(t) values are all positive (0.2-1.3). The characters of major elements, trace elements, and isotopes show that the giant phenocryst adamellite in the Southeast Mongolia was formed at an extensional geotectonic environment during the transitional period from syn-collision to post-orogenic tectonic systems. The extensional tectonics and the underplating of mantle-derived basic magmas are suggested to be the main dynamic mechanism to form the granite. Since the adamellite is the important magma record of the Mongol Ocean plate subduction in the early Paleozonic, the present research is helpful to reveal the tectonic evolution and the characters in the Palaeo-Mongolia Ocean plate area.

Key words: Mongolia, giant phenocryst adamellite, zircon U-Pb age, geochemistry, tectonic significance

中图分类号:

P588.1

郭志华，张宝林，沈晓丽，贾文臣，黄雪飞. 蒙古国东南部巨斑状二长花岗岩地球化学特征与岩石成因机制探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(3): 776-787.

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