吉林大学学报(地球科学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (5): 1540-1557.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20220083

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青海东昆仑西段阿克楚克赛地区新元古代片麻状黑云二长花岗岩成因及其地质意义:地球化学、年代学及Hf同位素制约

赵拓飞1,2,林博磊3,陈昌昕4, 5,王超6,李良7   

  1. 1.中国自然资源经济研究院,北京 101149 

    2.中国地质大学(北京)经济管理学院,北京 100083 

    3.自然资源部信息中心,北京 100812 

    4.中国地质科学院,北京 100037 

    5.自然资源部深地科学与探测技术实验室, 北京 100094 

    6.吉林省地质调查院,长春 130061  7.云南大学地球科学学院,昆明 650504

  • 收稿日期:2022-03-31 出版日期:2022-09-15 发布日期:2022-10-07

Petrogenesis and Geological Significance of Neoproterozoic Gneissic Biotite Monzogranite in Akechukesai Area, Western Segment of the East Kunlun Orogenic Belt, Qinghai Province: Constraints from Geochemistry, Zircon U-Pb Chronology and Hf Isotopes

Zhao Tuofei1,2, Lin Bolei3, Chen Changxin4, 5, Wang Chao6,Li Liang7   

  1. 1. Chinese Academy of Natural Resources Economics, Beijing 101149, China 

    2. School of Economics and Management, China University of Geosciences(Beijing), Beijing100083, China 

    3. Information on Center, Ministry of Nature Resources, Beijing 100812, China  

    4.  Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China 

    5. Chinese MNR Laboratory of Deep Earth Sciences and Technology, Beijing 100094, China 

    6. Jilin Institute of Geological Survey, Changchun 130061, China  7. School of Earth Sciences, Yunnan University, Kunming 650504, China

  • Received:2022-03-31 Online:2022-09-15 Published:2022-10-07

摘要: 青海东昆仑西段阿克楚克赛地区基础地质研究较薄弱,为了厘定该区花岗片麻岩侵入体的形成时代及岩石成因,本文对其进行了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学以及Hf同位素研究。研究结果表明:该岩石岩性为片麻状黑云二长花岗岩,SiO2质量分数为74.44%~76.36%,Na2O与K2O质量分数分别为0.06%~0.07%和3.89%~4.35%,Al2O3质量分数为9.76%~10.95%,过铝指数(A/CNK)为0.92~1.09,TiO2与MnO质量分数分别为0.32%~0.38%和0.10%~0.13%;CaO质量分数为2.70%~3.46%,Mg#值为25.42~29.69;样品稀土元素质量分数较高, w(ΣREE)为200.04×10-6~215.30×10-6,LREE/HREE为6.94~7.88,Rb、U、Th、K明显富集,Nb、Ta、P、Ti、Sr明显呈“V”型亏损。岩石形成时代为新元古代早期((966±3)Ma,MSWD=4.1),锆石εHf(t)为-3.38~3.14,Hf同位素二阶段模式年龄(TDM2)为2 033~1 625 Ma。岩石地球化学和Hf同位素研究结果显示,阿克楚克赛片麻状黑云二长花岗岩为准铝质-弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,岩浆源区以新生玄武质地壳为主,有古元古代硅铝质地壳物质的加入,可能为古元古界金水口岩群斜长角闪岩、片麻岩部分熔融。岩石地球化学特征显示阿克楚克赛片麻状黑云二长花岗岩形成于新元古代早期俯冲向碰撞转换的构造背景下。结合区域构造演化,综合分析认为东昆仑地区普遍存在新元古代岩浆-构造活动,时间上响应全球罗迪尼亚超大陆聚合事件,本次研究样品是罗迪尼亚超大陆聚合在青海东昆仑西段碰撞形成的具体体现,说明本地区在约966 Ma时正在由俯冲向碰撞造山阶段转换。

关键词: 东昆仑造山带, I型花岗岩, 岩石地球化学, 锆石U-Pb定年, Hf同位素

Abstract:  The basic geological research of Akchukesai area in the western Segment of the East Kunlun orogenic belt is weak. The granite gneiss in this area was designated as the Jinshuikou Group by predecessors. In field work, it was found that the Jinshuikou Group gneiss should be a granite gneiss intrusion. In order to determine the geochronology and petrogenesis of the intrusion, the rock geochemistry, zircon U-Pb geochronology and Hf isotope studies were carried out in this paper. The results show that: the lithology of the sample is gneissic biotite monzogranite, major element data show that the SiO2 content is 74.44%-76.36%, Na2O and K2O contents are respectively 0.06%-0.07% and 3.89%-4.35%, Al2O3 content is 9.76%-10.95%, A/CNK is 0.92-1.09,TiO2 and MnO contents are respectively 0.32%-0.38% and 0.10%-0.13%;CaO content is 2.70%-3.46%,Mg# is 25.42-29.69;The rare earth elements of the samples are higher, ΣREE is 200.04×10-6-215.30×10-6, LREE/HREE is 6.94-7.88. Trace elements show the characteristics of enriched in Rb, U, Th, K and Nb, Ta, P, Ti, Sr showed“V”type depleted. The age of formation is Early Neoproterozoic ((966±3)Ma,MSWD=4.1), zricon in situεHf(t)=-3.38-3.14, Hf isotope two-stage model ages TDM2 range from 2 033-1 625 Ma. Petrogeochemical and Hf isotopic results show that the gneissic biotite monzogranite is peraluminous-weak peraluminous high-K calc-alkaline I-Type granite. The magma source area should be dominated by new basaltic crust, with the addition of Paleoproterozoic silical-aluminum crust, which may be the partial melting of plagioamphibole and gneiss of  Paleoproterozoic Jinshuikou Group. The petrogeochemical characteristics show that the samples were formed under the tectonic background of subduction to collision transformation in the Early Neoproterozoic. Based on the comprehensive analysis of regional tectonic background, it is concluded that Early Neoproterozoic magmatism and tectonic activity are prevalent in the East Kunlun region, which responds to the global Rodinia supercontinent convergence event. The samples studied in this study are the concrete manifestation of the collision formation of Rodinia supercontinent convergence in the western segment of East Kunlun, this indicates that the region was transitioning from subduction to collision orogenic stage at  about 966 Ma.

Key words: Eastern Kunlun orogenic belt, I-type granite, petrogeochemistry, zircon U-Pb geochronology, Hf isotopes

中图分类号: 

  • P588.121
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