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

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  • P581
[1] 任宪军, 石云倩. 松辽盆地南部下白垩统火石岭组钙碱性火山岩地球化学特征及成因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 818-834.
[2] 王常东, 董小宇, 郝晓飞, 姜山, 于兵, 周舰, 王天奇. 广兴—芝瑞盆地上伙房地段流纹斑岩地球化学特征及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 835-851.
[3] 刘宇泰, 李碧乐, 陈晓琳, 李浩然, 史雨凡, 孙亚明.  东昆仑沟里地区瓦勒尕南矿区花岗闪长岩地球化学特征、锆石U-Pb年代学及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 875-895.
[4] 孙文博, 苟军, 王世成, 王常东, 王广婷, 孙家兴, 张铎, 田丽, 孙德有. 大兴安岭南部白音沙那盆地中生代火山岩年代学及岩石成因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 852-874.
[5] 张海洪, 乔锦燃, 陈国强, 薛晓刚, 邓馨卉, 苗长盛, 李 雪, 郜春生. 张广才岭南部早侏罗世两类I型花岗岩成因:年代学、地球化学和锆石Hf同位素证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 896-914.
[6] 赵振, 秦光雄, 闫佰忠, 马苗苗. 青海省互助土族自治县地热田水化学特征及成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 986-1001.
[7] 何天鑫, 柳蓉, 刘强浩, 宁婷, . 银额盆地下白垩统巴音戈壁组纤维状方解石脉成因机制——热水沉积与同位素证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 497-510.
[8] 李阳, 周文博, 王长虹, 刘娜, 苟军, 孙文博, 孙家兴, 孙德有. 海拉尔盆地克鲁伦凹陷赋铀地层沉积物源#br#[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 522-539.
[9] 徐骏, 高阳, 刘军, 王晓彤, . 大兴安岭北段三矿沟铁铜矿床成因——来自石榴子石U-Pb定年及元素地球化学证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 540-556.
[10] 陈卓, 周建波, 李功宇, 辛中华, 王红燕, 孙宁辰. 北方造山带东段微陆块构造属性与超大陆重建[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 1-16.
[11] 李功宇, 周建波, 辛中华, 陈卓, 王红燕, 孙宁辰. 佳木斯-兴凯地块的演化历史及其对古大洋构造体制转换的制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 17-35.
[12] 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.
[13] 高心如, 梁琛岳, 郑常青, 刘永江, 周建波, 宋志伟, 贾祥鹤, 殷浚哲, 洪雨萱, 谭卓, 张佳琦. 蒙古—鄂霍茨克构造域东段晚中生代演化历史——来自岩浆岩和沉积岩的证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 36-65.
[14] 孙宁辰, 周建波, 李功宇, 辛中华, 陈卓, 王红燕. 东北中生代盆地演化及其对古太平洋板块俯冲的制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 66-88.
[15] 韩伟, 周建波, 陈志方, 冯志强. 那丹哈达地体增生序列与演化及其对古太平洋板块俯冲-增生历史的制约[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 131-148.
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[1] 刘建峰,迟效国,周燕,王铁夫,金巍,周建波,董春艳,黎广荣. 小兴安岭东北部金林岩体全岩-角闪石Rb-Sr年龄[J]. J4, 2005, 35(06): 690 -0693 .
[2] 黄冠星, 孙继朝, 张英, 刘景涛, 张玉玺, 荆继红. 珠江三角洲污灌区地下水重金属含量及其相互关系[J]. J4, 2011, 41(1): 228 -234 .
[3] 肖长来,梁秀娟,崔建铭,兰盈盈,张君,李书兰,梁瑞奇,郑策. 确定含水层参数的全程曲线拟合法[J]. J4, 2005, 35(06): 751 -0755 .
[4] 郭振华,王璞珺,印长海,黄玉龙. 松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究[J]. J4, 2006, 36(02): 207 -0214 .
[5] 孙永河,付晓飞,吕延防,付广,阎冬. 地震泵抽吸作用与油气运聚成藏物理模拟[J]. J4, 2007, 37(1): 98 -0104 .
[6] 谢忠雷,陈卓,孙文田,尹波. 不同茶园茶叶氟含量及土壤氟的形态分布[J]. J4, 2008, 38(2): 293 -0298 .
[7] 贾军涛,王璞珺,邵 锐,程日辉,张 斌,侯景涛,李金龙,边伟华. 松辽盆地东南缘营城组地层序列的划分与区域对比[J]. J4, 2007, 37(6): 1110 -1123 .
[8] 康立明,任战利. 多参数定量研究流动单元的方法--以鄂尔多斯盆地W93井区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 749 -0756 .
[9] 薛永超, 程林松. 白豹油田长8油藏成岩储集相[J]. J4, 2011, 41(2): 365 -371 .
[10] 姜纪沂, 张宇东, 谷洪彪, 左兰丽. 基于灰色关联熵的地下水环境演化模式判别模型研究[J]. J4, 2009, 39(6): 1111 -1116 .