内蒙古中部达来地区晚侏罗世A型花岗岩:地球化学特征、岩石成因与地质意义

A型花岗岩的成因研究是揭示重要壳幔相互作用和伸展型地球动力学过程的重要窗口。离子探针锆石U-Pb测年指示内蒙古中部达来地区的达来庙钾长花岗岩岩株大约于晚侏罗世(160.1±1.8Ma)侵位。岩体Si O2含量介于69.8%~73.9%,富碱铁,贫钙镁;富集大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,发育明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.20~0.68)。这指示达来庙花岗岩具有A型花岗岩的元素地球化学特征。同时岩石具有低全岩Sri(87Sr/86Sri=0.70504~0.70523),低正全岩εNd(t)(+2.1~+2.3)以及高正的锆石εHf(t)(+7.0~+11.5)和高锆石δ18O(6.7‰~7.7‰)等同位素特征。元素同位素地球化学示踪指示达来庙花岗岩可能源于新增生中基性地壳物质的部分熔融及其后的结晶分异作用。一方面,达来庙花岗岩和蒙古-华北北部地块分散分布的其他A型花岗岩共同见证了有别于早白垩世大规模上地壳伸展的中晚侏罗世弥散状中下地壳伸展行为;另一方面,蒙古-华北北部地块晚中生代两段式的地壳伸展轨迹记录了蒙古-鄂霍茨克构造域造山后的重力垮塌过程。     

辽-蒙交界地区晚侏罗世高硅花岗岩:岩石成因与地质意义

高硅(SiO_2 70%)花岗岩不仅是指示大陆地壳成熟度的重要标志,而且蕴含大陆地壳分异机制和稀有金属元素运移行为的关键信息。跨越辽宁-内蒙古两地分布的白音花岩基是沿华北克拉通与中亚造山带边界断裂带侵位的重要的中生代高硅花岗岩,但其形成时代和岩石地球化学特征一直缺乏系统刻画。本次离子探针(SIMS)锆石U-Pb测年指示该花岗岩岩基于晚侏罗世(162～161Ma)侵位。岩体SiO_2含量介于75.7%～77.3%;钙碱性、贫铁镁、弱过铝;富集Th与U,亏损Ba与Sr;稀土元素总量较低(∑REE=40.2×10-6～117×10~(-6)),Eu负异常明显; Zr/Hf和Nb/Ta分异显著;这些特征契合高分异I型花岗岩的典型元素地球化学行为。同时,白音花花岗岩具有低负的ε_(Nd)(t)值(-3.5～-2.6)以及低正的锆石ε_(Hf)(t)值(+0.1～+5.9)。元素与同位素地球化学示踪指示白音花花岗岩可能源自由中亚造山带型新生安山质地壳与少量古老地壳组成的复合源区,其部分熔融生成的原始酸性岩浆经历结晶分异形成高硅花岗岩。作为记录华北克拉通/中亚造山带边界断裂带晚侏罗世走滑/伸展活动的非造山型钉合岩体,白音花高硅花岗岩见证了蒙古-华北板块有别于早白垩世大规模上地壳伸展构造的中晚侏罗世区域弥散状中下地壳伸展行为。中晚侏罗世和早白垩世两段式地壳伸展轨迹不仅契合蒙古-鄂霍茨克构造域造山后重力垮塌过程,而且是促使新晋蒙古-华北板块大陆地壳垂向分异-成熟的高效途径。     

内蒙古乌兰浩特地区二长花岗岩年代学、岩石成因及其构造环境

内蒙古乌兰浩特地区太平山嘎查岩体主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。所测得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为127.4 Ma和125.6 Ma,属于早白垩世。太平山嘎查岩体的地球化学特征表明岩体属于弱过铝质、高钾钙碱性系列的高分异I型花岗岩。样品(P9-48-1)的锆石Hf同位素组成显示黑云母二长花岗岩的ε_(Hf)(t)=+8.60±0.57,两阶段亏损地幔模式年龄为511~748 Ma,说明其岩浆源区主要为新元古代—显生宙期间从亏损地幔新增生地壳的部分熔融。太平山嘎查岩体应形成于伸展构造体制,该伸展构造体制的产生可能与古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲有关。     

大兴安岭南段黄岗梁地区早白垩世岩浆作用的时代、成因及其构造意义

大兴安岭南段黄岗梁地区早白垩世碎斑熔岩和钾长花岗岩代表大兴安岭南段最广泛的一次岩浆活动产物,二者LA-ICPMS锆石U-Pb年龄都为137.7±1.2Ma。该地区岩石大都具有高硅、钾,贫钙、镁,低铝的特点,体现了高度演化的高钾钙碱性-碱性系列特点;铝饱和指数显示其为准铝质-弱过铝质花岗岩。岩石稀土元素总量为116.98×10-6~350.51×10-6,具有强烈的负Eu异常,富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Th、U等)及高场强元素(如Nd、Zr、Hf等),亏损Ba、Sr、P、Ti、Nb等强不相容元素,显示出高分异I型花岗岩的特征。研究区早白垩世岩浆岩具有较高的全岩εNd(t)值(-0.8~+0.9)和正的锆石εHf(t)值(+1.9~+18.3),以及年轻的Nd模式年龄(993~855Ma)和Hf模式年龄(888~561Ma),表明其来源于新生的陆壳,可能有少量古老陆壳物质的参与。综合区域地质资料及大兴安岭南段的岩浆演化特征,这些早白垩世岩浆作用应形成于区域性伸展的构造背景,主体可能与蒙古-鄂霍茨克洋构造体系下的后造山伸展垮塌有关。     

大兴安岭中南段甘珠尔庙地区晚中生代两期花岗岩的时代、成因、物源及其构造背景

大兴安岭晚中生代岩浆活动在东北亚晚中生代构造岩浆演化研究中具有重要意义。本文首次报道了大兴安岭中南段甘珠尔庙地区5个晚中生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄和地球化学研究结果。这些岩体形成于晚侏罗世(154Ma)和早白垩世(139~125Ma),显示高硅富碱特征,属高钾钙碱性系列,为高分异钙碱性I-A过渡型花岗岩,其中,早白垩世花岗岩分异程度高于晚侏罗世花岗岩。锆石Hf同位素特征显示,这些花岗岩源区以年轻物质为主,其中,晚侏罗世花岗岩εHf(t)值(+9.9~+15.9)高于该区底侵的新生下地壳,源区可能有更年轻的新底侵物质参与。早白垩世花岗岩εHf(t)值略低(+3.4~+13.9),其物源主要为底侵的新生下地壳和古生代俯冲增生杂岩混源,可能还混有少量更年轻的新底侵物质。结合区域资料分析,甘珠尔庙地区晚中生代花岗岩形成于后造山伸展背景,这种背景可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合碰撞后伸展有关。     

北山辉铜山泥盆纪钾长花岗岩锆石U-Pb年龄、 成因及构造意义

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,北山柳园地区辉铜山钾长花岗岩的形成年龄为397±3Ma (MSWD=1.1).地球化学特征显示为高钾钙碱性的高分异Ⅰ型花岗岩到A型花岗岩过渡的特征.其全岩εNd(t)值为-1.3～ +1.2,Nd模式年龄(tDM)为960 ～ 1530Ma;锆石εHf(t)值为-1.0～ +5.8,两阶段Hf模式年龄(tDM2)为1024～1455Ma.地质背景、地球化学和同位素综合分析显示,辉铜山岩体为造山后伸展拉张背景下,幔源岩浆底侵导致上覆年轻地壳(可能为洋壳、岛弧建造或增生楔物质)部分熔融形成的钙碱性花岗闪长质岩浆经进一步演化及结晶分异形成.北山南带地区早-中泥盆世花岗岩显示出高分异钙碱性Ⅰ型花岗岩、I-A型花岗岩和A型花岗岩的组合特征.因此,在397Ma左右,北山地区古生代岩浆已经从Ⅰ型或S型转化为I-A型特征,构造环境转化为后造山或同造山晚期的伸展环境.     

冈底斯带东段墨脱地区早侏罗世辉长岩的成因及其构造意义

本文系统地报道了冈底斯岩浆岩带东段墨脱地区辉长岩的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄、LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素成分分析、全岩地球化学及全岩Sr-Nd同位素组成。结果表明,墨脱辉长岩形成于185.97±0.33Ma,SiO_2含量(48.19%~54.93%),MgO和Mg#变化较大(MgO=4.53%~12.76%,Mg~#=50.0~67.4)。具有高CaO(7.44%~12.11%),低碱(Na_2O=0.93%~2.36%,K_2O=0.49%~2.21%)的特征。辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式与E-MORB相似;微量元素上,样品具有富集Sr、Sc等元素,亏损高场强元素Zr-Hf、Nb-Ta等的特征。墨脱辉长岩ε_(Nd)(t)值介于-3.06和2.84之间,~(87)Sr/~(86)Sr(t)值为0.7059~0.7103。锆石的ε_(Hf)(t)值为-4.1~0,和相对古老的Hf模式年龄(866~1036Ma)。上述特征表明墨脱辉长岩经历了不同程度的大陆地壳的混染作用。结合对区域地质、年代学、岩石地球化学以及同位素等资料的全面分析,笔者认为冈底斯东段在早侏罗世应处于新特提斯洋板片俯冲的构造背景。     

柴北缘构造带欧龙布鲁克地块西北缘辉长岩脉地球化学、年代学及Hf同位素特征

侵位于柴北缘构造带欧龙布鲁克地块西北缘达肯大坂岩群中的辉长岩脉岩石Al_2O_3、CaO含量较高,P_2O_5、TiO_2含量较低,属于钙碱性系列。稀土元素总量低(43.17×10-6～57.53×10~(-6)),LREE/HREE值为1.82～2.77,稀土元素配分曲线整体表现为右倾型。岩石Ti亏损,具高ThN/NbN值(3.75～8.03)和低Nb/La值(0.44～0.84)特征。辉长岩锆石的~(176Hf/~(177)Hf值介于0.282813～0.282979之间,ε_(Hf)(t)值为9.25～15.11,Hf模式年龄(T_(DM))分布在378～610Ma之间,平均494Ma。综合研究认为,辉长岩岩浆源区为软流圈地幔且后期可能受到壳源富集组分的混染。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,辉长岩脉形成于357±4Ma,即早石炭世。结合区域地质背景,认为早石炭世柴北缘仍处于后造山伸展的构造演化阶段,而辉长岩脉是后造山伸展阶段柴北缘造山带去根、软流圈地幔上涌作用形成的。     

内蒙古阿鲁科尔沁旗坤都地区满克头鄂博组火山岩形成时代与地球化学特征

内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗坤都地区满克头鄂博组火山岩为一套酸性火山熔岩与火山碎屑岩组合。用LA-ICP-MS技术测得流纹质晶屑凝灰岩中锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄值为157.7±1.2Ma,时代为晚侏罗世晚期。地球化学分析结果显示,满克头鄂博组凝灰岩具有高Si、Al,低Ca、Mg的过铝质碱性火山岩特点,稀土元素配分曲线呈平缓右倾型,并具有明显的负Eu异常;富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素Th、U,亏损高场强元素Nb、Ti,反映火山岩为壳源成因类型。凝灰岩锆石ε_(Hf)(t)=+2.6~+8.6,二阶段Hf模式年龄为590~925Ma,反映其源区物质主要为早古生代—新元古代增生的年轻地壳物质。满克头鄂博组凝灰岩具有A2型花岗岩特征,指示火山岩形成于造山后伸展环境,可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合造山后的岩石圈伸展作用密切相关。     

藏南亚东地区早古生代花岗质片麻岩的成因与构造意义

早古生代的花岗质片麻岩产出在青藏高原南部亚东地区的高喜马拉雅结晶岩系中。岩石学研究表明,这些岩石主要由斜长石、钾长石、石英和黑云母组成,普遍发育片麻状构造。它们的SiO_2含量为68.04%~76.55%,铝饱和指数(A/CNK)为1.04~1.14,属钙性-钙碱性弱过铝-过铝质岩石。它们的稀土总量较高,轻稀土富集,Eu负异常,富集大离子亲石元素Rb,相对亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素。三个样品获得的岩浆锆石U-Pb年龄分别为491Ma、512Ma和501Ma,代表花岗质片麻岩的原岩年龄。它们的锆石εHf(t)值分别为-8.1~+0.1、-5.9~-2.1和-4.8~+6.7,对应的二阶段模式年龄分别为1440~1959Ma、1585~1826Ma和1028~1762Ma。本研究表明,亚东地区的早古生代花岗岩包括I型和S型花岗岩。I型花岗岩以K_2O/Na_2O1、弱过铝质和刚玉标准矿物分子数1为特征,具较高且正的锆石εHf(t)值,或相对集中的负的εHf(t)值。I型花岗岩显示岩浆弧花岗岩的特征。S型花岗岩以K_2O/Na_2O1、过铝质和刚玉标准矿物分子数1为特征,锆石εHf(t)值均为低的负值,且变化范围较大。本文和现有的研究成果表明,I型和S型花岗岩在喜马拉雅地体广泛存在,这为冈瓦纳超大陆北缘经历了早古生代的安第斯型造山作用提供了重要证据。     

Geochronology and geochemistry of Ordovician plutons in the Erguna Block (NE China): further insights into the tectonic evolution of the Xing’an–Mongolia Orogenic Belt

ABSTRACT

The Ordovician plutons in the Erguna Block, NE China, can be classified into two groups: Early Ordovician diorites with zircon U–Pb ages ranging from 486 to 485 Ma and Middle Ordovician gabbros and granites with zircon U–Pb ages ranging from 466 to 463 Ma. The diorites are calc-alkaline in nature and are characterized by weak to moderate enrichments of large ion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE) relative to high field strength elements (HFSE) and heavy rare earth elements (HREE). The gabbros and granites have high total alkali contents, and all samples are enriched in LREE and LILE and depleted in HFSE such as Nb, Ta, and Ti. Isotopically, Early Ordovician diorites display values that are less radiogenic [ε_Hf(t) = + 9.9–+16.8] compared to those of Middle Ordovician gabbros [ε_Hf(t) = ? 3.0–+5.0]. Middle Ordovician granites have positive ε_Hf(t) values of +1.4 to +4.3 and two-stage Hf model ages (T_DM2) of 1167 to 1356 Ma. These data indicate that the diorites may have been generated by the partial melting of a recently metasomatized mantle source, whereas the gabbros and granites may have been formed by the partial melting of enriched lithospheric mantle and Mesoproterozoic crust, respectively. Our results, combined with other regional results, suggest that Early Ordovician magmatism was likely associated with the northward subduction of the Heihe–Xilinhot oceanic plate beneath the Erguna–Xing’an Block, whereas the Middle Ordovician gabbros and granites were most likely formed in an extensional setting controlled by the rollback of this subducted oceanic plate.     

鲁西沂山地区新太古代晚期高级深熔混合岩的源区特征SCIEI北大核心CSCD

鲁西沂山地区高级深熔混合岩中存在丰富的不同时代、不同类型的岩石包体。在详细野外地质工作基础上,本文对高级深熔混合岩中的包体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析及全岩地球化学研究,以期探讨沂山地区高级深熔混合岩的源区性质。英云闪长质片麻岩形成时代为~2.7Ga,存在2.69Ga和2.53~2.51Ga两期基性岩浆作用,并记录了2.52~2.50Ga变质作用。角闪斜长片麻岩与黑云角闪变粒岩互层产出,它们可能为变质火山岩,其岩浆锆石年龄为2.51Ga。变质基性岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为0~+8.1,一阶段Hf模式年龄为2.83~2.54Ga;变质火山岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为-1.2~+5.8,一阶段Hf模式年龄为2.89~2.71Ga。结合前人研究,这套高级深熔混合岩的源区组成包括了新太古代早期的英云闪长质片麻岩和变质辉长岩,新太古代晚期的石英闪长质片麻岩、变质火山岩及斜长角闪岩等岩石类型。~2.5Ga基性岩浆作用在鲁西地区发育广泛,为新太古代晚期深熔作用及高级深熔混合岩和壳源花岗岩的形成提供了热源。     

北山野马井地区泥盆纪富钾酸性岩浆岩地球化学特征及其地质意义

为了理清北山南部晚古生代构造演化过程,对野马井地区的二长花岗岩与流纹岩进行了岩石学、全岩主微量元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素等研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明二长花岗岩与流纹岩的就位年龄分别为402.7±2.4 Ma与392.9±2.5 Ma.二者均为富钾钾质岩浆岩,呈现过铝质-强过铝质,轻重稀土弱到中等分馏且相对富集轻稀土,二长花岗岩呈现无或弱的负Eu异常,流纹岩呈现较明显的负Eu异常,二者均富集Rb、Th、U、Pb等,亏损Nb、Ta、Ba、Sr、Ti等,为I型酸性岩浆岩.二长花岗岩与流纹岩的锆石ε_Hf（t）值介于-2.2~+6.8,对应Hf模式年龄（t_DM2）为962~1 533 Ma;指示二者主要由中元古代陆壳物质熔融所形成.依据野马井地区泥盆纪富钾酸性岩浆岩的地球化学特征,结合该区域其他地质资料,可推测其为后碰撞构造环境的产物.      

Genesis and tectonic setting of Late Jurassic-Early Cretaceous granites in Nachatang area,Central Lhasa Terrane: Constraints from geochemistry,chronology and Hf isotopesSCIEI北大核心CSCD

西藏中拉萨地块东段大规模侏罗纪-白垩纪花岗岩类的成因类型及构造背景尚未得到有效约束,该时期岩浆作用的时空分布、岩石成因以及深部动力学机制等问题亟需新的深入研究。本文对中拉萨地块东段南缘那茶淌地区的花岗岩类进行了系统的岩相学、元素地球化学、年代学和锆石Hf同位素研究。LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示,那茶淌地区黑云母二长花岗岩成岩年龄为147±1.4Ma,花岗闪长岩年龄为140.6±1.3Ma,系晚侏罗世-早白垩世中酸性岩浆活动的产物。在元素地球化学组成上,黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩的主量元素组成具有富SiO₂(分别为71.02%～71.81%和65.17%～66.73%)、Al₂O₃(分别为13.45%～13.57%和14.43%～15.20%)、碱金属(Na₂O+K₂O)(分别为6.79%～7.48%和6.55%～7.37%),贫TiO₂(分别为0.15%～0.21%和0.10%～0.13%)等特征,显示I型准铝-弱过铝质(A/CNK=0...     

华北克拉通北缘中段赤峰撰山子矿区石炭纪-二叠纪侵入岩年代学和地球化学:对古亚洲洋构造演化的制约SCIEI北大核心CSCD

本文对华北克拉通北缘中段赤峰撰山子矿区二长闪长岩、花岗(斑)岩等进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb定年以及Hf同位素研究,以期对古亚洲洋演化形成制约。锆石U-Pb定年显示,二长闪长岩和花岗岩形成于早石炭世(341.0±2.2Ma、324.1±4.3Ma),花岗斑岩形成于晚二叠世(252.8±3.2Ma、252.0±1.5Ma)。岩石地球化学及Hf同位素表明,二长闪长岩为高钾钙碱性I型花岗岩,形成于火山弧环境,其源区可能是俯冲板片脱水交代的地幔楔部分熔融产生玄武质岩浆上涌,导致新生地壳物质的部分熔融,并有部分玄武质岩浆加入形成的产物;花岗岩及花岗斑岩均为高钾钙碱性A型花岗岩,花岗岩形成于火山弧环境,花岗斑岩形成于造山后伸展环境,二者皆为新生地壳部分熔融的产物。综合前人研究认为,早石炭世-晚二叠世,研究区经历了古亚洲洋俯冲、弧-陆碰撞以及造山后伸展等阶段。     

内蒙古西乌旗迪彦庙蛇绿岩带内辉长岩地球化学及年代学

内蒙古西乌旗迪彦庙蛇绿岩位于二连浩特—贺根山蛇绿岩带与交其尔—锡林浩特蛇绿岩带一线之间,大地构造位于中亚造山带中段的锡林浩特晚古生代褶皱带。本文主要对其内的辉长岩进行了地球化学及年代学研究。研究结果表明：辉长岩w（SiO₂）为45.49%~50.48%,w（Al₂O₃）为13.31%~17.05%,w（K₂O）为0.01%~0.65%,w（Na₂O）为0.30%~4.15%,w（CaO）为8.00%~19.54%,w（MgO）为5.22%~10.92%,w（P₂O₅）为0.03%~0.23%,显示西乌旗迪彦庙蛇绿岩中的辉长岩属于高铝、低钾、低钠的拉斑系列;辉长岩的稀土元素总量低,重稀土元素比轻稀土元素富集,微量元素Nb、Zr、Hf、Ti相对亏损,K、Ta、Sr相对富集;La-ICP-MS锆石U-Pb测年获得辉长岩的年龄为（345.3±2.3）Ma,为早石炭世。综合分析,辉长岩可能为受到俯冲作用产生的流体交代而成,而并非结晶分异作用所致;迪彦庙蛇绿岩形成环境为弧前环境。     

西天山阿吾拉勒西段木汗巴斯陶侵入岩体的地球化学特征、时代及地质意义

阿吾拉勒山西段出露大量古生代侵入岩体.其中木汗巴斯陶岩体由角闪辉长岩和花岗岩组成.它们均富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等)、强烈亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),不具明显的轻重稀土分异和铕异常,类似于大陆弧钙碱性岩浆岩的地球化学特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明角闪辉长岩和花岗岩的侵位时代分别为317.0±2.2Ma和319.1±2.4Ma.木汗巴斯陶侵入岩体的地球化学和年代学表明包括阿吾拉勒山西段在内的整个伊犁-中天山地块南缘在早石炭世晚期至晚石炭世早期处于一个活动大陆边缘环境.     

内蒙古东乌旗狠麦温都尔花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古东乌旗狠麦温都尔地区发育了大量的晚古生代花岗岩,主要岩石类型为二长花岗岩、正长花岗岩。SHRIMP锆石U-Pb同位素定年结果表明,二长花岗岩和正长花岗岩的成岩年龄分别为307.0±1.9 Ma和299.7±5.3 Ma,时代为晚石炭世—早二叠世。岩石地球化学特征显示,主要岩石的SiO2含量为65.65%~71.86%,具富碱(K2O+Na2O为9.59%~9.90%)、富钾(K2O/Na2O为1.00~1.73)的特点,准铝质(A/CNK为0.96~1.00),属高钾钙碱性-钾玄岩系列;岩石富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素;稀土元素总量为82.60×10-6~177.58×10-6,(La/Yb)N为4.13~15.37,配分曲线模式略微右倾,δEu为0.44~0.87,中等-弱负铕异常,具岛弧或后碰撞高钾钙碱性花岗岩的特征,结合岩石具块状构造、晶洞构造特征显示为后碰撞花岗岩。综上所述,认为狠麦温都尔高钾钙碱性花岗岩可能为后碰撞早期伸展阶段的产物,与华北板块和西伯利亚板块碰撞作用有关,这一认识为兴蒙造山带晚古生代构造岩浆演化及古亚洲洋闭合的时限提供了新的约束。     

U-Pb-Hf isotopic data from detrital zircons in late Carboniferous and Mid-Late Triassic sandstones,and also Carboniferous granites from the Tauride and Anatolide continental units in S Turkey: implications for Tethyan palaeogeography

ABSTRACT

Zircons from Carboniferous sandstones (three samples) and Mid-Late Triassic sandstones (four samples) from the Tauride and Anatolide continental units were analysed for U-Pb-Hf isotopes. For comparison, zircons were also analysed from Carboniferous granites of the Afyon Zone, Anatolides (three samples). A NE African/Arabian source is inferred for both the Carboniferous sandstones of the Taurides (Alada?) and the Anatolides (Konya Complex). In contrast, the Carboniferous Karaburun Melange is characterised by a NW African provenance. A prominent Devonian population occurs in the Carboniferous Karaburun Melange, characterised by mainly positive ε_Hf(t) values that differ significantly from those of the Devonian granites of the Sakarya continental crustal unit (Pontides). Middle-Late Triassic Tauride sandstones include minor Palaeozoic and Early Mesozoic zircons. In contrast, Devonian and Carboniferous zircons are relatively abundant in Late Triassic sandstones of the Karaburun Peninsula. The Hf isotopic compositions of 25 Carboniferous-aged zircons from three samples of Mid-Late Triassic sandstone and one of Late Carboniferous age (one sample) overlap with the ε_Hf(t) values of Carboniferous arc-type granites in the Anatolides. Taking account of the available U-Pb and Lu-Hf isotopic data from comparative crustal units, the Devonian zircon populations from the melanges in the Karaburun Peninsula and the Konya Complex are inferred to have a westerly source (e.g. granitic rocks of Aegean region or central Europe). A tectonic model is proposed in which Palaeozoic Tethys sutured during the late Carboniferous in the west (Aegean region westwards), leaving an eastward-widening oceanic gulf in which sandstone turbidites accumulated, including Devonian zircons.     

Geochronology and geochemistry of Late Triassic bimodal igneous rocks at the eastern margin of the Songnen–Zhangguangcai Range Massif,Northeast China: petrogenesis and tectonic implications

Abstract

New zircon laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry and secondary ion mass spectroscopy U–Pb ages, and Hf isotope and whole-rock geochemical data are reported for Mesozoic igneous rocks from the eastern margin of the Songnen–Zhangguangcai Range Massif, Northeast China, in order to document the petrogenesis of the igneous rocks and reconstruct the early Mesozoic tectonic setting of the region. Zircons from five representative igneous rocks are euhedral–subhedral and display oscillatory growth zoning or striped absorption in cathodoluminescence images, suggesting a magmatic origin. The dating results indicate that granite, gabbro, and rhyolite from the eastern Songnen–Zhangguangcai Range Massif formed during Late Triassic (204–211 Ma). The Late Triassic granitoids and rhyolites have an affinity to A-type granites or rhyolites. Their zircon ε_Hf(t) values and Hf two-stage model ages range from –3.8 to +3.8 and from 999 to 1485 Ma, respectively, indicating that their primary melts were derived from the partial melting of the Meso-Proterozoic crust. The geochemistry of coeval gabbros, which reflects primary magma composition, shows a significant large ion lithophile element (e.g. Ba and Sr) enrichment and high field strength element (i.e. Zr, Hf, Nb, Ta, and Ti) depletion. Based on zircon ε_Hf(t) values (–4.2 to +2.8) and Hf single-stage model ages (746–1031 Ma), we conclude that the mafic magma is the product of partial melting of lithospheric mantle that was metasomatically enriched by fluids derived from the subducted oceanic crust. The Late Triassic magmatism along the eastern margin of the Eurasian continent has bimodal magma compositions, indicating an extensional setting after the final closure of the Palaeo-Asian Ocean rather than being related to subduction of the Palaeo-Pacific Plate beneath the Eurasian continent. The occurrence of Late Triassic igneous rocks on the eastern side of the Mudanjiang Fault suggests that this fault does not represent the suture zone between the Songnen–Zhangguangcai Range and Jiamusi massifs.