东北地区中生代岩浆作用时空分布特征的动力学本质

2010-10-27 15:31 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

地质地球所揭示东北地区中生代岩浆作用时空分布特征的动力学本质

图1  大兴安岭地区中生代火山岩年龄统计图

  中国东北地区(兴蒙造山带)以发育大面积中生代火成岩为特征,是中国东部中生代大火成岩带的组成部分,但其形成的构造背景及地球动力学作用过程仍然存在争议,争议的焦点在于区内大规模岩浆作用是否与太平洋板块俯冲作用有关。造成争议的主要原因之一在于区内大面积分布的火山岩的形成时代仍不明确,尤其是大兴安岭中南部地区。

  中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室博士后张吉衡等人使用LA-ICPMS锆石U-Pb及全岩40Ar/39Ar定年方法,对中南部火山岩进行了系统的年代学研究。结果表明,满克头鄂博组的形成时代包括晚侏罗世和早白垩世两期,时代范围分别为160Ma-150Ma和136Ma-122Ma;玛尼吐组的年龄范围为158Ma-125Ma,同样可以分为晚侏罗世和早白垩世两期(158Ma-150Ma与137Ma-125Ma)。白音高老组和梅勒图组火山岩则全部形成于早白垩世期间(141Ma-124Ma)。结合已有的年代学数据表明,大兴安岭中南段中生代火山岩主体形成于晚侏罗世-早白垩世期间,介于160Ma到122Ma之间,并且可以分为两个阶段:160Ma-150Ma与141Ma-122Ma,在这两个阶段之间有一个明显的间断(大约10Ma;图1)。

  对于东北地区中生代火成岩的年龄数据统计结果显示:大兴安岭地区火山岩与花岗质岩石具有相似的年龄结构;而在张广才岭-小兴安岭-松辽盆地以及吉黑东部-佳木斯地区,火山岩与花岗质岩石具有不同的形成时代:火山岩主要集中在早白垩世期间,而花岗质岩石在主要形成于侏罗纪。总体上,这些岩浆岩在形成时代上可以划分为侏罗纪和早白垩世两期。而在朝鲜半岛和日本地区,这种分期的特征尤其明显。其中侏罗纪岩浆作用从东向西逐渐变新,而早白垩世岩浆作用具有相反的趋势,即自西向东逐渐变新。两期岩浆作用之间具有一个明显的自西向东逐渐加大的岩浆平静期。

  岩浆作用的时空分布特征表明,东北及其邻区中生代岩浆作用受到古太平洋板块俯冲作用的控制。侏罗纪期间,太平洋板块低角度俯冲作用形成大规模具活动大陆边缘特征的岩浆作用,岩浆作用随着俯冲逐渐向西迁移,并导致地壳加厚;早白垩世期间,由于太平洋板块俯冲方向的改变,造成区域构造背景的转换,即由挤压向伸展转换并造成加厚地壳的拆沉,拆沉作用自西向东迁移,形成早白垩世岩浆作用。拆沉作用同时造成洋壳俯冲角度增大(板片反转)。两期岩浆作用之间的平静期代表了挤压加厚向伸展拆沉的转换过程。

  该研究成果近期发表在国际地球化学领域权威刊物Chemical Geology(《化学地质学》)(Zhang et al. Geochronology of the Mesozoic volcanic rocks in the Great Xing"an Range, northeastern China: Implications for subduction-induced delamination. Chemical Geology, 2010, 276: 144-165)。