吉林敦化地区万宝岩组碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成:对区域构造演化的制约

关子成; 裴福萍; 魏敬洋; 李鹏屹

doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20230081

吉林大学学报(地球科学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (04) : 1264 -1279. DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230081

吉林敦化地区万宝岩组碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成:对区域构造演化的制约

关子成, 裴福萍, 魏敬洋, 李鹏屹

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摘要

为制约古亚洲洋在吉林东部地区的最终闭合时间，本文选取吉林省敦化地区万宝岩组变质粉砂岩为研究对象，开展系统的碎屑锆石微量元素组成和U-Pb-Hf同位素研究，确定了万宝岩组的沉积时限和物源区特征，并通过碎屑锆石微量元素获得晚古生代地壳厚度的变化规律，探讨了华北板块北缘东段晚古生代的构造演化历史。万宝岩组由互层的大理岩、变质粉砂岩和变质细砂岩组成，碎屑锆石定年结果显示，万宝岩组最年轻峰值年龄约为316 Ma,此外还存在355、398、1 842和2 360 Ma的峰值年龄。其中，古生代碎屑锆石(409～312 Ma)以具有负的ε_(Hf)(t)值(-15.32～-1.60)及新太古代—古元古代的T_(DM2)年龄(2 293～1 480 Ma)为特征，侵入万宝岩组闪长岩体的时期为276 Ma。综合研究认为，敦化地区万宝岩组沉积时限为312～276 Ma,即早二叠世时期，其沉积时限和岩石组合特征可与延边地区的庙岭组相对比。万宝岩组中的古生代碎屑锆石来自华北板块太古宙—古元古代结晶基底物质的部分熔融。结合其中古元古代碎屑锆石(62.9%)的大量出现，暗示敦化地区或/和附近地区存在华北板块前寒武纪的结晶基底。通过地壳厚度计算表明，敦化地区和内蒙古地区晚古生代的地壳厚度变化趋势一致，说明二者晚古生代的演化历史趋于同步。约245 Ma地壳厚度达到最大(80 km),暗示了古亚洲洋的最终闭合。