通化地区集安群变质表壳岩锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造指示意义

作者:周喜文; 杨崇辉; 郑常青; 胡大千
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胶辽-吉林带块状变质岩系的时代和物源一直存在争议。利用LAMC ICP-MS技术,分析了该带北部通化地区集安群变质表壳岩、片麻状花岗岩、斑状花岗岩和TTG片麻岩样品的锆石U-Pb和Lu-HF同位素。结果表明,集安群变质表壳岩碎屑锆石的年龄有两个明显的主峰:Ga2.5和Ga2.1。不同类型变质岩中碎屑锆石的年龄分布不一致。含墨-变粒岩低变质程度碎屑的锆石年龄集中在Ga2.5年左右,反映出它们主要来自新太古地质体。高度变质的硅线石、透辉片麻岩和大理岩中碎屑锆石含量很少,且普遍经历变质转变,难以反映真实的物源年龄。集安群变质锆石年龄分为三个阶段:1.95~1.90Ga、1.90~1.85Ga和1.85~1.80Ga。根据定量相图模拟的变质锆石与熔体的产出关系,推断第1阶段的年龄代表变质地体的早期冷却阶段,第2阶段的年龄代表后期冷却阶段的大规模熔体冷凝结晶年龄,第3阶段该阶段与地体进一步抬升至地壳浅层的构造运动有关。集安群变质表壳岩锆石的Hf(T)值在-12.40和+6.17之间,主峰在-8和-2之间,两阶段模型年龄在3.0和2.3之间。它具有与太古宙、TTG片麻岩和古元古代片麻状花岗岩同源进化的特点。太古宙(TTG)在通化地区的侵位年龄为257411Ma,锆石的Hf(T)值介于1.87和7.30之间,两阶段模型年龄介于2.89和2.60Ga之间,这表明它是新生地壳的部分熔融产物。片麻岩花岗岩的侵位年龄为210418年,锆石的Hf(T)值介于-2和+2之间,模型年龄介于2.8和2.7年之间。这表明它是新生代地壳和古表壳岩石共同熔融的产物。未变形斑状花岗岩的侵位年龄为18888年,锆石的Hf(T)值范围为-5.43至+0.03,模型年龄范围为2.7至2.5年,表明它主要是古表壳岩重熔的产物。总体而言,胶辽-吉林带在Ga2.3~2.0早期呈现典型的大陆裂谷发展特征,在Ga1.95~1.85晚期呈现碰撞造山带演化特征。它们可能属于不同的构造热事件。