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临汾断陷盆地孤峰山花岗闪长岩的地球化学和年代学及其地质意义

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2 0 1 1年7月 第 7卷 地 质 论 评 …、~ GEOLOGICAL REVIEW Vo1.57 N。-4 July 2 0 1 1 临汾断陷盆地孤峰山花岗闪长岩的地球化学 和年代学及其地质意义 齐碉,徐鸿博,张竞雄,罗金海 大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安,710069 内容提要:临汾断陷盆地孤峰山花岗闪长岩的SiO:含量为64.62%一65.57%,具有富碱(Na:0+K:0=7.38% 一7.7l%)、富钠(Na2O/K 0=1.37—1.54)、准铝质(A/CNK=0.94~0.99)和较低镁指数(Mg =31.8—36.2)的特 点,属于高钾钙碱性岩系。岩石明显富集轻稀土[(La/Yb) =17.0一l9.3],基本不显示Eu异常(8Eu:0.94一 1.04),富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,Sr/Y比值高(Sr/Y=59.3~67.2),亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和Y。岩 石学和地球化学特点表明该花岗闪长岩由加厚的基性下地壳部分熔融形成。对岩石进行的激光探针等离子体质谱 (LA.ICP—ms)锆石U—Pb同位素年代测定获得了132.2±9.2Ma的 Pb/ 弼u加权平均年龄,该年龄与华北地块岩石圈 减薄与破坏作用的峰期时间基本一致。部分锆石含有2590.9Ma的内核,反映该地区在太古宙晚期发生过相应的构 造事件。结合区域地质资料分析认为,孤峰山花岗闪长岩是华北地块早白垩世峰期伸展作用期间的产物,华北地块 早白垩世期间的岩石圈减薄与破坏作用向西影响到了太行山以西的临汾断陷盆地一带。 关键词:临汾断陷盆地;孤峰山;花岗闪长岩;地球化学;年代学;早白垩世;岩石圈减薄与破坏作用 华北地块中生代的岩石圈减薄与破坏作用是地 学界的热点问题之一。华北东部地区早古生代的岩 石圈厚度比新生代的岩石圈厚度厚近100km 生代岩石圈减薄作用也有一些研究(杨德彬等, 2004;王冬艳等,2005;罗照华等,2006;许文良等, 2004,2009a,2009b),但是由于大兴安岭一太行山一 带中生代侵入岩出露较少,目前对该地区中生代岩 石圈减薄与破坏作用的机制与时限研究还相对比较 薄弱。许文良等(2009b)通过对太行山南段符山高 镁闪长岩的研究认为华北克拉通破坏并未涉及到中 部带。在山西西南部临汾断陷盆地中部,汾河地堑 中的断块作用在万荣县南部形成了一个相对高差 (Menzies et a1.,1993;邓晋福等,1994)。华北地块 岩石圈的减薄与破坏作用可能起始于150~140Ma (翟明国等,2003)或中侏罗世(约160Ma)(付明希 等,2004),减薄过程经历了早中生代岩石圈结构的 深部调整和底侵作用、中晚侏罗世的断块差异隆升 和火山喷发、早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄 (邵济安等,2004),峰期减薄作用可能发生于早白 垩世(吴福元等,1999,2003;翟明国等,2003,2004; 许文良等,2004)。华北地块东部广泛发育与中生 300m的断块山(孤峰山),山体主要由花岗闪长岩 构成(图1)。1:20万运城幅地质图口根据区域对 比资料将孤峰山岩体标定为燕山期( :),1:400 万《中国地质图》(程裕淇等,2004)将此花岗闪长岩 标定为侏罗纪( ),这个时间明显早于华北地块 东部岩石圈减薄与破坏作用的峰期时间(早白垩 世)。本文对孤峰山花岗闪长岩进行地球化学和同 代岩石圈减薄与破坏作用密切相关的变质核杂岩、 原始裂陷盆地群和火山岩,由此导致目前对华北地 块中生代岩石圈减薄作用的研究主要集中于在华北 地块东部地区(邓晋福等,1994;胡受奚等,1994;吴 福元等,2003;周立宏等,2003;翟明国等,2003, 2004;付明希等,2004;张宏福等,2005;段秋梁等, 2007;李忠等,2007;刘俊来等,2008)。虽然地学界 对华北地块中部带(大兴安岭一太行山一线)的中 位素地质年代学研究,确定其成因与形成时代,为大 兴安岭一太行山带中生代岩石圈减薄与破坏作用提 供新的证据,并结合前人对华北东部地区中生代岩 石圈减薄与破坏作用的研究成果,探讨其与华北克 注:本文为国家基础科学人才培养基金地质科学研究培训项目(编号XDCX09-06)的成果。 收稿日期:2010-09—18;改回日期:2010-03—13;责任编辑:章雨旭。 作者简介:齐碉,男,1988年生。本科在读,地质学(基地班)专业。Email:qiyue2233@163.oom。通讯作者:罗金海,男,1967年生。教授。 主要从事构造地质学教学和研究。Email:luojh@nwu.edu.cn。 地质论评 双晶;钾长石(20%~25%)粒径0.5~2.6nlHl,半自 回¨1Io 嗖nia n"pl uvi al 回U pp er a eolia n sed…㈣ 日g ra t]od ior 田 形一他形;石英(15%~20%)粒径0.25~0.75lllIll, 他形粒状,充填于长石等矿物粒间;角闪石(8%~ 10%)粒径0.3~1.4mm,自形一半自形长柱状,小 均匀的分布于浅色矿物问;副矿物以磷灰石为主,其 次为磁铁矿、锆石等。岩体中含少量黑云斜长角闪 片麻岩捕虏体,捕虏体较小,与花岗闪长岩的边界清 特群 图1孤峰山及邻区地质略图 (据运城幅、韩城幅1:20万地质图修改) Fig.1 Geological sketch map of the Gufeng Mountain and 晰,此外,未在岩体中发现暗色铁镁质包体。 2样品分析方法 花岗闪长岩样品采自孤峰山南麓马家窑采石场 (图1)(GPS点位:N35。18.064 E1 10。47.506 H773m)。主量和微量元素分析均在大陆动力学国 家重点实验室(西北大学)完成。 Fe,O 和烧失量 (LOI)采用湿法化学法分析,其它主量元素利用碱 熔玻璃片在日本理学RIX2100X荧光光谱仪(XRF) 上测定,分析相对误差一般小于2%。微量元素分 析在美国Perkin Elmer公司Elan6100DRC型电感耦 合等离子质谱仪(ICP—MS)上进行,相对误差一般小 于2%一5%。 adjacent area(after l:200000 geological map of Yuncheng and Hancheng) 拉通减薄与破坏事件的联系。 l 区域地质特征及岩相学特征 孤峰山花岗闪长岩岩体出露于山西省万荣县城 以南约11km处,出露面积约30 km (图1),岩体四 周被黄土覆盖。大地构造上位于华北克拉通中南 部,临汾断陷盆地中部。孤峰山岩体主要是灰白色 花岗闪长岩,具中细粒一细粒花岗结构,块状构造, 主要矿物组成有斜长石(40%~45%)粒径0.5~ 同位素地质年代测定时先在花岗闪长岩样品 (样品号LY11)中挑选出单颗粒锆石,然后将双目 显微镜下挑纯得到的锆石样品置于环氧树脂中打 磨,暴露出锆石的中心面,用于阴极发光(CL)和锆 石LA—ICP—MS U—Pb同位素组成分析。阴极荧光 (CL)图像在大陆动力学国家重点实验室(西北 大学)完成,CL发光仪加载于扫描电镜上的美国 3.75ram,半自形板状,环带构造发育,可见卡纳复合 表1孤峰山花岗闪长岩主量元素(%)、稀土元素(×10“)和微量元素《×10 )分析数据表 Table 1 Major elements(%),REE(×10 )and trace elements(×10 )compositions of the Gufengshan granodiorite 样品号 Si0. LY01 6548 .LYO2 64 62 0.41 l6.63 4.47 0 12 1.09 3.7l 4.39 LYO3 65 l5 0.42 l6.52 4.39 0.09 0.98 3.45 4.45 LYO4 64.99 0.40 16.69 4.35 0.11 1.O5 3.88 4.52 LYO5 64.95 0.40 l6.82 4.3O 0.08 0.90 3.63 4.56 LYO6 65.44 0.43 l6.68 4.58 0.10 1.04 3.56 4.42 LY07 65.42 0.40 l6.8O 4.19 0.08 0.89 3.47 4.46 LY08 65 27 0.43 16 54 4 5l 0.09 0.99 3.63 4.53 I Y09 65.57 0.39 16.49 4.22 0.10 0.92 3.58 4.36 LY1O 64.86 0 43 l6.49 4 45 0 10 0.89 3 48 4.29 Ti0. Al。0 rFe203 MnO MgO CaO Na。O 0.42 l6.57 4.39 0.1l 0.98 3.61 4.58 K 0 P,0 2 98 0.23 2.99 O.23 3.11 O.23 3.03 O.23 3.O3 O.23 3.12 0.24 3.2O O.23 3.1 8 0.24 3.19 0.22 3.09 0 25 烧失量 总鞋 Mg A/CNK Na 0/K.0 0.75 lO0.1O 34.2 O.96 1.54 0.87 99.53 36.2 0.97 1.47 O.82 99.61 34.2 0.97 1.43 0.72 99.97 36.0 0.94 1.49 O.63 99.53 32.8 0,97 1.5O 0.75 lO0 36 34.6 0.97 1.42 0.84 99.98 33.1 0.98 1.39 0.70 lOO l1 33.8 O.95 1.42 0.68 99.72 33.7 0.96 1.37 l 53 99 86 3l 8 0 99 1 39 第4期 齐明等:临汾断陷盆地孤峰山花岗闪长岩的地球化学和年代学及其地质意义 567 (续表1) 样品号 IJa Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb LYO1 44.2 84.8 9.59 35.1 6.06 1.74 4.76 0.62 LY02 44.7 86.1 9.84 36.5 6.3l 1.81 4.95 O.65 LY03 44.3 85.O 9.74 36.5 6.29 】.79 4.93 0.65 LlW 45.4 85.2 9.57 34.9 6.oo 1.74 4.72 O.62 LY05 44.0 83.7 9.46 35.4 6.08 1.77 4.75 O.62 LY06 45.5 87.7 9.93 37.3 6.43 1.84 5.O1 0.65 【|YO7 43.9 82.4 9.49 35.4 6.O6 1.8l 4.72 O.62 L O8 45.1 86.6 9.92 36.9 6.39 1.86 5.O2 0.66 LY09 28.7 53.2 6.0o 22.4 3.79 1.1O 2.94 0.38 LY10 52.9 92.2 l1.4 42.5 7.16 1.95 5.60 0.73 Dy Ho Er 3.39 0.67 1.76 3.55 0.71 1.88 3.55 0.7l 1.84 3.41 0.67 1.78 3.42 O.68 1.79 3.59 0.7l 1.87 3.40 0.67 1.79 3.6O 0.72 1.88 2.11 0.42 1.1O 3.98 O.77 2.0l Tm Yb U Be Sc V Cr Co 0.26 1.69 19.O 2.05 6.O6 44.8 3.66 103 0.27 1.77 19.6 2.07 6.34 46.4 1.95 75.9 0.27 1.74 20.1 1.95 6.03 47.1 2.34 79.3 0.26 1.69 18.7 1.97 5.97 43.6 2.64 80.2 0.26 1.7O 16.8 2.O1 6.O1 43.6 2.25 74.3 O.27 1.77 19.4 2.02 6.15 46.1 2.17 87.7 0.25 1.66 19.1 2.01 5.84 44.6 4.29 76.4 0.27 1.77 17.8 2.oo 6.24 45.8 2.44 83.5 O.16 1.O6 11.3 1.29 3.67 28.1 1.54 49.7 0.29 1.85 19.7 2.01 6.26 47.1 3.07 72.9 Ni Cu Zn 2.82 4.24 59.2 1.96 4.43 64.1 1.74 4.08 62.4 2.42 4.47 77.8 1.60 3.72 64.5 2.68 6.O2 65.1 2.40 3.82 58.2 1.82 3.71 65.7 1.40 2.61 41.2 4.15 5.O1 65.4 Ga Ge Rb Sr Y Zr Nb Cs 2O.1 1.16 65.6 1218 l8.1 166 11.O 1.45 2O.1 1.19 65.0 1136 l9.1 176 l1.4 1.71 19.9 1.14 66.5 1222 18.8 193 11.3 1.33 2O.O 1.15 64.0 1220 18.2 167 1O.9 1.49 19.8 1.14 62.7 l2l1 18.6 179 10.8 1.49 2O.0 1.19 66.O 1142 19.1 171 l1.5 1.75 2O.O 1.12 66.3 】】6O 18.3 185 lO.7 1.63 20.O 1.16 65.2 1246 19.3 171 11.3 1.56 12.7 0.74 42.8 727 11.4 1o9 7.16 0.86 19.8 1.19 66.9 1279 20.9 166 l1.9 2.02 Ba LU Hf Ta Pb Th U 1482 O.26 4.22 0.69 19.O 7.11 1.19 1624 0.28 4.47 O.71 2O.2 7.04 1.16 l670 0.28 4.78 O.7O 15.9 6.94 1.23 1658 O.26 4.19 0.67 20.4 6.82 1.19 1739 0.26 4.44 0.66 17.7 7.01 1.o9 1648 O.27 4.26 O.72 17.6 7.O1 1.1O 1856 0.26 4.5l 0.66 15.8 6.78 1.28 1818 O.27 4.29 O.69 15.5 6.99 1.16 1149 O.16 2.72 0.42 12.1 4 80 0.76 1736 0.28 4.2l 0.71 20.7 7.35 1.O1 ∑REE 194.9 199.30 197.60 196.20 193.90 202.90 192.40 201.00 123.50 223.6O (La/Yb)N 8Eu Sr/Y Nb/Ta Th/U K/U K/Rb l7.60 0.99 67.2 15.8 5.99 20836 377 17.OO 0.99 59.3 16.2 6.05 2l330 382 17.10 0.98 65.1 16.1 5 62 20933 388 l8.1O 1.oo 67.1 16.4 5.74 2l143 393 17.40 1.O1 65.1 16.4 6.41 23026 401 17.30 0.99 59.7 16.O 6.37 23545 392 l7.80 1.04 63.4 16.1 5.31 20827 401 17.20 1.00 64.5 16.3 6.03 22762 405 18.30 1.0l 63.9 17.O 6.35 35065 6l8 l9.3O 0.94 61.3 16.8 7.27 25380 384 Gatan公司的Mono CL3+型阴极荧光探头。锆石的 石91500进行外标校正。LA—ICP.MS分析的详细方 u—Pb同位素组成利用大陆动力学国家重点实验室 (西北大学)的四极杆ICP-MS Elan6100DRC进行测 法和流程见袁洪林等(2003),u—Th—Pb含量分析 见Gao et a1.(2002)。 定。激光剥蚀系统为德国MicroLas公司生产的 GeoLas200M,分析采用激光束斑直径为301 ̄m,激光 脉冲为10Hz,能量为32—36rnJ。同位素组成用锆 3孤峰山花岗闪长岩地球化学特征 孤峰山花岗闪长岩的主量元素和微量元素分 568 地质论评 2011 q: 2000 0 1000 R2000 3000 . 图2孤峰山花岗闪长岩R 一 图 (底图据De la Roche et a1.,1980) Fig.2 RI一 2 diagram of the Gufengshan granodiorite ( er De la Roche et a1.,1980) SiO (o/o) 图3孤峰山花岗闪长岩SiO 一K O图解 (底图据Rickwood,1989) Fig.3 SiO2一K2 0 diagram of Gufengshan granodiorite(after Rickwood,1 989) 析结果见表1,岩石的SiO,=64.62%~65.57%(平 均65.17%);在尺 一R 岩石类型分类图中(图2)样 品落在英云闪长岩和花岗闪长岩的过渡区域,岩石 富铝(Al O =16.49%一16.82%),铝指数(A/ CNK)=0.94~0.99,属于准铝质系列;富钠(Na,0/ K,O=1.37~1.54);镁指数偏低(Mg =31.8—36.2 <45);在SiO ~K O图(图3)中样品全部落于高钾 钙碱性区域。岩石稀土含量∑REE=123.5×10 ~223.6×10 (平均192.53×10 ),轻重稀土明 图4孤峰山花岗闪长岩稀_十元素球粒 标准化蚍分 模式图(球粒陨石值据Boynton,1984) Fig.4 Chondrite—normalized REE—patterns diagram tot Gufengshan granodiorite(chon&’i re datafi'om I{(Jvtl[t)tl, 1984) 显分异[(La/Yb) :17.0~19.3],稀土酣分模式 右倾曲线(图4),重稀土(HREE)相对平坦, 本小 显示铕异常(8Eu=0.94~1.04) 在原始地幔标准 化图解上(图5),岩石富集大离j二亲石元素(LII E) Rb、Ba、Sr、K等和轻稀土(LREE),其中Sr:727× l0一。~1279×10一。,高sI./Y值(Sr/Y=59。3~ 67.2),Ba=1 149×10~~1856×10,亏损高场镁 元素(HFSE)Nb、Ta、Ti等、重稀土(HREE)干¨Y, Nb、Ta、Ti呈明显的负异常。 4孤峰山花岗闪长岩锆石 LA-ICP—MS U—PI)定年结果 孤峰山花岗闪长岩中锆石的CL 像如 6所 100 10 1 图5孤峰山花岗闪长岩微量元素原始地幔标准化蛛 网图(原始地幔值据Sun and McDonough,1989) Fig.5 Primitive—mantle normalized spider diagram fm’ Gufengshan granodiorite(primitive mantle data from Sun and McDonough,1989) 570 地质论评 20l 1年 一*  一 __ ∞ b 罱 昌==三 e.i 蒉 t-,i 葛荨磊錾罱 一 t--i 篇舞譬罱 眯姆 j型 暑 罱 __ 叵 ●I1 ●ln∞ _d .v厂I -与5孝 罱 退 弓 罱N 寻 善 高 一 一 I贮 卜3 0一pI寸  I眦 I卜I再lIs嚣—_n  ;0∞暑卜 寸 ——_oJ【J盘§寸 Iz 0皇傅 \。 ∞盘30溜q.t"_ — I.●fl∞ I r、ln UI-《厂I N Iq爵.L 吐 昌 _一__-_ 是 昌葛 -一 _- 露 -一__ _一H_一 瓮0罱 b 一 一 g t…= H g …-_吝岛g  6 … 日 蛊 'n 繇 § 瓮 一 寸-_ N_一 n t"-r、 In ∞ -_ o。∞ __ 目ln\。 寸 -_ 廿 一 芒曹  理 錾 葛荨 -_ 罱 卷 n 譬 -_ 等 -_ 昌答吕器 磊昌 器 …导 寸譬 H g n薯 一譬 -_ 譬磊 一 一 * 一 b …受§ …≤ 蓉氢商 台 磊禹 卜 寸r、 n 蛊 _。 宕 点 芒 一 ∽一。。 寸ln∽一 __ S 嚣 t-_-_"q寸 ∞ 寸 。 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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 器 器 n. 霉 S 兽 塞r、暑 器 苫 一 6 6 g c;6 d g 6 6 6 瓮 器 兽 导  6 6 6 器器 6 0 一 誉瓮 H 譬导 …器 譬 -_ 寻譬 …罱g 器璺暑暑是焉瓮罱 …-_一N一2 × 一 盲 高 黑昌 8 鲁 譬葛霉 器 露导 __ 磊S磊 高 国誊卜 一 ==8菖 赛 禽 葛 血 加 * 罱 器寸 V 嚣 g 昌 吕g答8 2=t" l 罱 第4期 齐明等:临汾断陷盆地孤峰山花岗闪长岩的地球化学和年代学及其地质意义 571 2002;汪洋等,2007,2009),根据现有研究资料及野 外地质观察,在孤峰山岩体周围并未发现与之伴生 的同期的基性岩;此外,孤峰山岩体内除发现少量片 地区部分岩浆岩进行的 。A一 Ar法测年结果表明 这些岩体的形成时间也是早白垩世。从而表明早白 垩世的岩浆活动在华北克拉通中部带南部地区也是 广泛存在的。 麻岩捕虏体外并未发现暗色铁镁质包体,据此,我们 认为孤峰山岩体由壳幔混合的岩浆经历结晶分异或 AFC过程或由幔源基性岩浆结晶分异形成的可能 性不大。黄方等(2010)对基性下地壳部分熔融形 此外,我们对中条山蚕坊花岗闪长岩和三门峡 大坝西南端石英闪长玢岩进行的地球化学和同位素 年代学研究表明,这两处岩体都具有与孤峰山花岗 闪长岩类似的地球化学特征,形成年龄也大致一致 成高Sr低Y的中酸性岩提出了质疑,其以基性大陆 下地壳无水为前提,通过MELTs程序模拟提出基性 下地壳部分熔融不可能形成高sr低Y的中酸性岩 石,而已有研究表明,一些名义上不含水的矿物仍是 含水的(Xia et a1.,2006),所以基性下地壳并不是 绝对的干,而是含水矿物种类及含水量多少的问题, 而水会从根本上改变榴辉岩的熔融过程。因此,用 无水部分熔融体系来制约高Sr低Y类中酸性岩石 的成因是值得商榷的(汪洋等,2010)。岩体的Nb/ Ta比值平均为16.3,接近中地壳相应的平均值 (16.5);Th/U比值平均为6.12,接近下地壳相应的 平均值(6.0);K/U比值平均为23484.46,接近下地 壳相应的平均值(27245);K/Rb比值平均414.11, 接近下地壳相应平均值(462,Rudnick and Gao, 2003)。因此,岩体很可能起源于加厚下地壳的部 分熔融。 孤峰山花岗闪长岩轻稀土(LREE)富集,重稀 土(HREE)亏损,轻重稀土分馏明显[(La/Yb) = 17.0~19.3],表明源区的残留相含石榴子石;岩体 的中稀土(MREE)有一定程度亏损,表现为稀土配 分模式图(图4)中右半部分有轻微下凹,重稀土 (HREE)相对平坦,暗示源区残留相存在角闪石 (Hanson,1978);高sr且不发育铕异常(8Eu=0.94 ~1.04)表明源岩残留相中无或仅有少量斜长石; 玄武岩部分熔融产生的熔体Mg <45(Rapp et a1., 1997),孤峰山岩体的Mg =31.8—36.2,表明其的 主要由加厚的基性下地壳部分熔融形成。 5.2地质意义 本文对孤峰山花岗闪长岩体进行的锆石u.Pb LA-ICP-MS同位素年龄测定获得了132.2±9.2Ma 的zo6Pb/∞ u加权平均年龄,说明该岩体形成于早白 垩世。华北克拉通岩石圈减薄与破坏作用的峰期时 间为早白垩世(吴福元等,1999,2003;翟明国等, 2003,2004;邓晋福等,2006;孙金凤等,2009)。因 此,孤峰山花岗闪长岩的形成时间与华北克拉通岩 石圈减薄与破坏作用的峰期时间基本同时。王冬艳 等(2005)和许文良等(2004)对华北克拉通中南部 (中条山蚕坊花岗闪长岩及三门峡大坝西南端石英 闪长玢岩 嘶Pb/ u加权平均年龄分别为130.11± 0.90Ma、135.3-1.5Ma,数据未发表,在另文中论 述)。 孤峰山花岗闪长岩的地球化学特征反映其主要 源自加厚的基性下地壳的部分熔融作用,而这正是 华北克拉通东部早白垩世大规模岩浆活动的主要机 制,是华北克拉通岩石圈减薄与破坏作用的反映。 因此,早白垩世期间华北克拉通峰期减薄与破坏作 用已影响到本文的研究区域,已影响到华北克拉通 的中部带。推测当时在岩石圈减薄的背景下,地幔 隆升并导致下地壳部分熔融,最终形成了孤峰山花 岗闪长岩体。 6结论 (1)孤峰山花岗闪长岩形成于132.2±9.2Ma, 改变了前人对孤峰山岩体形成时间的认识。 (2)孤峰山花岗闪长岩的岩相学和地球化学特 征表明其源自加厚的基性下地壳的部分熔融作用, 是华北克拉通的岩石圈在早白垩世减薄与破坏作用 的产物。 (3)华北克拉通早白垩世期间的岩石圈减薄与 破坏作用向西影响到了太行山以西的临汾断陷盆地 一带。 注释/Note o山西省建委地质局区域地质测量队.1972.中华人民共和国地质 图《运城幅》(1-49 IX)(1:20万). 参考文献/References 程裕淇,耿树方,谢良珍,丁孝忠,叶定衡,吴良士,熊群尧,傅德 荣.2004.中国地质图(1:400万).北京:地质出版社. 陈斌,翟明国,邵济安.2002.太行山北段中生代岩基的成因和意 义:主要和微量元素地球化学证据.中国科学(D辑),32(11): 896~907. 邓晋福,莫宣学,赵海玲,罗照华,杜杨松.1994.中国东部岩石圈 根/去根作用与大陆“活化”.现代地质,8(3):349—356. 572 地质论评 201 1 邓晋福,苏尚国,刘翠,赵国春,赵兴国,周肃,吴宗絮.2006.关 于华北克拉通燕山期岩石圈减薄的机制与过程的讨论:是拆沉, 还是热侵蚀和化学交代?地学前缘,13(2):105~119. 段秋梁,谭未一,杨长春,张延玲,闫臻.2007.华北东部晚中生代 伸展构造作用.地球物理学进展,22(2):403~410. 付明希,胡圣标,汪集炀.2004.华北东部中生代热体制转换及其 构造意义.中国科学(D辑),34(6):514~520. 胡受奚,赵乙英,胡志宏,郭继春,徐兵.1994.中国东部中一新生 代活动大陆边缘构造一岩浆作用演化和发展.岩石学报,1O (4):370~381. 黄方,何永胜.2010.于的基性大陆下地壳部分熔融:对C型埃达克 岩成因的制约.科学通报,55(13):1255—1267. 李忠,董仁国,郑建平.2007.华北克拉通东部南北缘中生代火 山一沉积格局及其构造转折过程.古地理学报,9(3):227~ 242. 刈富,郭敬辉,路孝平,第五春荣.2009.华北克拉通2.5 Ga地壳 生长事件的Nd—Hf同位素证据:以怀安片麻岩地体为例.科学 通报,54(】7):2517—2526. 刈洪涛,孙世华,刘建明,翟明国.2002.华北克拉通北缘中生代高 锶花岗岩类:地球化学与源区性质.岩石学报,18(3):257~ 274 刘俊来,Gregory A1 Davis,纪沫,关会梅,白相东.2008.地壳的拆 离作用与华北克拉通破坏:晚中生代伸展构造约束.地学前缘, 15(3):72~81. 罗照华,魏阳,辛后田,柯珊,李文韬,李德东,黄金香.2006.太 行山中生代板内造山作用与华北大陆岩石圈巨大减薄.地学前 缘,l 3(6):52~63. 钱青,钟孙霖,李通艺,温大任.2002.八达岭基性岩和高Ba—sr 花岗岩地球化学特征及成因探讨:华北和大别一苏鲁造山带中 生代岩浆岩的对比.岩石学报,】6(3):401—412. 劭济安,张履桥,牟保磊.2004.构造体制转折是岩石圈尺度的行 为.地质通报,23(9—10):973~979 孙金风,杨进辉.2009.华北东部早白垩世A型花岗岩与克拉通破 坏.地球科学,34(1):137~147. 吴福元,孙德有.1999.中国东部中生代岩浆作用与岩石圈减薄. 长春科技大学学报,29(4):3l3—3l8. 吴福元,葛文春,孙德有,郭春丽.2003.中国东部岩石圈减薄研究 中的几个问题.地学前缘,1O(3):51—60. 王冬艳,裴福萍,许文良,王清海,杨德彬.2005.华北地块南缘中 段中生代花岗质岩石的 Ar一一 Ar年代学研究.大地构造与成 矿学,29(2):262~268 汪洋.2007.中国东部中生代钾质火成岩研究中的几个问题.地质 论评53(2):198~206. 汪洋,姬广义,孙善平,李家振.2009.北京西山沿河城东岭台组火 山岩成因及其地质意义.地质论评.55(2):191~214. 汪洋,程素华.2010.干的榴辉岩部分熔融与c型埃达克岩成因的 关系中国科技论文在线. 许文良.王冬艳,王清海,裴福萍,林景仟.2004.华北地块中东部 中生代侵入杂岩中角闪石和黑云母的 At/”Ar定年:对岩石圈 减薄时间的制约.地球化学,33(3):221~231. 许文良,杨德彬,裴福萍,王枫,王做.2009a.华北克拉通中生代 拆沉陆壳物质对岩石圈地幔的改造:来自橄榄岩捕虏体中角闪 石的成分制约.吉林大学学报(地球科学版),39(4):606~ 617. 许文良,杨德彬,裴福萍,于洋.2009b太行山南段符山高镁闪长 岩的成因——拆沉陆壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩反应的结 果.岩石学报,25(8):1947~1961. 杨德彬,许文良,王冬艳,王清海,裴福萍.2004.河南三门峡市曲 里石英闪长斑岩锆石SHRIMP U.Pb定年及其地质意义.中国地 质,31(4):379~383 袁洪林,吴福元,高山,柳小明,徐平,孙德有.2003.东北地区新 生代侵入岩的激光锆石探针u.Pl】年龄测定与稀土元素成分分 析.科学通报,48(4):151l一1520. 翟明国,朱日祥,刘建明,盂庆任,李忠,张宏福 刘伟,侯泉林, 胡圣标.2003.华北东部中生代构造体制转折的关键时限中 国科学(D辑),33(10):913~920. 翟明国,孟庆任,刘建民,侯泉林,胡圣标,李忠,张宏福,刘伟 邵济安,朱日祥.2004.华北东部中生代构造体制转折峰期的 主要地质效应和形成动力学探讨.地学前缘,11(3):285— 297. 张宏福,周新华,范蔚茗,孙敏,郭锋,英基丰,汤艳杰,张瑾,牛 利锋.2005.华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过 程及其形成机理.岩石学报,2l(4):127l~1280. 周立宏,李三忠,刘建忠,高振平.2003.渤海湾盆地区燕山期f{!l造 特征与原型盆地.地球物理学进展,18(4):692~699 张旗,王焰,李承东,王元龙,金惟俊,贾秀勤.2006.花岗岩的 sr~Yh分类及其地质意义.岩石学报,22(9):2249~2269. Atherton M P,Pefford N.1993 Generation of sodium—rich magmas fr(m1 newly underplated basaltic crust.Nature.362:144~146. Bm'barin B.1 999.A review of the relationships between granitnid tYt)es, their origions and their geodynamic environments.Lithos,46:605 ~626. Boynton W V.1984.Geochemistry of the earth elements:Meteo r ire studies.In:Henderson R.ed.Rare Earth Element Geochemistt3 Amsterdam:Elsevier,63~1 14. Defant M J and Drummond M S.1990.Derivation ot some tilt)deln a" magmas by melting of young subdueted lithosphere Nature,347 (18):62—665. Defant M J and Drummond M.1993.M()oat St.Helens:Pntential example of the partial melting of the subdueted lithosphere in a volcanic arc Geology,21:547~550. De la Roche H.Leterrier J.Grandclaude P and Marehal M.1 980.^ classiifcation ot volcanic and plutonic rocks using R】,R2一diagrams and major element ana1vsis——_ls relationships with euYretlI nomenclature.Chem.Geo1.29:183 210. Fowler M B.Henney P J,Darbyshire D P F.Gx ̄enwood P B.2001. Petrogenesis of high Ba—Sr grmfites:the Rogart pluton.Stherland. Journal of the Geological Society,London,1 58:52 l~524 Gao Shah,Liu Xiaoming,Yuan Honglin.2002.Determination of tbrt] two major and trace element in USGS and NIST SRM glasses hy laser ablation inducitely coupled plasma-mass speetrometry.GenstandalIIs News Letter,26(2):181~I95 Hanson JN.1978.The application of trace elements to tile petrogenesis of igneous rcoks of granitic composition.Each and Planetary Seimn-P Letters.38:26~43. Menzies M A,Fan W M,Zhang M.1993.Palaeozoic anti Cetlozoi ̄・ lithoprobes and the loss of>1 20km of Archean lithospere.Sim)一 Korean craton,China.In:Prichard H M.Alabaster T,Harris N B W.et a1.eds.Magmatic Processes and Plate feelonies I^】mIon: The Geo1.Sot:.,76:71—81. Petford N and Atherton M J 996.Na—rich partial melts fi'nm newly underplated basaltic crust:the Cordillera Blanca Batholith,Peru Journal of Petrology,37:1497—1521. Rapp R P.1997.Heterogeneous source regions f0r Archean granitoids Oxford:Oxford University Press. Rickwnod P C.1989 Boundary lines within petrologie diaffams which 第4期 齐弱等:临汾断陷盆地孤峰山花岗闪长岩的地球化学和年代学及其地质意义 573 use oxides of major and minor elements.Lithos,22:247~263. Rudnick R L and Gao S.2003.Composition of the Continental Crust. In:Rudnick R L ed.The Crust. rreaties on Geochemistry Vo1.3. Oxford:Elserier Pergamon.1—64. Sun S S and McDonough W F.1989.Chemical and isotopic systemmatics of oceanic basalts implication for the mantle composition and basins.Geological Society of London Special PubLication,42:3 13 ~345. Xia Qunke,Yang Xiaozhi,Deloule E,Sheng Yingming,Hao Yantao. 2006.Water in the lower crustal granulite xenoliths from Nushan. SE China.J.Geophys.Res.,111,Bl1202,doi:10.1029/ 20o6JB 004296. process.In:Saunder A D and M J.eds.Magmatism in the ocean Geochemistry,Geochronology and Geological Signiifcance of Gufengshan Granodiorite in Linfen Grabben Basin Q1 Yue,XU Hongbo,ZHANG Jingxiong,LUO Jinhai State Key Laboratory ofContinental Dynamics,Department ofGeology,Northwest University,Xi’an,710069 Abstract:The Gufengshan granodiorite makes up the Gufeng Mountain,is located in the Linfen grabben Basin,belongs to high—K calc—alkaline series,and SiO2 varying in the range of 64.62%一65.57%,has the features of high alkali(Na2O+K2O=7.38%一7.71%),high Na(Na2O/K20=1.37~1.54),A/CNK=0.94 —0.99,which falls into the range of metaluminous rocks,and low magnesium index(Mg :31.8—36.2).The rock is riched in LREE[(La/Yb)N:17.0—19.3],with little Eu anomalies(8Eu=0.94—1.04),riched in LILE K,Rb,Ba,Sr et a1.,high Sr/Y(Sr/Y=59.3—67.2)and flatter HFSE Nb,Ta,Ti,Y.Petrological and geochemical characteristics indicate the granodiorite results from the partial melting of thickening mafic lower crust. Zircons from these rocks are used in LA—ICP.MS U—Pb dating。yielding a weighted mean 。 Pb/ 粥U age of 1 322 .9.2Ma,which is consistent with the peak time of the lithospheric thinning and the destruction of the North China Block.The core of some zircons with the age of 2590.9Ma shows that some corresponding tectonic events happened in Neoarchean.Based on the regional geological data analysis,the Gufengshan granodiorite is the product of the extension being coetaneous to the peak period of the lithospheric thinning and destruction of North China Block, and such lithospheric thinning and destuctrion happened in the Early Cretaceous in North China block affected westwards the Linfen grabben basin region on the west Taihang Mountains. Key words:Linfen grabben basin;Gufengshan;granodiorite;geochemisty;geochronolrogy;Early Cretaceous;lithospheric thinning and destruction 

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