辽北地区晚古生代-早中生代岩浆作用及其对西拉木伦-长春缝合带构造演化的制约

The northern Liaoning is located in the northern accretionary belt of the North China Craton, the study of petrogenesis and geodynamical setting of the late Paleozoic-early Mesozoic igneous rocks of different types from this region is the key to figure out the geological evolution of the Xra Moron–Changchun suture. This project conducts an integrated geochronological, petrological and geochemical study of the widespread late Paleozoic-early Mesozoic granitic intrusions (include gabbros and diorites) and high-Mg volcanic rocks in the northern Liaoning, in order to (1) investigate the geochronological framework and temporal-spatial variations of the late Paleozoic-early Mesozoic magmatism; (2) ascertain the rock types and association of the intrusive and volcanic rocks of this period; (3) determine the source nature and magmatic processes of these granitic and high-Mg andesitic magmas; (4) further understand the petrogenesis and their relationships of the rocks of different types; and (5) accordingly discuss the essence of the regional late Paleozoic-early Mesozoic magmatism and its possible deep dynamic process. This project is of not only important significance for revealing the geological evolution of the Paleo-Asian Ocean, but also significant theory value for understanding different stages of evolution of the deep lithosphere in the continental accretionary orogenic belt.

辽北地区位于华北克拉通的北缘增生带,其晚古生代-早中生代不同类型火成岩的成因及形成的动力学背景研究是解决西拉木伦-长春缝合带地质演化的关键。本项目选择该区广泛出露的晚古生代-早中生代花岗质侵入体 (包括辉长岩和闪长岩)和高镁安山岩开展系统的年代学、岩石学、矿物学和地球化学研究，旨在查明区域晚古生代-早中生代岩浆活动的时空格架，明确其时空分布规律特征,查明该期侵入岩和火山岩的主要岩石类型及其组合，确定该期花岗质岩浆和高镁安山岩岩浆的源区性质及岩浆作用过程，进而理解这些不同岩类的岩浆成因和可能的关系，探讨区域晚古生代-早中生代岩浆作用的本质和可能的深部动力学过程。该项研究不仅对揭示古亚洲洋的地质演化具有重要意义，而且对理解大陆增生型造山带演化不同阶段的深部岩石圈演化等动力学过程具有重要的理论价值。

古亚洲洋东段的闭合时限和精细的俯冲动力学过程存在较大争议。华北克拉通北缘增生带东段辽北地区晚古生代-早中生代不同类型岩浆岩蕴含构造-岩浆演化的关键信息，为解决上述问题提供可能。本项目完成预期研究内容，达到预期研究目标，取得的主要成果和进展如下：（1）建立辽北地区岩浆岩的年代学格架，划分为二叠纪（275~256 Ma）、早三叠世-中三叠世早期（252~246 Ma）、中三叠世晚期（243~242 Ma）和晚三叠世（223~221 Ma）。（2）275~256 Ma出露钙碱性中基性侵入体、安山岩和流纹岩-英安岩系列，它们均形成于活动大陆边缘环境，与古亚洲洋板块的南向俯冲作用有关。（3）252~246 Ma发育辉绿岩、高镁安山岩和富铌岩石-埃达克岩组合，指示伸展相关的热异常环境，与俯冲的古亚洲洋板片发生板片断离形成板片窗构造密切相关，证实辽北地区存在大洋板片熔融及熔体-地幔楔相互作用。（4）243~242 Ma发育高钾埃达克质岩石，它们的形成与增厚的石榴角闪岩相大陆下地壳的部分熔融过程有关，代表古亚洲洋主洋盆闭合后碰撞造山的产物。（5）223~221 Ma出露的闪长岩具有埃达克型高镁闪长岩的属性，代表拆沉的增厚下地壳部分熔融所形成的初始埃达克质岩浆在上升过程中与地幔橄榄岩发生相互作用的产物，指示伸展的构造背景。.综合分析以上研究成果并结合区域资料，本项目构建了华北克拉通北缘东段辽北地区晚古生代-早中生代构造演化模式：（1）275~256 Ma：辽北地区二叠纪岩浆岩形成于活动大陆边缘环境，与古亚洲洋板块的南向俯冲作用有关；（2）252~246 Ma：俯冲的古亚洲洋板片发生板片断离，形成板片窗，俯冲大洋板片熔融并与地幔楔发生相互作用；（3）243~242 Ma：古亚洲洋主洋盆最终闭合，华北克拉通北缘和东北陆块群通过软碰撞完成拼贴，地壳挤压增厚；（4）223~221 Ma：中亚造山带东南缘碰撞造山后发生岩石圈拆沉，处于伸展构造背景。这些研究成果不仅对揭示中亚造山带东段晚古生代-早中生代洋-陆相互作用具有重要理论意义，而且对查明中亚造山带东段区域成矿背景具有重要的现实意义。