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甘肅省北祁連西段黑下佬二長花崗巖是加里東造山期同碰撞期產(chǎn)物,是以巖墻擴(kuò)張機(jī)制形成的被動(dòng)就位巖體,為下地殼部分熔融形成的花崗巖巖漿經(jīng)分異結(jié)晶作用形成的I型花崗巖。按其副礦物組合特征,相當(dāng)于磁鐵礦系列,具有輕稀土富集的右傾式稀土元素配分形式,巖石的δ18OSMOW值與I型花崗巖的一般特征相符,巖石的微量元素蛛網(wǎng)圖特征與同碰撞期花崗巖相似。
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冀北是華北克拉通早前寒武紀(jì)變質(zhì)基底的主要出露地區(qū)之一。分布于承德-灤平和赤城-張家口地區(qū)的新太古代花崗質(zhì)片麻巖主要由英云閃長巖、奧長花崗巖、花崗閃長巖和二長花崗巖(TTGM)組成,構(gòu)成了低鉀、中鉀和高鉀鈣堿性三個(gè)巖石化學(xué)系列。二長花崗質(zhì)片麻巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb和Lu-Hf同位素特征揭示其巖漿結(jié)晶年齡為2509±10Ma。全巖巖石化學(xué)、Sm-Nd同位素和鋯石Lu-Hf同位素研究表明:(1)低鉀鈣堿性系列的巖石形成于拉班玄武質(zhì)巖石的低度部分熔融;(2)中鉀鈣堿性系列巖石主要形成于玄武質(zhì)巖石和雜砂巖的部分熔融,局部存在英云閃長質(zhì)片麻巖的部分熔融;(3)高鉀鈣堿性系列的巖石形成于以高鉀中酸性火山巖為主要成分的雜砂巖的部分熔融。結(jié)合近年來冀北早前寒武紀(jì)地質(zhì)研究成果,這些太古代花崗質(zhì)片麻巖全巖Sm-Nd同位素和鋯石Lu-Hf同位素特征揭示～2.7Ga是本區(qū)太古代地殼的主要生長期。在新太古代發(fā)生了大規(guī)模的火山噴發(fā),火山物質(zhì)形成后不久發(fā)生部分熔融形成花崗質(zhì)巖漿,接著發(fā)生變質(zhì)、變形作用。這些花崗質(zhì)片麻巖的形成與南美洲西海岸的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)特征有類似之處,可能反映了太古代末期冀北地區(qū)從活動(dòng)大陸邊緣地殼增生、加厚到弧后伸展轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)背景。
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