从东北蒙古白垩纪早期粗面岩和基底岩石:Sr-Nd-Pb同位素研究
马克西姆诉“库兹涅佐夫”
瓦莱里·m·Savatenkov1、2,- 1同位素地质年代学和地球化学实验室、研究所的前寒武纪地质学和地质年代学(俄罗斯科学院),圣彼得堡,俄罗斯
- 2地球化学、地球科学研究所圣彼得堡州立大学,圣彼得堡,俄罗斯
- 3学院的地理、地质环境,莱斯特,英国莱斯特大学
1介绍
蒙古东北部的领土(图1)形式中亚板内火山省的一部分,它形成于新生代晚期西伯利亚和中国北方之间的平台(Yarmolyuk et al ., 1995)。在蒙古,东北火山活动最活跃在上半年的白垩纪早期(∼120 Ma),当一个厚的火山熔岩覆盖称为覆盖复杂(CVC)发生(Yarmolyuk et al ., 2020;“库兹涅佐夫”et al ., 2022)。复杂的主要由trachybasalts、玄武岩trachyandesites trachyandesites和粗面岩(Yarmolyuk et al ., 2020;“库兹涅佐夫”et al ., 2022)。地球化学和同位素(Sr, Nd, Pb) CVC玄武岩的数据表明,岩浆作用有岩石圈地幔来源,这可能是由橄榄岩、榴辉岩和辉石岩岩性(Dash et al ., 2015;酒吧et al ., 2018;谢尔德里克et al ., 2020;Yarmolyuk et al ., 2020;“库兹涅佐夫”et al ., 2022)。根据“库兹涅佐夫”et al。(2022)和酒吧et al。(2018),trachyandesites由玄武岩熔体进行了分步结晶过程。然而,到目前为止,最基性火山活动的起源尚不清楚。例如,做CVC的粗面岩反映分步结晶过程,或没有,地幔和幔源的混合融化吗?因此,长英质的岩浆作用提供机会了解mantle-crust交互过程在蒙古在白垩纪早期火山活动期间。本研究旨在评估任何大陆地壳输入的意义和程度上通过Sr-Nd-Pb同位素研究白垩纪早期CVC粗面岩和基底岩石。
图1。示意图地质图东北蒙古与采样站点。缩写:AG),角闪石片麻岩;GG,花岗质片麻岩。
2地质背景
CVC蒙古东北部的形成发生在post-collisional环境中,在白垩纪早期,shoshonitic喷发后的岩石(谢尔德里克et al ., 2020;斯图帕克et al ., 2020;Yarmolyuk et al ., 2020)。
CVC的形成伴随着结构线性地堑和地垒系统的形成与东北罢工(Kovalenko 2010;Yarmolyuk et al ., 2020)。∼120 Ma,玄武岩熔岩喷发形成了一个覆盖的厚度(> 1000)(Kovalenko 2010;Yarmolyuk et al ., 2020)。这个复杂的包含高度多孔和巨大的玻璃玄武岩替代部分。球状熔岩玄武岩和玄武碎屑岩也常见,可能喷发的结果发生在湖泊。
玄武岩火山活动阶段结束后在白垩纪早期(125 - 120 Ma)与粗面岩状的火山活动的形式简短的熔岩流,大型铝型材,中部小火山和熔岩圆顶(Yarmolyuk et al ., 2020)。粗面岩主要发生在玄武岩层理,虽然偶尔不整合重叠元素的变化状况进行了观察。深灰色玻基斑岩的视野可以追溯的基础长英质的岩石,和凝聚的品种占主导地位的上层部分。
蒙古东北部的火山岩躺在一个peneplainized地下室由不同年龄pre-Late中生代复合物。的岩石Ereendavaa岩层主要形式的地下室CVC岩石。的Ereendavaa岩层微大陆古元古代花岗片麻岩组成,角闪岩、片岩和弹珠(Bardach et al ., 2002)。根据苗族et al。(2017)和苗族et al。(2020)的前寒武纪岩石Ereendavaa可能是明显的古生代和中生代花岗质岩浆作用。
3的方法
3.1抽样
粗面岩样品(5)和地下室Ereendavaa微大陆的岩石样本(2)是在2017年7 - 8月在Russian-Mongolian探险取样。岩石取样网站所示图1。与坐标给出了样品的列表补充表S2。
第一基底岩石的样本是一个角闪石片麻岩(AG)。样品的化学成分(补充表S1)的平均成分接近下地壳麻粒岩捕虏在蒙古发现新生代岩浆字段(Stosch et al ., 1997;巴里et al ., 2003;Ancuta 2017)。样本AG)有(1.6∼Ga)时代为Sm-Nd模型时代利用亏损地幔模型组成(Dickin), 2014)。因此,样本AG)可能是一个好的构图代表古代Ereendavaa微大陆,大陆地壳的中早期白垩纪火山领域。第二基底岩石样本是斑状花岗质片麻岩(GG),类似于年代花岗岩成分(补充表S1)。这些形成的花岗质片麻岩与Mongol-Okhotsk带的增生阶段(Yarmolyuk et al ., 2019)。这个示例的Sm-Nd模型年龄(1.3∼Ga)表明该花岗岩是Ereendavaa古代地壳的部分熔融产物。
3.2同位素分析
同位素组成(Sr、Nd和Pb)测定在Triton TI(热Finnigan德国)multicollector固相质谱仪研究所的前寒武纪地质学和地质年代学圣彼得堡(俄罗斯科学院)。
Rb、Sr、Sm和Nd浓度和比例(87年Rb /86年老和147年Sm /144年Nd)测定同位素稀释。化学提取Rb、Sr、Sm和Nd描述了使用方法Savatenkov et al。(2020)。分析错误Rb、Sr、Sm和Nd浓度计算基于多个分析标准BCR-1和±0.5%。总实验室空白是0.05 ng Rb, 0.2 ng Sr, 0.3 ng Sm, Nd和0.5 ng。平均结果BCR-1标准测量(50):(Sr) = 336.7 ppm (Rb) = 47.46 ppm (Sm) = 6.47 ppm (Nd) = 28.13 ppm,87年Rb /86年= 0.4062,87年Sr /86年Sr = 0.705035±5,147年Sm /144年Nd = 0.1380,143年Nd /144年Nd = 0.512643±3。同位素分析重复性则由确定的组成JNdi-1认证标准(143年Nd /144年Nd = 0.512117) (田中et al ., 2000)和srm - 987 (87年Sr /86年Sr = 0.710240)。在此期间的测量结果87年Sr /86年Sr值srm - 987是0.710245±5(2σ,50测量),和143年Nd /144年JNdi-1 Nd值为0.512105±3(2σ,50测量)。Sr同位素组成规范化88年Sr /86年Sr = 8.37521, Nd组成规范化146年Nd /144年Nd = 0.7219。
因为你损失可能发生在中生代晚期岩石由于post-magmatic变更、更正Pb同位素年龄估计可能不反映初始成分。这种风险降到最低,新鲜岩石以最小的选择基于次生蚀变岩相观察。强热失量这些样本的值没有超过1.71 wt %。接下来,0.25 - -0.5毫米的岩石分数在2.2 N处理盐酸在热板(60°C)前1 h分解阶段。矿物分解和提取U和Pb进行利用描述的方法农德孟et al。(1984)。整个实验室空白Pb和U不超过0.1和0.01 ng,分别。Pb同位素的分馏校正比率进行了使用一个双同位素稀释技术235年U -204年Pb -207年Pb示踪剂(Melnikov 2005)。的不准确(2σ)206年Pb /204年铅、207年Pb /204年Pb,208年Pb /204年铅同位素比值测定的一系列平行分析的岩石标准BCR-1 (206年Pb /204年Pb = 18.820±0.005,207年Pb /204年Pb = 15.6406±0.0017,208年Pb /204年Pb = 38.737±0.010, n = 10),不超过0.03%,0.03%,和0.05%,分别。
4数据描述
4.1 Sr和钕同位素组成
Rb-Sr和Sm-Nd同位素研究的结果提出了图2一个,补充表S2,补充表S3,分别。
图2。Sr, Nd(一)和铅(B)CVC岩石的同位素组成和基底岩石(蒙古东北部)。玄武岩的岩石和trachyandesites来自酒吧et al。(2018);“库兹涅佐夫”et al。(2022);谢尔德里克et al。(2020);Yarmolyuk et al。(2020)。粗面岩和基底岩石Ereendavaa微大陆的原始数据。所有的岩石年龄矫正到120.7 Ma (谢尔德里克et al ., 2020)。EM-1和EM-2来自的成分霍夫曼(2014)。
粗面岩同位素特征,Sr和Nd显示轻微的变化。值的范围87年Sr /86年Sr是0.707545 - -0.709554,143年Nd /144年是0.512517 - -0.512559。策划之前,同位素比值是马修正至120.7岁。这是基于一个40基于“增大化现实”技术,39基于“增大化现实”技术的年龄从CVC trachybasalts获得与粗面岩(谢尔德里克et al ., 2020)。在图上εNd (t)- - - - - -87年Sr /86年老(t)、粗面岩略有转向EM-II源组成面积相对于其他岩石的CVC (图2一个)。粗面岩的钕同位素组成并不不同于基本的和中间CVC的岩石。Sr的粗面岩更放射成分。这可能表明,同化过程,加上分步结晶,扮演了一个角色形成粗面岩状的融化。然而,高放射性Ereendavaa基底岩石的组成表明,粗面岩不可能只有融化形成的大陆地壳,提出的Yarmolyuk et al。(2020)。
4.2 Pb同位素组成
像锶同位素组成,粗面岩铅同位素特征显示明显的差异相比其他CVC岩石。值的范围206年Pb /204年铅是18.603 - -18.653,207年Pb /204年15.593 - -15.600 Pb (补充表S4)。利用一个207年Pb /204年Pb(t)- - - - - -206年Pb /204年Pb(t)图(图2 b),粗面岩阴谋接近EM-II源地区,转移到右边,相对于CVC玄武岩岩石。同样值得注意的是,粗面岩形成一个轻微的趋势,开始在玄武岩岩石和走向的花岗片麻岩组成Ereendavaa微大陆。这可能表明,粗面岩状的融化是由玄武岩融化,然后接受晚期分步结晶和同化。玄武岩之间也许会有一些混合融化融化源自古老的大陆地壳。
5的结论
结合新Nd、Sr和Pb同位素结果从粗面岩和基底岩石Ereendavaa微大陆表明:
(1)CVC的粗面岩由分离结晶形成和分化更原始的玄武岩trachyandesite-trachyandesite融化。
(2)粗面岩状的岩浆可能是由花岗质地壳物质污染。然而,进一步的研究利用同化过程的详细数值模拟,结合热力学建模,保证测试地壳污染过程。
数据可用性声明
最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。
作者的贡献
可相应的,这篇文章的第一作者。他写这篇文章的初稿。对研究过程中负责全面的指导。TS审核并完成这篇文章。可与采样火山和大陆地壳岩石野外工作期间,从岩石样本提取Pb和U,测量了样品的同位素组成。LS进行样品制备的化学分解并提取Rb, Sr, Sm和Nd样本。所有作者的文章和批准提交的版本。
资金
这项研究是由俄罗斯科学基金会(项目补贴。23-27-00165)。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
补充材料
本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/feart.2023.1156559/full补充材料
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关键词:早白垩世,Sr-Nd-Pb同位素、东北蒙古、粗面岩,板内,盖火山复杂
引用:“库兹涅佐夫”MV, Savatenkov VM,谢尔德里克TC和Shpakovich LV(2023)白垩纪早期粗面岩和基底岩石来自东北蒙古:Sr-Nd-Pb同位素研究。前面。地球科学。11:1156559。doi: 10.3389 / feart.2023.1156559
收到:2023年2月01;接受:2023年5月25日;
发表:2023年6月02。
编辑:
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*通信:马克西姆诉“库兹涅佐夫”,garneteclogite@gmail.com