胶东晚三叠世碱性岩浆作用的岩石成因——来自锆石U‐Pb年龄、Hf‐O同位素的证据

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• 责任者：陈竟志^c中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室^d1986^e硕士生 ; 姜能
• 刊名：岩石学报
• 出版年：2011
• 卷期：27^b12
• 关键词：碱性岩 ; 铀—铅计时 ; 铪同位素 ; 氧同位素11^a山东20^a火成岩 ; 岩石圈地幔 ; 部分熔融 ; 岩浆源 ; 新元古代 ; 晚三叠世31^a胶东
• 页码：3557～3574
• 索书号：P350.66/357
• 图表：^c表5参60插图
• 分类号：0610,0400
• 文摘期号：2012/09

摘要

碰撞后岩浆活动记录了板块俯冲‐碰撞过程中壳幔物质相互作用的重要信息，对于理解岩浆的源区性质、地球动力学背景乃至造山带构造演化、壳幔相互作用都是一个绝佳的切入点。苏鲁超高压变质带北部胶东威海地区的晚三叠世碱性岩浆作用以其接近大别—苏鲁造山带240～225 Ma的碰撞造山时间而备受关注。这一期碱性岩浆岩包括邢家碱性辉长岩、甲子山正长岩体、中—基性岩墙和槎山正长花岗岩体。总体上，这套晚三叠世碱性岩石富K、LREE和LILE，亏损高场强元素，基性岩石普遍富含MgO。全岩Sr‐Nd同位素组成比较均一，初始Sr同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i(212 Ma)为0.705 9～0.707 4，ε_Nd(212 Ma)为-14.5～-16.5，地球化学特征初步指示其起源于富集地幔源区。该文所测定的两个中性岩墙、正长岩脉和槎山正长花岗岩的锆石U‐Pb年龄与前人发表的甲子山正长岩体的锆石U‐Pb年龄非常接近，反映这套碱性岩石几乎是同期形成的。除了三叠纪侵位年龄外，1个中性岩墙和正长岩脉中都有1组新元古代的年龄信息(多分布在600～750 Ma之间)。该中性岩墙的三叠纪年龄锆石Hf同位素变化很大，ε_Hf(t)=-8.2～-21.2；其他样品的三叠纪年龄锆石Hf同位素则相对均一，ε_Hf(t)=-16.8～-22.2。中性岩墙和正长岩脉的三叠纪锆石原位氧同位素组成不均一，δ¹⁸O值分别为4.76‰～6.46‰，1.12‰～6.74‰，且有低于地幔锆石(5.3‰±0.3‰)的分析点。另两个没有新元古代年龄的样品的锆石氧同位素特征则比较均一，δ¹⁸O平均值分别为(6.88±0.18‰)和(5.86±0.36‰)，没有亏损¹⁸O的特点。根据正长岩脉和中性岩墙的锆石得到的一些新元古代的年龄信息以及亏损¹⁸O的特点，可以认为这一期岩浆事件的源区有深俯冲扬子地壳组分的参与。综合其他资料，认为胶东晚三叠世碱性岩浆岩的岩石成因是三叠纪华南板块向华北板块深俯冲导致软流圈地幔上涌带来热源使得俯冲的扬子岩石圈富集地幔源区以及部分扬子陆壳共同发生部分熔融从而形成原始岩浆且随后发生一系列的结晶分异。