早古生代古亚洲洋俯冲作用:来自内蒙古大石寨玄武岩的年代学与地球化学证据

详细信息   

• 责任者：郭锋^c中国科学院广州地球化学研究所中国科学院边缘海地质重点实验室 ; 范蔚茗 ; 李超文 ; 苗来成^c中国科学院地质与地球物理研究所 ; 赵亮
• 刊名：中国科学（D辑 地球科学）
• 出版年：2009
• 卷期：39^b5
• 关键词：玄武岩 ; 铀—铅计时11^a内蒙古20^a同位素地质年代学 ; 古生代 ; 板块俯冲 ; 岩浆源 ; 微量元素 ; SHRIMP定年 ; 地球化学
• 页码：569～579
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表3参38插图
• 分类号：0610,0300,0400
• 文摘期号：2009/10

摘要

SHRIMP锆石U‐Pb定年结果显示, 分布于内蒙古大石寨镇周边的玄武岩喷发时间为(439±3) Ma, 而不是前人认为的二叠纪。该套玄武岩显示出岛弧型微量元素地球化学特征(Nb‐Ta亏损而富集LILE和LREE)以及低放射成因Sr和高放射成因Nd和Hf同位素组成。在岩石成因类型上包括两组: 第一组玄武岩相对高TiO₂, MgO和相容元素而低Sr, Th和类似大洋中脊玄武岩(MORB)和现代俯冲带玄武岩的Sr‐Nd‐Hf同位素组成 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(i)= 0.702 8～0.703 2, ε_Nd(t) =+9.8～+11.2, ε_Hf(t) = +16.1～+18.4)；第二组玄武岩则低TiO₂, MgO和相容元素而高Sr和Th, 略低的放射成因Nd和Hf而高Sr同位素比值 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(i)= 0.703 7～0.703 8, ε_Nd(t) =+5.7～+7.3, ε_Hf(t)=+12.6～+13.0)。在岩石成因上,大石寨玄武岩为古亚洲洋俯冲板片交代地幔楔的熔融产物,第一组玄武岩很可能来源于俯冲流体改造且同位素组成极为亏损的大洋岩石圈地幔源区,而第二组玄武岩的熔融源区则明显有俯冲沉积物的贡献。大石寨玄武岩成因提供了早古生代古亚洲洋俯冲作用的直接证据,其高放射成因Nd和Hf反映早古生代是区域地壳增生的重要时期,大石寨玄武岩本身为地壳增生的组分之一。结合该次研究和前人的年代学和地球化学研究结果,建议将前人命名的大石寨组进行解体,并重新厘定不同时代喷发火山岩的时空分布范围。