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地质地球所通过地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征研究苏鲁造山带中生代大店碱性杂岩体成因

发布时间:2017/03/21 资讯 标签:中国浏览次数:497

  苏鲁造山带早白垩世岩浆岩的成因历来存在较多的争议。在物质来源上,中酸性岩可能来自俯冲的扬子陆壳部分熔融、新元古代花岗岩重熔、受拆沉的陆壳物质交代的岩石圈地幔部分熔融、榴辉岩化下地壳部分熔融或古老下地壳部分熔融体与少量地幔物质的混合等,基性岩可能来自俯冲的扬子岩石圈地幔部分熔融、受扬子俯冲板片交代的华北岩石圈地幔部分熔融或受拆沉的陆壳物质交代的岩石圈地幔部分熔融等。在构造驱动力上,这些岩体可能受太平洋板块俯冲的控制,也可能与碰撞造山带加厚岩石圈构造垮塌或拆离有关,或者与超级地幔柱的活动有关,局部还可能受到郯庐断裂的影响。归纳起来,苏鲁造山带早白垩世岩浆岩的成因争论主要在于:(1)物质来源上,其到底来自华北岩石圈还是扬子岩石圈;(2)构造体制上,其是受控于造山带演化过程还是受控于中国东部岩石圈破坏过程。

  中科院地质与地球物理研究所固体产资源研究室博士研究生蓝廷广与合作导师范宏瑞等对此开展了相关研究。大店碱性杂岩体位于苏鲁造山带的莒南地区,可以划分出的岩性包括石英二长岩、角闪正长岩、正长岩、石英正长岩、正长斑岩和正长花岗岩等。他们对角闪正长岩、正长岩、石英正长岩和正长斑岩的锆石U-Pb年龄和主量、微量元素的研究表明,岩体形成于123~125Ma,富SiO2、K2O、Na2O和轻元素,贫CaO、Fe2O3、MgO以及亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti)。大店岩体的Sr-Nd-Hf同位素特征((87Sr/86Sr)i=0.708505~0.708761,εNd(t)= -16.5~-17.9, εHf(t)= -21.5~-16.4)与研究区的基性脉岩和中基性岩相似,表明其主要来源自富集的岩石圈地幔。Pb同位素组成((206Pb/204Pb)i=16.706~16.779, (207Pb/204Pb)i=15.427~15.450, (208Pb/204Pb)i=37.266~37.352)明显低于扬子克拉通中生代岩石圈地幔而与华北克拉通岩石圈地幔相似,表明其地幔源区应属于华北克拉通。岩体中部分岩性较高的SiO2、HREE含量以及低Na/Ta比值表明地壳物质同样参与了岩体的形成,而Eu、Sr和Ba的强负异常还表明地壳物质可能来源于斜长石作为残留相的部分熔融。锆石饱和温度计反映的高温条件以及低Al角闪石反映的低压条件表明大店岩体形成于高温低压环境。高温幔源岩浆在低压条件下底侵地壳使其发生斜长石作为残留相的部分熔融,这个部分熔融熔体再混染大店岩体母岩浆从而最终形成了大店岩体。大店岩体的就位与碰撞造山过程无关,其同华北克拉通早白垩世岩浆岩一样,受控于统一的构造动力学体制,可能主要与于古太平俯冲引起的岩石圈伸展以及软流圈上涌有关。

  该研究结果近期发表在国际知名地球化学期刊Chemical Geology上(Lan et al. Geochemistry and Sr–Nd–Pb–Hf isotopes of the Mesozoic Dadian alkaline intrusive complex in the Suluorogenic belt, eastern China: Implications for crust–mantle interaction. Chemical Geology,2011, 285:97–114)。

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