北山南部早二叠世A型流纹岩地球化学特征及其地球动力学意义

• 作者: 史冀忠 宋博 张宇轩 徐学义 牛亚卓 许伟 陈高潮 魏建设
• 来源期刊: 岩石学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 北山 火山岩 二叠系 古亚洲洋 锆石U-Pb年龄 Sr-Nd-Hf同位素
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 页码范围: 3011-3033
• 页数: 23页
• 分类号: P588.141|P597.3
• 语种: 中文

摘要

北山南部晚古生代构造背景争议已久,该区下二叠统普遍发育一套流纹岩系,但尚未对其开展系统的年代学与地球化学研究.本文首次对该区下二叠统5条代表性剖面中的流纹岩进行了元素地球化学、锆石U-Pb定年、全岩Sr-Nd及锆石Hf同位素等研究.U-Pb年龄介于294.7～272.7Ma之间,结合古生物资料,明确其喷发时代为早二叠世.该区早二叠世流纹岩大多属高钾钙碱性系列,呈钙碱-碱钙质,为准铝-过铝质岩石.岩石主量元素Si、K、Na、Fe含量高,贫Ca、Mg;微量元素富集Ga、Rb、Zr、Hf、Y,亏损Ba、Sr等;稀土元素存在明显负Eu异常;呈现高FeOT/MgO与10000×Ga/Al比值,这些特征表明该区早二叠世流纹岩为A型流纹岩.独山剖面流纹岩锆石具有高的εHf(t)值(+11.4～ +16.7),Hf模式年龄(tDM2)为231～573 Ma;干泉剖面流纹岩锆石εHf(t)值为-8.8～ +8.9,H-f模式年龄(tDM2)为802Ma～1961Ma;珊瑚井和俞井子剖面中的流纹岩具有低的εNd(t)值(-4.21～-2.92),高的(87Sr/86 Sr)i值(0.7108～0.7223),Nd亏损地幔模式年龄(tDM)为1256～1386Ma,其锆石εHf(t)为正值(+1.3～+17.0)(tDM2为691～1797Ma);沙红山南剖面流纹岩εNd(t)值(-2.00～-1.81)较低,Nd亏损地幔模式年龄(tDM)为1207～1222Ma,锆石εHf(t)值介于+1.6～+10.7(tDM2为623 ～2576Ma).地球化学特征表明独山剖面的流纹质岩浆为古生代新生地壳的重熔,其它剖面酸性火山岩岩浆则主要为中新元古代地壳物质熔融所形成,揭示了北山南部早二叠世岩石圈伸展减薄的地球动力学背景,结合该区构造岩浆事件序列、地层学以及沉积学等其它地质学证据,认为北山南部早二叠世为裂谷环境.