桂东北越城岭岩体加里东期成岩作用:锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

桂东北越城岭岩体是一个由加里东期-印支期花岗岩组成的复式岩基,是目前南岭地区钨锡矿产调查评价的重点对象。本文选取该复式岩体中的加里东期不同岩性花岗岩,包括细粒花岗闪长岩、(粗)中粒斑状二长花岗岩和(中)细粒(斑状–含斑)二长花岗岩为研究对象,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、矿物学、地球化学和Nd-Hf同位素组成研究。研究结果表明,细粒花岗闪长岩和(粗)中粒斑状二长花岗岩具有较低SiO_2(70%)含量和A/CNK值(0.99~1.05),较高CaO、TiO_2含量和FeO+MgO值,中等(La/Yb)N值以及中度亏损Ba、Sr、Eu元素等特征,副矿物以榍石为主加少量磁铁矿,属于I型花岗岩,形成时间为435~438 Ma;(中)细粒(斑状-含斑)二长花岗岩具有富硅(70%)、富碱、贫钙,高A/CNK值(1.04~1.14),低FeO+MgO值和(La/Yb)N值,中到重度亏损Ba、Sr、Eu元素等特征,副矿物含量低,以钛铁矿、独居石为主,为S型花岗岩,形成时间为423~429 Ma,略晚于前者。C/MF-A/MF图解反映I型花岗岩由变质中基性火成岩部分熔融形成,源区具有负且稳定的εNd(t)值(–7.1~–7.9)和εHf(t)值(–6.4~–7.8),平均地壳存留年龄为1.8 Ga左右。S型花岗岩的ε_(Nd)(t)值(–7.9~–8.8)和t_(Nd2DM)值(1.81~1.88 Ga)与I型花岗岩类似,但是其CaO/Na_2O值(0.28~0.64)和相对分散的ε_(Hf)(t)值(–2.6~–7.9)和t_(Hf2DM)值(1.57~1.90 Ga)说明源区可能存在变杂砂岩、变泥质岩和年轻地壳组分的三元混合,且以前两者为主。综合分析华南加里东造山带构造演化序列可以得知,造山带从褶皱缩短、逆冲加厚阶段向伸展垮塌阶段转化而形成的等温降压过程,是形成越城岭花岗岩的诱因。等温降压过程可以通过岩基旁侧新宁-资源深大断裂的松弛调整来实现。     

粤北早古生代花山岩体的成因及其地质意义

华南加里东期的武夷-云开造山带主要由大量的花岗质岩石和高级变质岩构成。相对于广泛分布的早古生代S型花岗岩,同时期的I型花岗岩出露较少,因此较少得到关注。在本次研究中,发现了粤北贵东杂岩体东缘的加里东期花山花岗质岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,其侵位时间为(444.6±2.3)Ma,这表明贵东杂岩体是加里东期-印支期-燕山期多期次岩浆组成的复式岩体。花山岩体具有高硅(w(SiO_2)=69.9%~73.0%)、高钾(w(K_2O)=3.44%~3.51%)、低镁(w(MgO)=0.58%~0.83%)以及弱过铝质(A/CNK=1.03~1.09)地球化学特征,其微量元素和稀土元素分配形式与同期台山I型花岗岩相似。w(P_2O_5)与w(SiO_2)负的相关性以及稀土元素呈现的四分组效应,说明花山岩体具有I型花岗岩属性,且经过一定程度的分异。此外,花山岩体与华南其他早古生代花岗岩具有类似的富集同位素组成(εNd(t)为-9.03,εHf(t)约为-6),结合微量元素特征,我们认为花山岩体产自华夏板块古元古代基底火成岩的部分熔融,可能含有极少量地幔物质的贡献。在早古生代,导致大规模地壳熔融的热源可能主要来自软流圈地幔的上涌和玄武质岩浆的底侵,但华南早古生代花岗岩成分上的多样性,主要继承自不均一的地壳源区。随着越来越多加里东期岩体被报道,其显示面状分布特点,与板片俯冲模型不符。花山岩体与粤北同期高Mg玄武岩和酸性火山岩均位于武夷-云开造山带核部的边缘,应与造山后山根垮塌或岩石圈拆沉有关。