甘肃马庄山地区花岗岩类的元素地球化学、U-Pb年代学及Nd-Hf同位素特征

北山造山带位于中亚造山带南缘,连接了东天山和索伦缝合带,对认识中亚造山带的构造演化具有十分重要的意义。本文选择北山造山带西段马庄山地区的花岗闪长岩、钾长花岗岩和闪长岩进行岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素及LAICP-MS锆石U-Pb年代学的研究。结果表明,英云闪长岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩具有高硅(64.54%～78.48%)、高钾(1.53%～4.95%)、低磷(0.01%～0.21%)的特征,显示出高钾钙碱性-钙碱性岩石的特点。岩石整体相对富集Rb、K、Th和U大离子亲石元素,亏损P、Ta、Nb和Ta高场强元素,与弧火成岩的微量元素特征一致。花岗闪长岩和英云闪长岩的SiO_2与P_2O_5呈负相关关系,Rb与Y、Th均呈现正相关关系,说明其属于Ⅰ型花岗岩。钾长花岗岩和花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为317.7±1.0Ma和320.2±0.8Ma,表明岩浆侵位时代为晚石炭世。它们的初始ε_(Nd)(t)值介于-5.31～-4.24之间,锆石ε_(Hf)(2)介于-3.6～-0.2之间,Hf的t_(DM2)为1318～1537Ma,暗示岩石来自于下地壳物质的部分熔融,原始岩浆在上侵过程中有部分地幔物质的加入。综合地质、地球化学和年代学特征,认为北山西段,在晚石炭世,马庄山地区处于与俯冲相关的弧环境。