湖南阳明山复式花岗岩的岩石成因：锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素约束

湖南阳明山复式岩体位于扬子地块和华夏地块的结合部位,岩体主要由白果市-土坳黑(白)云母二长花岗岩、阳明山二云母二长花岗岩、大江背电气石白云母二长花岗岩、大源里黑云母正长花岗岩组成,利用LA-ICPMS锆石U-Pb定年分别给出228.6±1.4Ma和205±1.8Ma、229.0±2.0Ma和221.8±1.3Ma、218.2±2.0Ma、217.8±1.6Ma的谐和年龄。综合野外观察、地质测量,阳明山复式花岗岩体可能经历了4期岩浆活动:~229Ma、~221Ma、~217Ma、~205Ma。各期次岩石总体具有高碱(ALK平均值8.55%)、高铝(Al2O3平均14.47%)、高磷(P2O5平均值0.25%),低硅(SiO2平均值71.74%)、低铁(Fe2O3T平均值0.92%)、低镁(MgO平均值0.19%)低Ca(CaO平均值0.64%)等特征。铝饱和指数A/CNK值为0.97%~1.30%,大部分大于1,属高钾钙碱性过铝-强过铝花岗岩。稀土配分模式表现为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,具有强烈的负Eu异常。在标准化蛛网图上,富集大离子亲石元素(U、Th、K)和Pb,明显亏损高场强元素(Ti、Nb)和Ba、Sr等元素。上述特征指示阳明山花岗岩是印支晚期同源岩浆多次脉动侵入的复式岩体并具有S型花岗岩的地球化学特征。锆石的εHf(t)值均为负值(集中在-12~-5之间),两阶段模式年龄(tDM2)主要集中在1.28~1.60Ga,推断是古老地壳部分熔融的产物。结合其形成年龄和区域构造背景,本文认为阳明山复式岩体是印支运动由挤压构造向伸展构造转换加厚地壳发生局部伸展-减薄的机制下,中元古代变质泥岩部分熔融形成,并经历了分离结晶作用,其形成温度850~875℃,压力约为7×108~10×108Pa,相当深度为26~30km。