北祁连东段早古生代洋壳俯冲作用记录——来自晚奥陶世高镁埃达克岩的证据

具有特殊成因机制的埃达克质岩石是探究深部岩浆动力学过程与区域构造演化的重要岩石探针之一。本文对北祁连造山带东段宁夏南华山地区出露的石洼里花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年龄、主量-微量元素及锆石原位Hf同位素分析,以探讨其岩石成因及地球动力学意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明石洼里花岗岩侵位年龄为452±4 Ma, 为晚奥陶世岩浆活动的产物。岩石具有较高的SiO₂(68.60%~71.42%)、Al₂O₃(14.95%~15.75%)和Na₂O(5.06%~5.79%)含量,较低的K₂O(2.23%~3.10%)、MgO(0.91%~1.73%)含量和较高的Mg^# 值(55~59),属弱过铝质钙碱性系列岩石; 岩石具有高Ba(1 025×10^-6~1 250×10^-6)、Sr(324×10^-6~577×10^-6)和低Y(6.99×10^-6~7.69×10^-6)、Yb(0.65×10^-6~0.71×10^-6)含量,较高的Sr/Y(45~79)和(La/Yb)_N(17~31)值,且无明显Eu负异常。锆石εHf(t)值相对较高,变化范围为+0.5~+15.5。主量-微量元素及同位素分析结果表明石洼里花岗岩具有高镁埃达克岩的典型特征, 可能是在30~40 km深度的岛弧基性下地壳部分熔融的产物,其源区中可能存在早古生代的新生地壳。结合区内蛇绿岩、高压变质岩、弧岩浆岩的研究成果, 笔者认为受北祁连原特提斯洋北向俯冲影响,石洼里高镁埃达克岩形成于老虎山弧后盆地洋壳在晚奥陶世的南向俯冲过程中。