湘中紫云山岩体的成因:锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Hf-O同位素制约

位于湘中盆地周缘的紫云山岩体主要由似斑状石英二长岩(主体)和二云母花岗岩(补体)组成,前者分布于该岩体的周边,后者分布于其内部,岩体内可见有大量岩浆结构的镁铁质暗色包体。利用高精度SIMS锆石U-Pb定年方法得到主体岩体的年龄为225.2±1.7Ma和225.6±1.4Ma,补体岩体的年龄为227.0±2.2Ma,两者均形成于印支晚期,基本上是同时形成的。该区两类岩石均具有富SiO_2、Na_2O和K_2O,贫Ca O、Mg O和Al2O3的特征,A/CNK比值为0.85~1.05,固结指数较高,主体岩石为3.61~5.05,补体岩石为4.13~14.06;其微量元素均表现出富集Rb、U、La、Nd和Zr,亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti的特征;稀土元素配分模式均呈明显的右倾"V"字型,轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=7.35~11.7),Eu负异常较显著(δEu=0.32~0.70);该区花岗岩的主体和补体的锆石Hf-O同位素组成非常相似,εHf(t)值为-10.0~-1.6,δ18O值为7.8~11.4,两阶段模式年龄tDM2为1.22~1.79Ga;各类岩石主要氧化物之间表现出良好的线性协变关系,且明显沿I型花岗岩演化趋势线分布,反映主体和补体岩石具有密切的亲缘关系,均应归属于高分异的I型花岗岩。各类岩石样品沿岩浆混合趋势线分布、而远离结晶分异趋势线,结合Hf-O同位素分析,认为该岩体来源于扬子地块中元古代下地壳变质杂砂岩重熔,与部分幔源岩浆形成的壳幔混合岩浆源区。该岩体形成于碰撞后构造背景,暗示华南地块受太平洋板块及印支地块的双重影响,在印支晚期处于伸展-减薄的构造环境。通过与华南地块其它印支期花岗岩对比分析,提出扬子地块与华夏地块的拼合带在湖南境内应沿"攸县-双牌"一线展布。