北山南带音凹峡地区酸性火山岩年代学、地球化学研究:二叠纪裂谷岩浆作用的新证据

北山造山带位于中亚造山带南缘中段地区,是中亚造山带、塔里木克拉通和华北克拉通的构造结合部。年代学资料表明北山南带晚古生代存在一期重要的岩浆活动,所形成的岩石类型包括了镁铁-超镁铁质杂岩、花岗岩类以及酸性火山岩。音凹峡地区位于北山南带,该地区广泛分布着厚度巨大的二叠系。这套地层主要是由酸性火山岩及火山碎屑岩组成,流纹岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为273±1 Ma,为早二叠世。针对音凹峡地区酸性火山岩的地球化学研究发现,其具有高SiO_2、K_2O+Na_2O、Al_2O_3含量、低Fe_2O_3~T、Mg O、P_2O_5含量;富集轻稀土元素,重稀土元素无分异,具有明显的Eu负异常;微量元素方面,酸性火山岩富集Cs、Rb、Th、U、Zr和Hf等元素,而相对亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素。酸性火山岩的锆石ε_(Hf)(t)值为-6.0~3.9,具有较老的Hf同位素模式年龄,t_(DM2)=1046~1669 Ma。音凹峡酸性火山岩的地球化学证据表明这套火山岩系可能由中-新元古代壳源岩石部分熔融形成,并与幔源岩浆进行了不同程度的混合,之后发生了分离结晶作用。综合音凹峡地区同时代镁铁质岩石、花岗岩类的研究成果,以及该地区二叠系沉积建造及火山岩特征分析可知,北山南带在早二叠世应处于大陆裂谷的构造背景。