Late Cretaceous arc magma differentiation in southern Tibet: Evidence from zircon U-Pb chronology,mineralogy and geochemistrySCIEI北大核心CSCD

造山带岩浆作用记录了从大洋俯冲消减到陆陆碰撞的一系列地质过程,同时也蕴含了关于大陆地壳生成、生长的重要信息,其中,与俯冲相关的弧岩浆作用被认为是大陆地壳生长的主要机制。本文通过对西藏南部拉萨地体曲水县至贡嘎县一带出露的黑云母二长花岗岩、镁铁质微粒包体以及石英闪长岩开展同位素年代学、矿物学和岩石地球化学研究,探讨了该岩石组合的成因和弧岩浆的分异演化过程。锆石U-Pb定年结果表明,这些岩石的形成时代为91~88Ma。其中,黑云母二长花岗岩属中钾钙碱性偏铝质岩石系列(A/CNK=0.77~0.99),具高SiO 2(68.90%~69.18%)和Al_(2)O_(3)(15.21%~15.48%),低MgO(1.15%~1.16%)和Mg#值(~44),高Sr/Y比值(60~82),其地球化学特征与埃达克质岩石相似;镁铁质微粒包体的SiO 2含量为54.75%~54.96%,具有较高MgO含量(3.92%~5.40%)和Mg#值(52~61),并具弱的负Eu异常(δEu=0.79~0.82)。石英闪长岩为中钾钙碱性偏铝质岩石(A/CNK=0.84~0.88),其SiO 2含量为58.55%~63.32%,具有较高的Mg#值(44~48)和弱的负Eu异常(δEu=0.68~0.81)。另外,所有黑云母二长花岗岩、镁铁质微粒包体以及石英闪长岩样品的Sr-Nd同位素和锆石εHf(t)值相近((87 Sr/86 Sr)i=0.703594~0.703939,εNd(t)=+4.6~+4.8,εHf(t)=+10.9~+15.6)。矿物成分分析表明,黑云母二长花岗岩和镁铁质微粒包体中发育环带的斜长石An值由中心向边部逐渐下降,未发育反环带结构;石英闪长岩中的辉石为单斜辉石,所分析角闪石均为钙质角闪石,黑云母为镁质黑云母。综合上述特征,本文认为黑云母二长花岗岩、镁铁质微粒包体以及同生石英闪长岩分别代表了源自亏损地幔的母岩浆通过分离结晶作用所派生的不同阶段的产物:其中,石英闪长岩最先由基性岩浆发生以辉石、Ti-Fe氧化物和磷灰石为主的分离结晶作用形成,继而作为母岩浆进一步分异演化;镁铁质微粒包体是岩浆早期结晶的堆晶产物;而黑云母二长花岗岩代表了包体形成后残余熔体的组分。本文的研究表明,冈底斯岩浆岩带晚白垩世发生了富水条件下的岩浆分离结晶和堆晶作用,俯冲带弧岩浆分异对于大陆地壳的形成和演化发挥着重要的作用。