辽西彰武地区中生代高镁安山岩地球化学及其对新生下地壳拆沉作用的指示

对产于辽西彰武地区的早白垩世10个火山岩样品的研究表明, 除一个样品为玄武岩外(SiO₂=50.23%), 其余均为安山岩. 这些安山岩的SiO₂含量为53%~59%, 具有高的MgO(3.4％~6.1%, Mg^# = 50~64), Ni(27~197 μg/g), Cr( 51~478μg/g)和Sr( 671~1499μg/g)含量, 高的Sr/Y比值(34~115), 轻重稀土分异明显(La_N/Y_N＝10~30), 其微量元素显示出高镁埃达克质的特征. 4件安山岩样品的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值为0.5118352~0.5122341, ε_Nd(126Ma)=－6.36~－13.99, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.70634 ~0.70688, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(126 Ma)>0.706, 它们与汉诺坝基性麻粒岩的Sr-Nd同位素组成相似. 对一个安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明有3组谐和的锆石, 其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值分别是: 第1组(253±5) Ma (2σ, MSWD=9.1, n=59), 第2组(172±2) Ma (2σ, MSWD=2.2, n=42), 第3组(126±2) Ma (2σ, MSWD=3.2, n=19). 阴极发光图像表明第1和第2组锆石均具有典型的岩浆环带, 第3组锆石的阴极发光很弱且无环带. 3组锆石均具典型岩浆锆石的REE分配特征(如亏损LREE, 正Ce异常)且Th/U >0.1. 第1组年龄记录了古亚洲洋的闭合和蒙古板块与华北克拉通北缘碰撞事件; 第2组年龄记录了该区的玄武岩浆底侵和地壳增厚的事件; 第3组最年轻的年龄应代表火山岩喷发年龄. 矿物学上, 彰武高镁安山岩具核部高Fe, 幔部高Mg的反环带单斜辉石斑晶, 并含有铬铁矿. 根据上述锆石年代学、矿物学和地球化学特征, 彰武高镁安山岩指示了~170 Ma的中侏罗世时期玄武质岩浆底侵形成的加厚下地壳, 相变为榴辉岩, 然后拆沉至软流圈, 发生部分熔融, 产生的熔体在上升过程中与新生的地幔橄榄岩反应, 最终形成彰武高镁安山岩. 由此可较好解释彰武高镁安山岩的高镁和埃达克质微量元素特征以及无古老继承锆石特征.     

北京西山晚中生代火山岩U-Pb锆石年代学及地球化学研究

对北京西山髫髻山组和东岭台组火山岩锆石U-Pb SHRIMP和LA-ICP-MS定年及地球化学的研究结果表明, 髫髻山组上部火山岩时代为137.1±4.5 Ma(2σ), 东岭台组中部火山岩时代为130~134 Ma. 前者略老于后者, 但两者时代相差<5 Ma, 证明两组火山岩的喷发是在很短的时间内完成的. 北京西山地区髫髻山组火山岩的年龄与承德盆地髫髻山组火山岩的年龄明显不同, 表明髫髻山组火山岩年龄可能存在明显区域变化. 北京西山髫髻山组中存在典型的埃达克岩(SiO₂含量约为56%, Na₂O = 3.99~6.17, Na₂O/K₂O = 2.2~3.1, Sr = (680~1074)×10^-6, Y = (13.2~16.3)×10^-6, Yb = (1.13~1.52)×10^-6, Sr/Y = 43~66 ), 高镁埃达克岩和高镁安山岩(Mg# = 54~55). 髫髻山组埃达克岩及与其共生的其它中酸性火山岩均具有典型的Nb-Ta负异常和Pb正异常等大陆地壳特征, 表明它们是陆壳岩石部分熔融的产物. 上述结果表明, 北京西山地区髫髻山组埃达克岩代表了中生代曾存在于华北克拉通的加厚榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉至软流圈中, 榴辉岩随后发生部分熔融, 熔体上升过程中与地幔橄榄岩发生相互作用的产物. 髫髻山组火山岩的年龄制约了拆沉作用至少延续至137 Ma. 东岭台组火山岩为Mg#正常的流纹岩和英安岩, 表明它们没有与地幔发生反应, 它们可能代表了拆沉作用导致的软流圈地幔物质上涌造成的深部地壳物质重熔的产物.