克拉玛依侏罗纪玄武岩地球化学特征及其壳幔作用过程研究

新疆北部中新生代岩石圈深部过程一直备受关注但研究较少。在详细的野外地质和室内岩相学的研究基础上,对西准噶尔克拉玛依侏罗纪玄武岩开展了全岩主元素、微量元素和Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析。这些玄武岩与下伏下石炭统太勒古拉组地层呈角度不整合接触关系,具有明显柱状节理、块状构造、斑状结构,斑晶主要由富Ca斜长石、普通辉石和橄榄石组成,部分含有菱铁矿,基质为间粒间隐结构。玄武岩属于碱性玄武岩系列(σ=3.87~4.68),强烈富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K等)和轻稀土元素,没有Eu的负异常(δEu=1.02~1.06),具有相对较低的正εNd(t)值(+2.95~+3.02)和较高的(87Sr/86Sr)i值(0.7048~0.7049),暗示其具有与OIB型源区相似但较为亏损的源区特征。这些玄武岩可能来源于80 km以下深处的石榴石二辉橄榄岩的低程度部分熔融作用。玄武岩中获得锆石的U-Pb谐和年龄为(357.3±5.1)Ma,这一年龄与围岩太勒古拉组的时代相当,指示这些锆石主要来自早期岩浆作用。与晚古生代岛弧及后碰撞基性火山岩不同,侏罗纪玄武岩形成于相对稳定的板内构造环境,其地幔源区亏损程度不及晚古生代火山岩源区。这样的源区可能与俯冲下沉洋壳和拆层岩石圈发生变质重熔形成富集熔体并不断交代亏损地幔有关。     

苏鲁超高压地体部分熔融时间的厘定：荣成花岗质片麻岩中浅色条带的锆石U-Pb定年、微量元素和Lu-Hf同位素证据

威海-荣成地区混合岩化花岗质片麻岩为研究超高压地体折返过程中的部分熔融提供了理想的窗口。本文通过对荣成地区鲍村花岗质片麻岩中浅色条带野外观察、岩相学以及锆石的CL图像、U-Pb定年、微量元素和Lu-Hf同位素的系统研究表明,鲍村花岗质片麻岩中的浅色条带为部分熔融的产物,其主要矿物组成为石英+斜长石+钾长石+黑云母。锆石CL图像显示清楚的核-边结构:继承岩浆核和新生岩浆边。继承核的206Pb/238U协和年龄为620±8～784±7Ma(Mean=701±33Ma);具有典型的岩浆锆石的微量元素特征,如重稀土(HREE)和Y富集,强烈的正Ce异常和负Eu异常,以及极低的(Gd/Lu)N和Hf/Y比值;εHf(t=700Ma)值为-13.0～-8.0(Mean=-10.9±0.8),相应的tDM2为2120～2429Ma(Mean=2303±51Ma)。新生边的206Pb/238U协和年龄为211±6～244±5Ma(226±10Ma);虽然微量元素的整体含量低于继承核,但也具有岩浆锆石的微量元素特征,如稀土元素配分模式显示HREE明显上翘的特征,正Ce异常和负Eu异常,以及极低的(Gd/Lu)N比值;εHf(t=225Ma)值为-17.3～-14.2(Mean=-15.2±0.6),相应的tDM2为2152～2347Ma(Mean=2214±33Ma)。上述特征表明,部分熔融的原岩是由古元古代(2.2～2.3Ga)的地壳物质在新元古代(701±33Ma)重熔而成,部分熔融可能发生在超高压地体折返早期的热折返阶段(榴辉岩相-高压麻粒岩相条件下),时代应为226±10Ma。威海-荣成混合岩化片麻岩内广泛发育的富含钾长石和石英的酸性岩脉(约220～210Ma),可能为折返晚期的角闪岩相冷凝阶段,部分熔融形成的熔体经历了结晶分异作用的产物。