燕山褶断带晚三叠世都山复式岩基成因及侵位变形：华北北缘中生代早期构造背景的制约

对燕山褶断带内三叠纪都山花岗质岩基进行了详细野外观察,测量了岩体变形的构造要素,获得了锆石U Pb定年、全岩主微量元素和锆石Lu Hf同位素分析数据,用以揭示都山复式岩基的成因及构造背景。都山复式岩基包括南部变形较强的都山岩体和北部弱变形的大石柱岩体,锆石LA ICP MS分析表明都山岩体和大石柱岩体侵位时代在误差范围内一致,大石柱岩体并非晚二叠世岩体,而是与都山岩体近于同期侵位。都山复式岩基主要由花岗岩、石英二长岩及少量闪长岩组成,岩石具有高SiO2含量,低MgO含量的高钾钙碱性系列岩石,富集大离子亲石元素（如K、Ba、Sr）和轻稀土元素,亏损高场强元素（如Ti、Nb、Ta）和重稀土元素,并表现出埃达克质岩石的特征。锆石εHf（t）值介于-13.69～3.94。主微量元素和Hf同位素组成表明,都山复式岩基岩浆源区包括古老下地壳以及少量富集岩石圈地幔和亏损的软流圈地幔,母岩浆可能经历了岩浆混合。都山复式岩基南部岩体内片麻理具有环状分布特征,并且从岩体中心到边缘逐渐增强,岩体边部包裹大量片麻岩围岩团块。这些特征表明,岩体可能是在区域挤压构造应力场之下通过顶蚀膨胀的方式主动侵位的。结合区域地质背景,都山花岗质复式岩基可能是在华北克拉通北缘中-晚三叠世岩石圈拆沉和减薄之后的板内伸展构造背景下软流圈上涌引起岩石圈地幔熔融底侵古老下地壳后形成的。中-晚三叠世之交,华北北缘进入板内伸展构造体制,岩石学证据表明,岩石圈经历了破坏和减薄,而上地壳岩石仍然记录了挤压构造变形。因此华北北缘中生代早期构造体制在时间和深度层次上存在解耦,岩石圈伸展的浅部响应存在明显的滞后性。     

河北都山杂岩体地球化学特征及其地质意义

都山杂岩体由不同岩性的花岗类岩石组成,主要包括细粒石英二长岩,中细粒黑云母二长花岗岩(中心相)和粗中粒黑云母正长花岗岩。前人的年龄数据表明该杂岩体中不同岩性的岩体是近乎同时就位的。本文通过野外观察岩体接触关系,结合室内研究,认为该杂岩体具有同源岩浆演化的特点,具有高SiO2(平均值为69.90%),高Al2O3(平均值为14.82%),MgO小于3%(平均值为1.09%),高S(r平均值为917.18μg/g)低Y(平均值为5.44μg/g),低Yb(平均值为0.50μg/g),(La/Yb)N1(平均值为50.95),以及Nb/Ta比值负异常等特点,在埃达克岩Sr/Y-Y和Sr/Yb-Yb判别图中显示为埃达克质岩石。岩石中出现的强烈的Nb-Ta解耦现象很可能是继承源区组分的特点,推测其源区主要成分为华北克拉通内广泛发育的TTG岩套(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩),源区中也存在少量变质玄武岩和变沉积岩。通过对都山杂岩体的地球化学分析,认为强烈的Nb/Ta负异常,高(La/Yb)N,高Sr以及无明显的负Eu异常说明残留矿物组合应该为角闪石+石榴石±少量斜长石,残留相为角闪榴辉岩相,残留矿物中无金红石,推测其形成时的地壳厚度为50~70 km。按照地壳均衡原理,其反映出的古山脉高度为3000~5000 m。结合区内部分其他岩体的资料,认为西伯利亚板块与中朝古板块碰撞造山作用在中—晚三叠世时期仍在持续,此时的华北克拉通北东缘出现了高耸的山脉。