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华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示
引用本文:崔芳华,徐学纯,郑常青,姚文贵,施璐. 华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示[J]. 岩石学报, 2020, 36(8): 2463-2492
作者姓名:崔芳华  徐学纯  郑常青  姚文贵  施璐
作者单位:山东理工大学资源与环境工程学院, 淄博 255000;吉林大学地球科学学院, 长春 130061;吉林大学地球科学学院, 长春 130061;自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室, 长春 130061;中国地质调查局沈阳地质调查中心, 沈阳 110034
基金项目:本文受自然资源部公益性行业科研专项经费项目(201011083)、山东省自然科学基金项目(ZR2019PD010)、国家自然科学青年基金项目(41802238)、自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室开放课题基金(DBY-KF-19-15)和福建省科技计划项目(2016R1006-2)联合资助.
摘    要:目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130~125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156~139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70~-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387~2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64~+6.22、tDM1=537~969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30~-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917~2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160~139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130~120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156~139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139~130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130~125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。

关 键 词:花岗质岩石  岩石成因  Hf同位素组成  古太平洋俯冲与回撤  华北克拉通东部
收稿时间:2020-03-28
修稿时间:2020-06-20

The paleo-Pacific plate subduction and slab roll-back beneath eastern North China Craton: Insights from the Late Mesozoic granitoids in Xingcheng area, western Liaoning Province
CUI FangHu,XU XueChun,ZHENG ChangQing,YAO WenGui,SHI Lu. The paleo-Pacific plate subduction and slab roll-back beneath eastern North China Craton: Insights from the Late Mesozoic granitoids in Xingcheng area, western Liaoning Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 2020, 36(8): 2463-2492
Authors:CUI FangHu  XU XueChun  ZHENG ChangQing  YAO WenGui  SHI Lu
Affiliation:School of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255000, China;College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;Key Laboratory of Mineral Resources Evaluation in Northeast Asia, Ministry of Natural Resources, Changchun 130061, China; Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources, CGS, Shenyang 110034 China
Abstract:
Keywords:Granitoids  Petrogenesis  Hf isotope  Subduction and slab roll-back of paleo-Pacific  Eastern North China Craton
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