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扬子板块古元古代岩浆事件年龄及其地质意义

彭敏  
【摘要】: 扬子板块是我国最大的前寒武纪板块之一,了解其早期的演化历史对于认识中国大陆构造格局的演变乃至全球构造事件均具有重要的意义。最新研究显示扬子板块广泛存在与哥伦比亚超大陆有关的古元古代构造热事件,然而已有研究主要针对该时期碰撞造山事件中高级变质作用的时代及性质,关于随后的岩浆作用的研究则较为薄弱,从而限制了对扬子板块古元古代构造演化历史的认识。本文对出露于扬子板块崆岭高级变质体的基性岩脉和圈崎淌A型花岗岩进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年龄及Hf同位素的研究,获得了基性岩脉及圈崎淌A型花岗岩的侵入年龄,探讨了圈崎淌A型花岗岩的岩石成因及其地质意义,这些结果为扬子板块古元古代构造演化和其克拉通化完成的时代提供了重要的制约。 基性岩脉是区域伸展作用的标志,具有明确的构造指示意义。扬子板块崆岭高级变质体内部发育有大量的基性岩脉,这些基性岩脉对于认识扬子板块早期的构造演化具有重要意义,但是,目前还没有关于其形成年龄的报道。本文对侵入崆岭高级变质体内部的一个辉绿岩脉样品进行了LA-(MC)ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素分析,得到近似谐和或谐和年龄,它们的207Pb/206Pb年龄加权平均结果为1852±11Ma(MSWD=0.37),代表了该基性岩脉的形成年龄;该基性岩脉中锆石的εHf(t)为-6.3~0.5,加权平均值为-3.06±0.88 (MSWD=1.01),显示其岩浆源区可能为受到交代作用影响的岩石圈地幔。这一发现表明,在约1850 Ma扬子板块处于碰撞后板内伸展构造环境中,同时该时期扬子板块已经具各足够的刚性,以致能产生大规模的脆性破裂以及可能引发地幔对流作用,因此我们推测在约1.85 Ga扬子板块已经具有克拉通的性质。 侵入于扬子北缘崆岭高级变质体的圈崎淌岩体为中-粗粒斑状结构的钾长花岗岩,其主要组成矿物为碱性长石、石英、黑云母和斜长石,不含碱性暗色矿物。对该岩体两个样品进行锆石U-Pb定年,得到了谐和或近似谐和的年龄,它们的207Pb/206Pb年龄加权平均结果结果分别为1846±13 Ma和1851±14 Ma,表明该岩体的侵入年龄约为1.85 Ga。圈崎淌钾长花岗岩体具有较高的SiO2(72.6-74.4 wt%)、K2O(5.09-5.56 wt%)、Na2O(3.02-3.36 wt%)和较低的Fe2O3(2.56-3.19 wt%)、MgO(0.25-0.37 wt%)含量。在K2O vs. SiO2和TAS图解中,圈崎淌钾长花岗岩分别落入高钾钙碱性和亚碱性花岗岩区域。它们A1203含量为12.48%~13.01%,显示出准铝质的特征(A/CNK=0.93~0.98).微量元素分析结果表明,圈崎淌钾长花岗相对富集轻稀土,其(La/Yb)N比值为10.6~21.7,在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,显示出明显的Ba、Nb、Ta、Sr、P、Eu和Ti的亏损。通过锆石饱和温度计估算,圈崎淌钾长花岗的岩浆形成温度大于845℃。这些地球化学特征表明圈崎淌钾长花岗为典型铝质A型花岗岩。锆石Hf同位素结果显示圈崎淌A型花岗岩具有较负的εHf(t)值(-17.6~-20.9)和较老的Hf两阶段模式年龄(3.6~3.8 Ga),指示其物源为古老的太古宙地壳物质。综合地球化学和锆石Hf同位素证据,我们推断圈崎淌A型花岗岩由2.9 Ga的英云闪长质岩石以斜长石为主要残留相的脱水部分熔融形成。根据Eby提出的分类原则,圈崎淌A型花岗岩为产出于造山后伸展环境的A2型花岗岩,其侵入年龄约为1.85 Ga明显晚于扬子板块2.0 Ga的碰撞造山事件,表明1.85 Ga扬子板块已经发生了由碰撞挤压向伸展垮塌的构造转换。圈崎淌A型花岗岩是扬子板块首次出现的高钾花岗岩,指示扬子板块的克拉通化作用在1.85 Ga已经完成,其克拉通化过程可能由与哥伦比亚超大陆聚合有关的古元古代碰撞造山事件导致。


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