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桂北—湘西新元古代镁铁质岩的形成时代和成因

周继彬  
【摘要】:华南新元古代中期(830-740Ma)广泛分布的火成岩已引起地学界的普遍关注。在Rodinia超大陆构建、华南在Rodinia再造模型中的位置以及Rodinia超大陆裂解事件的动力学机制等重要地质问题的讨论中,这一时期岩浆活动的构造环境属性是地幔柱作用下的裂解环境还是活动大陆边缘的俯冲环境而变得相当重要。目前,研究人员对这时期的火成岩成因存在争论,其焦点在于对具有一些似岛弧岩浆地球化学特征(如Nb、Ta等高场强元素亏损)的火成岩成因认识不同。本文选择扬子南缘桂北—湘西地区的新元古代镁铁—超镁铁岩为研究对象,在野外地质工作基础上,通过岩石学、地球化学、Sm-Nd同位素和SHRIMP锆石U-Pb定年等综合研究来探讨这些镁铁质岩的形成时代、成因和成岩构造环境,进而讨论其地质意义。主要研究进展如下: 1、SHRIMP锆石U-Pb定年表明桂北元宝山地区超镁铁岩的年龄为841±22Ma(2σ),与桂北三防—何家湾地区出露的~825 Ma镁铁—超镁铁侵入岩年龄在误差范围内一致,这说明桂北宝坛—元宝山地区出露的镁铁—超镁铁侵入岩具有基本一致的年龄。超镁铁岩的岩石学和主量元素特征表明超镁铁岩是堆晶岩,其微量元素含量较低(NMORB),蛛网图上除了Nb、Ta、Zr、Hf亏损外,一般表现为平坦的分配曲线。超镁铁岩的εNd(T)变化范围为-1到+6.5,表明超镁铁岩的母岩浆遭受了一定的地壳混染。其Nd同位素和Th/Nb比值与澳大利亚新元古代~825Ma地幔柱的产物Gainder镁铁质岩墙群(GDS)相似。超镁铁岩较低的Th/Nb比值与原始地幔的值非常类似,而与大陆弧玄武岩浆的值明显不同;所以元宝山地区超镁铁岩应形成于板内环境,而不是活动大陆边缘。元宝山地区超镁铁岩的形成很可能与导致新元古代Rodinia超大陆裂解的~825 Ma华南地幔柱有关。 2、已有研究表明桂北宝坛地区镁铁质侵入岩的年代为~825 Ma。在地球化学特征上,这些镁铁—超镁铁岩属于钙碱性系列,微量元素特征一定程度上类似岛弧玄武岩浆(具有Nb-Ta-Ti亏损),εNd(T)变化范围较大(从-5.89到-1.05)。此外,该


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