敦煌地块新太古代晚期岩浆-构造热事件:来自东巴兔山地区TTG片麻岩的证据

敦煌地块位于塔里木克拉通的东北缘,区内广泛出露前寒武纪岩石,主要由新太古代到古元古代TTG片麻岩、变质表壳岩及变基性-中酸性侵入岩组成,研究其中的TTG片麻岩对于探讨敦煌地块早前寒武纪大陆地壳的形成和演化具有重要的意义。本文对敦煌地块东巴兔山地区的太古宙TTG片麻岩进行了详细的野外调查、锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素分析,以查明其岩石成因和构造背景,进而探讨敦煌地块早前寒武纪构造演化过程。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,东巴兔山上口子和营湖峡地区的奥长花岗质片麻岩的形成年龄为2.6~2.5Ga,属于新太古代晚期岩浆作用的产物,之后经历了古元古代(~2.4Ga和~2.0Ga)和晚古生代(~350Ma)的两期变质事件。东巴兔山地区TTG片麻岩具有高的SiO 2(67.29%~76.20%)和Na 2O(4.94%~5.83%)含量,低的MgO(0.51%~1.57%)和K 2O(0.39%~1.30%)含量,以及中等Al 2O 3(14.09%~15.87%)含量,其铝饱和指数(A/CNK)值为0.96~1.04,Mg#值为50.2~66.1。TTG片麻岩具有低-中等的稀土元素含量(∑REE=69.6×10^(-6)~174×10^(-6)),轻、重稀土分馏明显((La/Yb)N=23.9~141),富集轻稀土,显示弱到明显Eu正异常(Eu/Eu=1.08~1.81),富集大离子亲石元素(如,Rb、Sr、Th、U等),亏损高场强元素(如,Nb、Ta、Ti等)。此外,这些岩石还具有高Sr(551×10^(-6)~824×10^(-6))、低Y(3.13×10^(-6)~8.98×10^(-6))含量,Sr/Y比值为66.8~215。锆石Hf同位素组成显示,东巴兔山地区TTG片麻岩具有负到正的εHf(t)值(-11.7~+8.3),但大部分为正值,对应的二阶段Hf模式年龄为3811~2521Ma。上述地球化学特征表明,敦煌地块东巴兔山地区新太古代晚期TTG片麻岩主体应为新生玄武质地壳物质部分熔融的产物,源区可能有石榴子石、角闪石和(或)金红石残留。结合已有的研究成果,本研究认为敦煌地块东巴兔山地区的新太古代TTG片麻岩形成于与俯冲相关的构造背景,代表了一期重要的地壳生长事件,之后经历了古元古代和古生代两期区域变质作用事件。

贺兰山古元古代花岗岩年代学及地球化学特征:对华北克拉通西部孔兹岩带形成和演化的制约

华北克拉通西部贺兰山地区基底岩石以古元古代孔兹岩系和S型花岗岩为主,该区的S型花岗岩是探索华北克拉通西部陆块孔兹岩带地质演化的关键研究对象之一。本文主要以贺兰山北部的片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩为研究对象,通过详细的岩石学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素以及全岩地球化学等方法来讨论其岩石成因和地质意义。结果表明,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩侵位年龄分别为~2. 0Ga和~1. 97Ga,属于古元古代时期不同阶段岩浆作用的产物。片麻状含石榴黑云母花岗岩具有较低SiO2(60. 88%~65. 42%),高Al2O3(16. 84%~19. 35%)、Fe2O3T(5. 94%~6. 14%)、K2O (3. 25%~5. 10%)、A/CNK (1. 75~2. 34)和Mg#(47~51),低Na2O (1. 14%~2. 45%),以及较高的稀土元素含量(∑REE=262×10-6~290×10-6)和明显的Eu负异常(δEu=0. 30~0. 55)。似斑状石榴黑云母花岗岩具有高SiO2(71. 93%~74. 98%)、K2O (4. 58%~6. 98%)、Al2O3(13. 25%~14. 79%)和Na2O (3. 13%~3. 94%),低Fe2OT3(0. 69%~1. 39%),A/CNK值为1. 08~1. 14,且具有相对较低的Mg#值(17~43)和稀土元素总量(∑REE=35. 3×10-6~127×10-6),Eu负异常和正异常(δEu=0. 07~3. 58),二者均属于过铝质S型花岗岩。贺兰山两期花岗岩明显富集大离子亲石元素(如Rb、U等),亏损高场强元素(如Nb、Ta等)。早期片麻状含榴黑云母花岗岩和晚期似斑状石榴黑云母花岗岩的εHf(t)值分别为-1. 1^+2. 6和-2. 1^+3. 8,对应的两阶段Hf同位素模式年龄(tDM2)分别为2. 45~2. 68Ga和2. 36~2. 73Ga,远大于其锆石的结晶年龄。此外,贺兰山花岗岩具有相对高的Al2O3/TiO2和低的CaO/Na2O、Rb/Sr、Rb/Ba比值,表明其原岩可能主要以变沉积岩为主。上述结果表明贺兰山地区古元古代S型花岗岩的岩浆起源于古老地壳变沉积岩物质,可能有少量新生地壳物质的加入。综合区域地质资料,本文研究认为贺兰山地区在古元古代晚期为活动大陆边缘的构造环境,片麻状含石榴黑云母花岗岩和似斑状石榴黑云母花岗岩分别形成于阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞前和同碰撞的构造背景,表明这两个微陆块的碰撞时间可能要稍早于1. 95 Ga。