南秦岭土地岭早古生代粗面质火山岩成因:来自锆石U-Pb年龄、元素及Sr-Nd同位素证据

南秦岭土地岭地区火山岩因富含铌钽等稀有金属元素而受到广泛关注,但目前对该类火山岩成因的研究还较为薄弱。通过对土地岭典型粗面质火山岩进行锆石U-Pb年代学、主‒微量元素及Sr-Nd同位素地球化学研究,探讨岩石成因及成岩构造背景。土地岭富铌钽火山岩主要岩石类型有霓石粗面岩、含晶屑粗面质凝灰熔岩、晶屑粗面质熔结凝灰岩、粗面质晶屑凝灰岩及沉凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该火山岩成岩年龄为445±10 Ma,形成于早志留世。地球化学特征表明,火山岩样品具高硅(SiO_(2)=55.97%~66.71%)富碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.64%~16.74%)的特征,为一套碱性火山岩;轻稀土元素显示相对富集特征((La/Yb)N=11.2~93.6)。火山岩(87Sr/^(86)Sr)i主体为0.7034~0.7057,ε_(Nd)(t)值为2.2~2.7,相应的Nd模式年龄tDM为0.77~0.89 Ga。土地岭火山岩Sr-Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB)特征,可能来自于HIMU,EMⅠ和EMⅡ的混合源区。结合其较高的Nb/U值(10.8~106.1)以及主量元素CaO、MgO、Fe_(2)O)(3)^(T)、TiO_(2)与SiO_(2)均显示负相关关系特征,土地岭赋矿火山岩应该为富集地幔来源岩浆结晶分异作用的产物,可能形成于早古生代华南板块北缘的被动大陆边缘环境。