闽西南廖天山破火山活动过程与岩石成因:锆石U-Pb、Hf同位素及微量元素制约

火山是岩浆活动在地表的主要呈现形式,古老火山由于剥蚀作用出露多阶段火山喷发产物及岩浆通道、岩浆房等,从而为揭示岩浆房内部结构和成分演化提供重要窗口。锆石在长期结晶生长过程中,能够记录岩浆系统的结晶分异、晶体-熔体分离和岩浆补给等过程。闽西南晚侏罗世廖天山破火山是保存最完整的中国东南部晚中生代早期代表性破火山之一,本文对其开展锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素组成和微量元素成分分析,以期揭示其火山活动时序、岩浆来源和演化过程。廖天山火山活动具有阶段性和多期次性,一段火山活动开始于约161.5±0.7 Ma,喷发断续且规模较为有限;二段火山岩形成于159.9±0.9~156.9±0.8 Ma,该时段喷发产物规模巨大,构成破火山主体;最后岩浆在153.2±0.7 Ma沿火山通道侵出形成流纹斑岩岩穹,标志着火山活动的结束。锆石Lu-Hf同位素组成显示,廖天山破火山岩浆主要源于古元古代地壳基底的部分重熔,但有不同程度的亏损幔源物质贡献,且在三个火山活动阶段中幔源物质参与比例不同,二段火山岩中相对较低。不同批次岩浆可能从源区分别上升,在深部岩浆房发生岩浆混合,而后在浅部岩浆房短暂留存发生分离结晶作用。根据岩浆来源的变化和火山岩相组合,我们认为廖天山火山活动形成于相对挤压转向伸展的构造环境,受制于晚侏罗世古太平洋板块俯冲以及板片俯冲角度变化的地球动力学背景。