滇西兰坪盆地莲花山岩体成因与构造意义:岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

沿金沙江-哀牢山古特提斯缝合带两侧发育的巨型新生代陆内钾质岩浆岩带一直是地质学界关注的热点,其西侧的印支地块钾质岩浆岩尚缺乏深入探讨,制约着对钾质岩浆岩带成因的理解以及对印支地块深部壳幔物质结构的认识。本研究选取的莲花山岩体位于印支地块北部的兰坪盆地东南端,依次对其开展系统的岩相学、元素地球化学、锆石U-Pb年代学以及Hf同位素研究。结果显示,岩体主要由石英二长斑岩组成,LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果制约岩体侵位时代在~34Ma。岩石样品具有富碱(Na_2O+K_2O=9.0%~9.2%)、高K(K_2O/Na_2O=1.0~1.2)特征,属钾玄岩浆系列;富集Th和U等大离子亲石元素,亏损Nb和Ta等高场强元素,轻稀土元素富集((La/Yb)N=22~24)。综合反映莲花山钾质岩浆岩系由大洋板片俯冲作用造成的富集源区的部分熔融作用而产生。锆石εHf(t)在+1.4^+4.6,集中在+2.8^+4.0,对应的Hf同位素地壳模式年龄为1027~815Ma,集中在934~860Ma。岩体集中的锆石εHf(t)值和缺乏继承锆石的特征,说明岩浆岩上侵过程中未受到围岩的混染。目前已知的印支地块东部自新元古代以来(<1000Ma)经历的俯冲作用仅有金沙江-哀牢山古特提斯洋二叠纪(ca.290~250Ma)西向俯冲,莲花山岩体锆石具有的新元古代Hf同位素地壳模式年龄反映古特提斯洋板片俯冲过程有陆源沉积物质加入地幔中,该认识与岩石Nb/U比值(1.3~4.7)所反映的加入地幔的俯冲物质属性一致。莲花山岩体和其西侧同期卓潘钾质杂岩体与扬子西缘钾质岩体群同属金沙江-哀牢山钾质岩浆岩带的组成部分,它们由始新世时期古特提斯缝合带加厚岩石圈拆沉作用导致的软流圈热上涌而诱发。该构造-热事件影响的空间范围可能较传统认为的更大,其向西远涉至印支地块内部,从而导致了莲花山和卓潘等岩体的形成。

滇西莲花山富碱斑岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

莲花山富碱斑岩体位于兰坪盆地东缘,是滇西富碱斑岩带的重要组成部分。该岩体主要由石英二长斑岩和角闪石英二长斑岩组成,对不同岩性中的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素测年,获得其形成年龄为(35.6±0.5)^(35.7±0.5)Ma,表明该岩体的形成时代为始新世。其K_2O/Na_2O比值为0.97~1.42、K_2O+Na_2O含量为8.86%~9.59%,显示高钾富碱的特征,属于钾玄岩系列岩石;岩体具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征,显示弱的Eu负异常。利用锆石Ti温度计,获得岩体中岩浆锆石样品的结晶温度较低,介于594~788℃,说明该岩体岩浆源区的形成与俯冲-碰撞作用有关。样品中存在有少量年龄为1 177~68 Ma的继承锆石,Nb/U比值为1.31~4.73,表明莲花山岩体的源区是由洋壳俯冲作用形成的交代富集地幔,在其上侵过程中受到壳源物质不同程度的混染;岩体侵位于印度板块—欧亚板块陆-陆碰撞的挤压环境向后碰撞伸展环境转换的构造背景下。

广东莲花山花岗岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

广东莲花山岩体位于莲花山断裂带北部,由规模巨大的侏罗—白垩纪花岗岩组成。本文对莲花山岩体中部进行了系统的岩石学、地球化学、锆石U-Pb同位素和Lu-Hf同位素研究,获得片麻状花岗岩、细粒黑云母花岗岩和细-中粒黑云母花岗岩的锆石^(206)Pb/^(238)U年龄分别为(142.5±1.5)Ma(MWSD=3.5,N=30)、(138.9±0.6)Ma(MWSD=1.4,N=30)和(145.5±0.7)Ma(MWSD=1.2,N=28),表明岩体为晚侏罗至早白垩世岩浆活动的产物。地球化学特征显示岩体为偏铝质-弱过铝质(A/CNK=0.97~1.1)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=6.1 wt%~8.1 wt%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.4~1.8),富集Rb、Th、U、K、Pb,亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti,与壳源岩浆特征类似。岩体SiO_(2)含量差异较大(69.5 wt%~80.1 wt%),高硅样品明显经历一定程度的结晶分异,属于分异的I型花岗岩。所有样品锆石ε_(Hf)(t)值均为负值(–4.5~–2.0),在年龄-ε_(Hf)(t)图中,均落入球粒陨石演化线和华夏基底演化线之间,暗示源岩主要为古老壳源基底物质。在此基础上,结合区域构造-岩浆记录,本文认为莲花山花岗岩体的形成与古太平洋板片俯冲后撤(roll back)诱发的弧后扩张作用相关。