赣东北蛇绿岩形成时代及构造环境——樟树墩辉长岩锆石U_Pb年龄、Hf同位素和地球化学约束

赣东北蛇绿岩是华南最重要的前寒武纪蛇绿岩之一,本文对其中的樟树墩辉长岩进行了年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示樟树墩辉长岩结晶年龄为1 061±44 Ma,代表了洋盆扩张的年龄,也即赣东北蛇绿岩的形成年龄。单颗粒锆石原位Hf同位素分析得到樟树墩辉长岩εHf（t）=6.22-9.94,平均值为8.10,略低于结晶时亏损地幔值;单阶段亏损地幔Hf模式年龄tDM1为1.21-1.41 Ga,平均为1.28Ga,明显大于成岩年龄1 061 Ma。地球化学及锆石Hf同位素结果显示赣东北蛇绿岩地幔具有E-MORB的特点,表明这些辉长岩起源于未发生大规模熔融的初始地幔,推测赣东北蛇绿岩可能形成于古洋盆初始裂解阶段的洋脊环境,赣东北蛇绿岩为MOR型蛇绿岩。

赣东北蛇绿岩地幔橄榄岩岩石成因及其地质意义

赣东北蛇绿岩作为华南少有的前寒武纪蛇绿岩长期都是华南大地构造研究中的热点。该蛇绿岩地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,稀土总量为0.83×10-6~2.62×10-6,远低于原始地幔的含量,而Mg O含量高于原始地幔。稀土元素表现为LREE相对富集,微量元素表现为大离子亲石元素（LILE）富集,高场强元素Nb明显亏损的特征,这表明赣东北地幔橄榄岩具有亏损地幔源区特征,同时也有不同程度的俯冲带流体的交代特征。HREE模拟的部分熔融程度为10%~30%;同时,赣东北蛇绿岩地幔橄榄岩中同时包含Cr#〉60和Cr#〈60两种不同成因的铬尖晶石,说明其经历了MOR（mid-ocean ridge）和SSZ（supra-subduction zone）两种构造环境。结合前人资料,笔者推测赣东北蛇绿岩早先可能形成于洋中脊环境（约1060 Ma）,随后在洋内俯冲作用下（约970 Ma）,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩受到了来自俯冲带的流体/熔体的交代,经历了SSZ环境的改造。

赣东北蛇绿岩带新元古代（~800Ma）高镁安山岩的发现及其意义

在赣东北蛇绿岩带中的樟树墩地区新发现新元古代高镁安山岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb法年龄为794.8±6.0 Ma。它们的Si O2介于54.90%~58.45%,Al2O3介于15.31%~16.77%（平均小于16%）;Ca O为2.46%~6.73%,Fe O^T/Mg O变化于0.87~1.20,具有高Mg O（6.39%~8.76%）、高Mg^#（64~71）特点;富集轻稀土元素且具弱负Eu异常,明显富集LILE而亏损HFSE,Sr含量（普遍〈200×10^-6）和Sr/Y比值（4.11~7.29）均较低,具有典型高镁安山岩的地球化学特征,类似于日本Setouchi火山带的Sanukitoids。锆石εHf（t）值介于10.23~17.79之间,反映它们起源于亏损地幔。主、微量及同位素特征均表明,本区高镁安山岩是被俯冲板片释放的含水流体交代的地幔楔部分熔融的产物,形成于大洋岛弧（洋内弧）环境,指示赣东北地区在约800Ma前时仍存在洋壳俯冲,双溪坞弧尚未增生到扬子东南缘,暗示扬子和华夏两大陆块此时尚未碰撞拼合。

江南造山带东段赣东北蛇绿岩的形成时代:来自辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

赣东北元古宙蛇绿岩位于江南造山带东段,主要由蛇纹石化超基性岩、堆晶岩、辉长岩、辉绿岩、低温高压蓝片岩以及斜长花岗岩组成。对赣东北蛇绿岩中辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得^(207)Pb/^(206)Pb加权平均年龄值为(992±25)Ma(MSWD=1.19),以此代表该辉长岩的结晶年龄。这一年代学结果表明扬子陆块东南缘古洋盆在新元古代早期就已存在,但晚于扬子北缘中元古代晚期古洋盆(~1 120 Ma),暗示扬子克拉通中—新元古代结晶基底的形成具有从西北往东南逐步拼贴的特征。

赣东北蛇绿岩中的埃达克型花岗岩——地球化学和Nd同位素证据

报道了赣东北蛇绿岩中西湾钠长花岗岩的地球化学和Nd同位素研究结果 ,它的许多特征与现代环太平洋地区的埃达克岩 (Adakite)极为相似 ,包括高Al2 O3(15 %～ 17% ) ,Sr (383× 10 - 6 ～92 0× 10 - 6 )和Sr/Y (16 6～ 4 44) ,低HREE(Yb =0 .14× 10 - 6 ～ 0 .2 1× 10 - 6 )和Y(1.6 6× 10 - 6 ～ 2 .81×10 - 6 )以及高εNd(t)值 (+ 4 .9～ + 6 .9)。与现代典型埃达克岩的差异仅在西湾钠长花岗岩具有异常高的Na2 O/K2 O(12～ 37) ,Na2 O/CaO(2 .7～ 3.6 )比值和异常低的MREE(Sm =0 .6× 10 - 6 ～ 1.2×10 - 6 )和HREE含量。上述地球化学特征表明 ,西湾钠长花岗岩为俯冲的细碧岩化的洋壳玄武岩(MORB)在高压条件下小比例部分熔融形成 ,源区残留矿物相有较大比例的角闪石和石榴石 ,而缺少斜长石。这种形成过程类似于现代的埃达克岩的成因。