早白垩世华北克拉通东部岩石圈减薄过程和机制:来自辽宁本溪北大山岩体的证据

早白垩世华北克拉通岩石圈经历了巨厚减薄事件,但减薄过程及机制仍存在较大争论。本文对位于华北克拉通东部辽宁本溪地区的北大山岩体进行了野外地质调查、岩相学、地球化学、锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究,探讨其形成时代、源区和成因,以期得到关于华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄研究的启示。北大山岩体岩性为似斑状黑云二长花岗岩,锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果显示,花岗岩的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(117.1±1.4)Ma,表明为早白垩世岩浆活动的产物。北大山岩体似斑状黑云二长花岗岩具有富硅(w(SiO_(2))=69.15%~69.87%)、富碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)=8.46%~8.66%)、贫镁(w(MgO)=0.80%~0.90%)、贫钙(w(CaO)=2.03%~2.04%),准铝质(A/CNK=0.98~0.99)的特征;富集Rb、Th、K、Ba等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,稀土元素配分曲线为右倾型,轻稀土较陡,重稀土较平缓,花岗岩熔体的锆石饱和温度(763.14~768.87℃)明显低于A型花岗岩(>800℃),以上特征总体表现出高钾钙碱性I型花岗岩特征。锆石Lu-Hf同位素分析表明,锆石εHf(t)值为-21.49~-19.04,均为负值,二阶段亏损地幔Hf模式年龄(t DM2)=2536~2383 Ma,表明其源岩主要为古元古代古老下地壳基性岩的部分熔融。根据年代学和岩石地球化学研究认为,北大山岩体形成于早白垩世时期古太平洋板块俯冲回撤而导致的区域伸展背景环境下,同时,上涌的软流圈引起华北克拉通深部岩石圈发生大规模的拆沉作用,从而致使华北克拉通岩石圈减薄。

内蒙古维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床的成矿作用:来自花岗质岩浆结晶分异的启示

内蒙古维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床位于大兴安岭南段西坡,是一个以锡为主,共伴生锌、钨、铜、钼、铌、钽、锂和铷的大型矿床。该矿床以发育铌、钽、铷、锂矿化有别于大兴安岭南段的其他锡多金属矿床。本文对维拉斯托地区的北大山岩体和维拉斯托岩体开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学研究和锆石Lu-Hf同位素分析。北大山岩体和维拉斯托岩体的结晶年龄分别为140±2Ma和137±1Ma~138±1Ma。2个岩体均具有高硅、富碱、贫铁镁钙特征,主体为高钾钙碱性的弱过铝质碱长花岗岩,轻重稀土分馏不明显,呈现出显著的负铕异常。2个岩体均富集Rb、Th、U、K、Ta、Hf和轻稀土元素,强烈亏损Ba、Sr、P、Eu和Ti等元素。与北大山岩体相比,维拉斯托岩体有更低的稀土总量,更明显的Eu负异常,展示了明显的稀土元素四分组效应;Ba、Sr、Eu、Ti和Y亏损更强烈。二者的时空关系和地球化学特征表明2个岩体为同一期岩浆活动不同演化阶段的产物,岩浆演化过程经历了钾长石、斜长石、黑云母、独居石、榍石、褐帘石、磷灰石、磷钇矿、锆石和钛铁矿的分离结晶,维拉斯托岩体还发生了熔体-流体相互作用。北大山岩体和维拉斯托岩体锆石的εHf(t)值分别为5.4~8.6和4.2~9.9,两阶段Hf同位素模式年龄分别为643~847Ma和556~921Ma,表明它们的岩浆源区为起源于亏损地幔的新元古代新生地壳物质。北大山岩体属于高分异I型花岗岩,维拉斯托岩体发育钠长石、天河石、黄玉、锂云母和萤石,属于超分异的Li-F花岗岩。花岗质岩浆的高程度分离结晶和熔体-流体相互作用是形成维拉斯托超分异花岗岩并发生稀有金属-锡多金属成矿作用的重要控制因素。维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床属于岩浆-热液矿床。维拉斯托地区的早白垩世花岗质岩石形成于伸展环境。