華北克拉通在中生代時(shí)期發(fā)生大規(guī)模的巖石圈減薄,伴生的早白堊世火山巖為研究克拉通破壞提供了窗口,但其中鎂鐵質(zhì)火山巖成因和巖漿源區(qū)性質(zhì)的爭(zhēng)議,制約了對(duì)克拉通破壞機(jī)制和中生代巖石圈減薄結(jié)束時(shí)間的認(rèn)識(shí)。本文用激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜（LA-ICP-MS）方法對(duì)興城玄武玢巖中的鋯石、金紅石進(jìn)行了系統(tǒng)的微量元素分析,以揭示巖漿源區(qū)性質(zhì)及其演化,并進(jìn)一步探討了華北克拉通中生代巖石圈減薄的機(jī)制和結(jié)束時(shí)間。鋯石tTi溫度計(jì)計(jì)算結(jié)果表明,興城玄武玢巖鋯石結(jié)晶溫度為695～779℃,平均溫度為730℃,說明玄武玢巖可能起源于俯沖帶地幔楔交代橄欖巖。微量元素分析結(jié)果顯示,鋯石富集HREE,LREE與HREE分異明顯,Nb、Ti虧損,Th、U和Hf相對(duì)富集,Ce、Eu呈不同程度的正、負(fù)異常;金紅石Nb、Ti、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素呈不同程度富集,Sr明顯虧損,無明顯的Ce、Eu異常。微量元素特征也顯示玄武玢巖巖漿起源于巖石圈地幔交代橄欖巖,后期經(jīng)歷了氧化作用和分離結(jié)晶作用。結(jié)合區(qū)域內(nèi)相關(guān)地質(zhì)資料,認(rèn)為興城玄武玢巖巖漿為古老島弧型巖漿。華北克拉通中生代巖石圈減薄的結(jié)束時(shí)間可約束到早白堊世晚期（約105 Ma）,高角度... 

【文章來源】：巖石礦物學(xué)雜志. 2020,39(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：16 頁

【部分圖文】：

華北克拉通北緣興城地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)周帥等，2017;Deng et al.,2020a修編)

周曉萍等(2015)鋯石U-Pb年代學(xué)研究結(jié)果表明興城黑云母二長(zhǎng)花崗巖結(jié)晶年齡為2 496±18Ma，花崗細(xì)晶巖的結(jié)晶年齡為2 479±29 Ma，均為古元古代早期巖漿作用的產(chǎn)物。采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb獲得興城玄武玢巖噴出年齡為104.8±6.5 Ma(未發(fā)表數(shù)據(jù))，與華北克拉通集中噴發(fā)的時(shí)間較吻合，為早白堊世晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。上述年代學(xué)資料表明，出露的3期巖漿巖侵位的先后順序?yàn)楹谠颇付L(zhǎng)花崗巖、花崗細(xì)晶巖、玄武玢巖，這與野外穿切關(guān)系一致。圖3 興城玄武玢巖顯微巖相學(xué)特征

鋯石Th-U圖解顯示，Th/U值主要為0.1～1(圖6a)，顯示鋯石為巖漿成因(Belousova et al.,2002;趙志丹等，2018)。鋯石結(jié)晶溫度主要落在了未變質(zhì)巖漿鋯石溫度范圍內(nèi)(600～963℃，圖6b)，這也說明鋯石為巖漿成因。鋯石稀土元素總含量為1 211×10-6～5 819×10-6，其中大部分鋯石稀土元素含量為1 211×10-6～1 914×10-6，表明興城玄武玢巖鋯石稀土元素總含量整體位于基性巖漿鋯石稀土元素總含量(約2 000×10-6)范圍之內(nèi)(吳元保等，2004)。在鋯石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖上，鋯石大多表現(xiàn)出HREE富集、LREE虧損以及明顯Ce正異常和不同程度Eu負(fù)異常的特征(圖4b)，這也說明鋯石為未變質(zhì)巖漿鋯石(Hoskin and Schaltegger,2003)。此外根據(jù)稀土元素判別圖解顯示大部分鋯石樣品落在巖漿鋯石區(qū)域(圖7a)，故可以排除熱液鋯石的可能性。興城玄武玢巖有少量鋯石LREE相對(duì)富集(圖4b;測(cè)點(diǎn)號(hào)w-5)，且總稀土元素含量(5 819×10-6)遠(yuǎn)大于基性巖漿鋯石稀土元素總含量。(La/Gd)N-(Th+U)圖解顯示興城玄武玢巖鋯石(Th+U)與(La/Gd)N沒有明顯的線性相關(guān)關(guān)系(R2=0.165;圖7b)，說明鋯石并非是由放射性誘發(fā)晶格損傷導(dǎo)致的稀土元素含量增高(Whitehouse and Kamber,2002)。熱液蝕變作用是鋯石LREE元素含量增加的另一種重要方式(Fu et al.,2008;Xia et al.,2010)。圖7a顯示該鋯石落在了熱液鋯石區(qū)域，且該鋯石結(jié)晶溫度1 069℃，超出了未變質(zhì)巖漿鋯石上限(圖6b)，因此該鋯石高Th/U值和高稀土元素含量可能是由于后期熱液蝕變所造成。綜上，興城玄武玢巖鋯石主要為在封閉巖漿體系中形成的巖漿鋯石，但少量鋯石可能受到后期熱液改造，使其Ti和REE等含量增高。圖5 金紅石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(a)和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解(b)(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)據(jù)Barnes et al.,1988)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3228021