辽宁省鞍山地区铁架山花岗岩的成因及其动力学机制

摘要

辽宁省鞍山地区铁架山花岗岩是华北克拉通已知最古老的富钾花岗岩。为了查明中太古代富钾花岗岩的成因、构造背景及其形成的动力学机制，本文对铁架山花岗岩进行了岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学、Lu-Hf同位素和构造特征分析。锆石U-Pb定年结果显示铁架山钾质花岗岩形成于中太古代3.0～2.9 Ga。铁架山花岗岩具有较高的w（SiO₂）(68.03%～71.24%)、w（TFe₂O₃）(3.31%～4.90%)、w（K₂O+Na₂O）(7.73%～7.99%)和Ga/Al比值，较低的w（MgO）(0.53%～0.80%)。稀土元素表现出明显的Eu负异常（δEu=0.21～0.31）。铁架山花岗岩明显富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素，并具有较高的锆饱和温度（822～926℃）。上述地球化学特征表明铁架山花岗岩属于A型花岗岩。鞍山地区未发现同期基性岩体，铁架山花岗岩表现为准铝质至过铝质，具有低的ε_Hf（t）值，为-8.23～-14.75,T_DM2为4.0～3.7 Ga,表明岩浆来源于古老地壳的重熔。哈克图解显示TiO₂、CaO、MgO、P₂O₅、Sr、Zr等化合物和元素的变化与w（SiO₂）呈线性关系，表明铁架山花岗岩的岩浆经历了连续的岩浆演化和分异。结合地球化学和构造特征可知，中太古代期间岩石圈地幔的底侵作用导致鞍山地区进入区域伸展体制，岩石圈地幔的热量促使下地壳部分熔融和岩浆向上快速底辟上升，从而形成了铁架山花岗岩。

关键词

A型花岗岩 / 富钾花岗岩 / 中太古代 / 岩石成因 / 动力学机制 / 铁架山 / 鞍山地区

基金资助

国家自然科学基金(42272224)