扬子板块西南缘新元古代中—晚期中-基性岩成因及深部动力学意义

摘要

扬子板块西缘和西南缘新元古代早—中期（ca.937～820Ma）中-基性侵入岩普遍被认为起源于俯冲带交代地幔,然而,新元古代中—晚期（ca.820～710Ma）中-基性岩的地幔源区属性和深部动力学背景存在争议。基于此,本文选择扬子板块西南缘新识别的太阳寨变基性岩和刘家寨角闪辉长岩为主要研究对象,通过系统的地质年代学、全岩主微量地球化学和同位素地球化学,分析两组中-基性岩的成因机制、地幔交代作用和深部动力学背景。锆石U-Pb结果表明,太阳寨变基性岩形成于（713±6.3）Ma,刘家寨角闪辉长岩形成于（712±3.6）Ma。太阳寨变基性岩具有变化的Mg O（3.3%～7.2%）、Fe₂O_3T（8.3%～15.5%）、CaO（11.3%～12.7%）,高的TiO₂（1.2%～2.6%）含量和低的K₂O（0.26%～0.33%）含量,属于拉斑玄武质系列。这些岩石轻微富集LREEs,亏损HREEs,富集LILEs和Ti,亏损HFSEs。并且具有变化的锆石ε_Hf（t）(-1.9～+1.4)值和正的全岩ε_Nd（t）(+1.5～+3.9)值,指示了Nd-Hf同位素的解耦特征。结合较高的TiO₂、Nb含量,Nb/Y（0.40～0.77）和Nb/Zr（0.13～0.18）比值,表明太阳寨变基性岩起源于俯冲板片熔体交代的地幔源区。刘家寨角闪辉长岩具有较高的Mg O（5.4%～7.2%）、Fe₂O_3T（14.5%～16.2%）和TiO₂（2.8%～3.4%）含量,较低的Mg^#值（40.0～49.6）和不均一的K₂O（0.5%～2.3%）含量。这些角闪辉长岩富集LREEs,亏损HREEs,富集LILEs（Rb、Pb和Sr）和Ti,亏损HFSEs（Nb、Ta、Zr和Hf）。样品具有变化的锆石ε_Hf（t）(-0.7～+5.9)和负的全岩ε_Nd（t）(-1.8～-1.3)值。结合较高的K₂O、Nb(（3.4～6.2）×10^-6)和Th(（0.4～1.2）×10^-6)含量,较高的Nb/Y（0.23～0.33）和Nb/Zr（0.08～0.11）比值,表明刘家寨角闪辉长岩起源于板片熔体和沉积物熔体交代的地幔源区。这些中-基性岩形成于区域伸展的弧后背景,标志着扬子板块西缘和西南缘在新元古代时期经历了从早—中期俯冲到中—晚期弧后伸展的构造转变。

关键词

扬子西南缘 / 中—晚新元古代 / 中-基性岩 / 地幔源区 / 深部动力学背景