三江碰撞造山带具富集同位素组成的临沧大型花岗质岩基的成因摘要
大陆地壳是否代表补偿亏损地幔的一个富集组成端元是地球演化研究的关键,而可靠限定具富集同位素组成的大型花岗质岩基的成因是研究大陆地壳形成与演化机制的基础。虽然地球化学数据被广泛应用于岩石源区和岩浆作用过程研究,但应用全岩主量元素、微量元素和放射性同位素数据可能得到相悖的结论。研究的关键在于对岩浆形成过程(如熔融方式和过程)的限定。本文报道了三江构造域南段昌宁–孟连缝合带东部临沧岩基的锆石U–Pb年龄和Hf同位素、全岩主量元素、微量元素和Sr–Nd–Pb–Hf同位素数据。临沧岩基主要由花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩组成,岩基中发育少量暗色微粒包体和围岩捕掳体,岩基西部发育基性和酸性岩脉,锆石U–Pb年龄定年结果显示临沧岩基不同类型岩石近同期侵位于晚三叠世(227–212 Ma)。花岗闪长岩的暗色矿物包括角闪石和黑云母,副矿物主要为榍石、磷灰石、锆石,SiO2含量为65.5–69.8 wt.%,属于准铝质–弱过铝质系列(A/CNK=0.98–1.09)。P2O5与SiO2呈现明显的负相关变化,而La、Th和Rb之间的正相关变化指示含角闪石花岗闪长岩属于I型花岗岩。而二长花岗岩的暗色矿物主要为黑云母,副矿物包括锆石和磷灰石,SiO2含量相对较高(69.3–72.9 wt.%),属于弱过铝质–强过铝质系列(A/CNK=1.04–1.25)。P2O5与SiO2之间的正相关变化以及La、Th和Rb的负相关变化表明黑云母二长花岗岩属于S型花岗岩。花岗闪长岩和二长花岗岩具有相似且十分富集的同位素组成:全岩εNd(t)和εHf(t)值分别为–13.5~–10.1和–13.4~–10.3,锆石εHf(t)值变化范围较大(–17.6~+0.6)。临沧岩基花岗岩中继承锆石、岩基内变沉积岩捕掳体和岩基西部澜沧群中碎屑锆石具有相似的年龄峰值、锆石微量元素和Hf同位素组成,指示具有十分富集同位素组成的临沧岩基主要来源于以角闪石和黑云母脱水熔融为主的蓝片岩相–榴辉岩相变质澜沧群的不平衡部分熔融。放射性同位素模拟结果显示,在不平衡部分熔融过程中,独居石、榍石、锆石和磷灰石发生了完全或者部分溶解,而钛铁矿则未发生溶解,而造岩矿物和副矿物在熔融和溶解过程中的不一致行为造成了全岩主微量和同位素数据在解释岩石成因时的差异,并且引起了锆石Hf同位素具有较大的变化范围。虽然花岗闪长岩和二长花岗岩具有相似的同位素组成、锆饱和温度和氧逸度条件,但Fe+Mg和Mg#、Ti、A/CNK和重稀土元素之间的线性关系显示,以单斜辉石+石榴石和石榴石+斜方辉石为主的转融矿物加入到熔体中,造成了临沧岩基具有过渡型I型和S型花岗岩的特征。此外,对东西向横穿临沧岩基的6条剖面进行平均采样获得临沧岩基具有相对于大陆上地壳更加富硅(SiO2=68.86 wt.%)和富不相容元素的特征,表明富集同位素组成的临沧岩基是大陆地壳活化和再造的响应。
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