作为板块构造体制下威尔逊造山旋回的重要组成,洋壳俯冲后的造山后伸展阶段是塑造新晋大陆板块壳幔结构和地壳面貌的关键时期,这部分归因于该阶段常发生诱发强烈壳幔相互作用的特殊地球动力学过程(如板片断离或岩石圈地幔拆沉),部分肇始于这些深部过程和汇聚大陆块体拼合而引发的剧烈岩浆和构造(如大规模走滑运动)响应。因此,借助岩石地球化学手段标定带有这些特定构造和地球动力学过程印记的岩浆事件是进行区域大陆构造重建和表征大陆地壳分异演化过程的重要途径。在此方面,通常形成于造山后阶段、与区域走滑断裂活动和特定深部地球动力学过程(如板片断离或岩石圈地幔拆沉)呈现密切时空和成因关联的富闪深成岩-花岗岩杂岩体具有重要的研究价值。一方面,代表基性端元的富闪深成岩(Appinite)是一种富含角闪石和黑云母等含水暗色矿物的镁铁质侵入岩系列,其在世界许多钙碱性花岗岩岩基中主要作为早期单元和暗色显微包体的产出状态指示地幔在花岗岩岩基形成过程中的重要作用;另一方面,代表酸性端元的花岗岩通常呈现埃达克质岩石的地球化学特征,反映中基性中下地壳源岩的高压熔融过程。
地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室的张晓晖副研究员及合作者在国家重点基础研究发展计划(973)和国家自然科学基金项目的支持下,对辽西北阜新地区发育的晚二叠世富闪深成岩-花岗岩杂岩体进行了系统的野外地质、年代学和岩石地球化学研究。锆石U-Pb同位素测年结果指示,这套时代统一的杂岩体大约在晚二叠世(252-257 Ma)就位。富闪深成岩的SiO2含量变化于41.8~53.4%,具有中等至较高的碱性组分;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素;并呈现中等至富集的全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素组成。二长花岗岩的SiO2含量介于72.6~75.0%,呈现高钾钙-碱性特征;富集大离子亲石元素和轻稀土元素,强烈亏损高场强元素;并具有明显富集的全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素组成。这些元素-同位素地球化学特征表明,该复合杂岩体具有双重源区属性:前者形成于经俯冲沉积物熔体交代的地幔橄榄岩的部分熔融;后者源自底侵镁铁质下地壳和少量古老地壳物质的混熔作用。
辽西北地区晚二叠世富闪深成岩-花岗岩杂岩体的厘定,为深入认识华北克拉通北缘晚古生代构造与地球动力学过程以及新晋华北板块大陆地壳演化提供了重要区域案例。其一,这些杂岩体与燕山造山带东西向区域走滑断裂系统右行走滑时间上的一致性表明,其可能与克拉通北缘岩石圈级断裂的右行走滑运动存在密切的成因关联;其二,这些富闪深成岩一方面见证了华北克拉通北缘晚古生代时期存在的经多期俯冲作用交代而成的不均一富集型大陆岩石圈地幔,另一方面其作为源岩重熔形成伴生埃达克质花岗岩的过程记录了克拉通破坏过程中大陆地壳再造演化的重要途径;其三,这些杂岩体与同区发育的迥异中-晚三叠世铁质花岗岩系列(Zhang, XH., Yuan, LL, Xue, FH, Zhang, YB. Contrasting Triassic ferroan granitoids from northwestern Liaoning, North China: magmatic monitor of Mesozoic decratonization and a craton-orogen boundary. Lithos. 2012, 144–145: 12–23)一道,见证了克拉通北缘地区经历的由造山后伸展过程驱动的、从晚二叠世末大陆再造为主向早中三叠世大陆地壳生长主导的大陆地壳演化和去克拉通化过程。
图1:辽宁西北地区所处大地构造位置及晚二叠世富闪深成岩-花岗岩杂岩分布图
图2:全岩Sr-Nd同位素组成和锆石Hf同位素组成特征
该研究成果近期发表在国际权威的地学领域期刊Lithos上(Zhang et al. Late Permian appinite-granite complex from northwestern Liaoning, North China craton: Petrogenesis and tectonic implications. Lithos. 2012, 155: 201-217)。
原文链接