辽南—吉南中生代侵入岩锆石U-Pb年代学和地球化学：对华北克拉通破坏时空范围的制约

本文以辽南-吉南地区中生代侵入岩为研究对象,利用锆石LA-ICPMS U-Pb定年技术,确定了辽南-吉南地区中生代侵入岩的形成时代;利用中生代侵入岩的主量元素、微量元素以及Sr-Nd同位素地球化学示踪技术,讨论了辽南-吉南地区晚三叠世和早白垩世侵入岩的岩浆源区性质及其空间变异和形成的构造背景。最终为解决华北克拉通破坏的起始时间、破坏的空间范围以及破坏产生的动力学机制等科学问题提供岩石学和地球化学方面的制约。 辽南-吉南存在一条南西-北东向展布的晚三叠世侵入岩带,代表性岩体—蚂蚁河岩体的形成时代为225Ma,岩石组合由辉长闪长岩、花岗闪长岩及二长花岗岩组成。主量元素显示双峰式火成岩组合特征。微量元素以及同位素地球化学的研究结果表明,辉长闪长岩主要来源于亏损的岩石圈地幔;而花岗闪长岩及二长花岗岩主要来源于下地壳。结合辽南-吉南地区晚三叠世侵入岩和火山岩中捕获锆石/继承锆石研究成果,提出辽南-吉南晚三叠世岩浆作用形成于扬子与华北克拉通俯冲碰撞后的伸展环境。综合上述成果,认为华北克拉通破坏的起始时间为晚三叠世,破坏的空间范围应包括辽南地区,此时破坏的机制以拆沉作用为主。 辽南-吉南地区早白垩世侵入岩的形成时代介于137～119 Ma,岩石组合包括镁铁质-超镁铁质岩石、花岗质岩石以及少量的闪长质岩石,显示典型的双峰式岩浆作用特征。早白垩世侵入岩岩石学和地球化学特征的研究表明,镁铁质-超镁铁质岩石来源于受早期拆沉的榴辉岩/石榴辉石岩熔体/流体交代的岩石圈地幔,而花岗质岩石主要来源于下地壳。辽南-吉南地区,下地壳组成具有良好的空间变异,从南西到北东,下地壳中新增生的陆壳物质逐渐增多。结合区域构造以及古太平洋板块的演化历史,认为华北克拉通东部早白垩世岩浆作用形成于与古太平洋板块俯冲作用有关的陆内伸展环境。早白垩世时期,华北克拉通破坏的机制以软流圈上涌导致对岩石圈地幔的热-化学侵蚀作用为主。