华夏地块内福建地区的白垩纪花岗质侵入体:对古太平洋板片折返和断离的启示

发稿时间:2020-11-23浏览次数:10

王正祎等

近几十年来,华夏地块的地球动力背景变化及其与白垩纪花岗岩侵入体的关系一直存在争议。本文在前人研究的基础上,对从中国福建省采集的白垩纪花岗岩进行了岩石学,锆石U-Pb年龄,Lu-Hf同位素组成,全岩地球化学和Sr-Nd同位素等研究。并将先前的年龄与本研究中新获得的年龄数据相结合,表明研究区主要经历三期岩浆作用,分别为145-137 Ma136-118 Ma107-86 Ma。第一阶段的I型花岗岩在137±1 Ma145±1Ma侵入,其主要特征是εNd(t)值较低,为-7.3-6.8εHf(t)值较低,为-12.5-2.5,可能是由地下约40 km处的增厚地壳中元古生界的中高钾玄武岩部分熔融作用的产物,并且没有明显的地幔岩浆混合和分离结晶作用。第二阶段高分异I型花岗岩的锆石U-Pb年龄为125±1Ma128±1Ma,其εNd(t)值为-5.4-5.3εHf(t)值为-8.4- 3.2,它是由少量地幔岩浆的底侵作用触发,导致30–40 km深度的中生代基底部分熔融作用的产物,且熔体经历了以斜长石为主的分离结晶作用。第三阶段I型花岗岩的锆石U-Pb年龄为104±1Ma105±1Ma,其εNd(t)值为-1.7-7.3εHf(t)值为-6.0-0.5,它来自中生代玄武质源岩在30 km深度的部分熔融作用,此外,大量地幔来源的岩浆被混合到地壳熔体中,伴随斜长石为主的分离结晶作用。结合先前发表的数据和本研究获得的数据,为古太平洋的构造演化提供了重要的信息。在第一阶段(145-137 Ma)I型花岗岩和埃达克岩的存在表明,古太平洋板片的高角度俯冲导致了在挤压环境下加厚下地壳的部分熔融作用。在第二阶段(136-118 Ma)I型和A型花岗岩岩浆的形成表明了伸展环境下岩石圈地壳的减薄和软流圈地幔的上涌,这是由于古太平洋板片折返所致。在第三阶段(107-86 Ma),出现了更多的I型和A型花岗岩,表明古太平洋板片的断离导致了伸展环境下更强的壳-幔岩浆的相互作用。

1 古太平洋板片构造演化示意图(Wang et al., 2020),显示了在白垩纪时期中国东南部的地球动力学模型和岩浆演化过程:(a)第一阶段(145-137Ma):板片高倾角俯冲,主要在内陆地区形成了I型花岗岩和埃达克岩;(b)第二阶段(136-118Ma):板片折返和地壳减薄,在内陆至沿海地区形成I型和A型花岗岩;(c)第三阶段(107-86Ma):板片断离和伴随的幔源岩浆上涌,在沿海地区形成了更多的I型和A型花岗岩。 (A:政和-大埔断裂,B:长乐-南澳断裂)

该研究于2020年发表在国际SCI期刊《Journal of Asian Earth Sciences》上,第一作者为中国海洋大学研究生王正祎,通讯作者为于胜尧教授。本研究成果受国家重点研发计划深地资源勘查开采专项多板块汇聚与晚中生代成矿大爆发的深部过程项目第一课题燕山期多板块汇聚及陆缘构造过程2017YFC0601401)资助,为第一资助。

全文信息:

Wang Zhengyi, Zhao Xilin, Yu Shengyao*, Li Sanzhong, Peng Yinbiao, Liu Yongjiang. Cretaceous granitic intrusions in Fujian Province, Cathaysia Block: Implications for slab rollback and break-off of the Paleo-Pacific plate. Journal of Asian Earth Sciences, 2020, 190: 104164.

全文链接:

https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2019.104164