太行山王安镇杂岩体地球化学特征及成因探讨

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王安镇岩体位于太行山轴部紫荆关断裂带上,是太行山北段代表性岩体,其岩体岩浆来源及形成机制是国内外学术界关注的焦点。本文通过岩石学、地质年代学、岩石地球化学、同位素地球化学综合研究,对王安镇岩体岩石类型、岩浆性质与岩浆起源有了更进一步的认识,提出了岩体形成时的构造背景和成岩模式。王安镇岩体岩石类型有次火山岩、基性岩和中酸性岩。大湾流纹岩是王安镇次火山岩主要岩石类型,形成时间为142~139Ma,具有高硅、高碱、高Rb/Nb比值,低Mg#、Cr、Ni、Eu和Sr的壳源特征,其Sr-Nd-Pb同位素数据点落在地幔与上地壳之间,说明流纹岩起源于中上地壳,有幔源组分的加入。龙门沟基性岩体形成时间为139~129Ma,主要岩石类型有辉长闪长岩、角闪辉长岩、橄榄辉长辉绿岩。具有低硅高镁,富集大离子亲石元素(Sr和Ba的含量普遍超过1000×10-6),亏损高场强元素和较高的εNd(135Ma)值(-13.8~-17.3之间)的幔源特征,结合来自亏损地幔的高Mg#(92.22~94.89)低Si含钙长石橄榄岩包体的发现,认为基性岩起源于亏损地幔,有一定下地壳物质的加入,在地幔源区没有受到富硅流体的改造。中酸性杂岩体是王安镇岩体的主体,形成时间为129~126Ma,岩石类型复杂,具有高Sr和Ba、Eu异常不明显,低Y以及强烈富集轻稀土而亏损重稀土的特征,Sr-Nd同位素数据点落在古老下地壳与基性岩之间,认为中酸性岩起源于下地壳,是下地壳部分熔融形成的花岗质岩浆与基性岩浆混合的产物。通过以上对王安镇岩体的研究,我们首次提出太行山北段存在三层岩浆房的认识,即流纹岩起源于中上地壳,基性岩起源于亏损地幔,中酸性岩起源于下地壳。三层岩浆房的存在可能指示该地区在晚侏罗—早白垩世处于一个极度高热异常区,这种高热异常可能与地幔柱存在或由于拆沉作用而导致的软流圈上涌的构造背景有关,在此基础上建立王安镇岩体成岩模式。我们推断王安镇岩体的形成过程为:在软流圈上涌或存在地幔柱的构造背景下,岩石圈地幔在持续上升减压过程中发生高程度部分熔融(最高达40%)形成了基性岩体母岩浆;在此过程中,下地壳受到幔源岩浆底侵作用而发生部分熔融,形成中酸性岩体母岩浆;与此同时,中上地壳在软流圈/地幔柱、幔源岩浆和中酸性岩浆的共同作用下,也发生了一定部分熔融,形成流纹岩母岩浆,随后,起源于不同层位的岩浆之间可能发生不同程度的混合,形成了具有壳幔双重属性的王安镇杂岩体。
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