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华南是Rodinia超大陆的重要组成部分。扬子板块周缘发育广泛的新元古代岩浆和沉积作用。这些岩石的成因和构造背景是科学家研究的热点和难点。基性脉岩产出于伸展构造背景,对地幔源区的属性、地球动力学背景的转变以及超大陆的裂解具有重要意义。论文选取扬子板块不同地点、不同时代和不同岩性的基性脉岩为研究对象,深入揭示了这些脉岩的岩石成因,了解地幔属性的时空变化特点,探讨了扬子板块岩石圈地幔的温压状态,为华南新元古代时期的构造演化及在Rodinia超大陆中的位置提供了约束。基于上述理论推测,本次研究选取扬子西缘同德和登相营基性脉岩,以及扬子北缘武当基性脉岩为研究对象,开展详细的岩相学、地质年代学、主微量元素、Sr-Nd-Pb-Fe-Hf-O同位素地球化学研究。(1)同德基性脉岩主要为高镁闪长岩,侵入于同德闪长岩体,侵位时间为~830Ma。这些脉岩有高的Mg值(40-69),低的Si O2(50.98-61.01 wt.%)和变化的Na2O含量(1.94-5.50 wt.%)。它们有右倾的稀土模式和负-正的Eu异常。所有样品富集Ba和Pb,亏损Nb,Ta和Ti。它们有高和变化的Sr/Y(12-115)和球粒陨石标准化的La/Yb比值(3-21),以及相对一致的初始87Sr/86Sr比值(0.704862-0.706320)和正的εNd值(+0.6~+2.0)。这些地球化学特征表明同德脉岩既不是产生于俯冲大洋板片的部分熔融,也不是来自于富集地幔熔融。它们更有可能形成于含水基性岩浆在高压条件下角闪石和石榴石的分离结晶。这些脉岩沿着同德岩体侵位后岩浆热收缩形成的裂隙侵入。同德高镁闪长岩新的成因模型表明扬子西缘在早新元古代时期为活动大陆边缘环境。(2)登相营基性脉岩主要为细-中粒辉绿岩,侵入于登相营群,侵位时间为~800Ma。这些脉岩有变化的Si O2(42.80-57.20 wt.%),Mg O(5.16-13.15 wt.%)和全碱(0.05-4.41 wt.%),以及轻稀土富集的稀土模式和负-正的Eu异常。所有样品富集Pb而亏损Nb、Ta。它们有变化的初始87Sr/86Sr(0.652431-0.730039)和相对一致的εNd值(-2.5~+2.6)以及206Pb/204Pb(17.53-17.88),207Pb/204Pb(15.60-15.63)和208Pb/204Pb比值(37.66-38.38)。这些地球化学特征表明登相营脉岩来源于板片物质交代的岩石圈地幔。PRIMELT3模拟计算表明扬子西缘新元古代基性岩原始岩浆与方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩达到平衡,地幔潜能温度为1377-1498℃。它们的原始岩浆有高的水含量(1900-72000 ppm),与世界上典型的弧玄武岩是一致的。这些证据支持扬子西缘新元古代基性-超基性岩形成于活动大陆边缘环境。(3)武当基性脉岩主要为中粒辉长岩,侵入于武当群和耀岭河群,侵位时间为700-650 Ma。脉岩具有较低的Si O2(44.56-51.01 wt.%),Mg O(4.84-8.49 wt.%)和全碱含量(1.49-4.73 wt.%)。稀土配分模式以轻稀土富集和Eu正异常为特征。武当脉岩总体富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,有Pb和Sr的正异常,以及变化的初始87Sr/86Sr(0.702691-0.706402),εNd(t)(+0.4~+7.2),低的206Pb/204Pb(17.16-17.43),207Pb/204Pb(15.43-15.47)和208Pb/204Pb比值(37.33-37.48)。基性脉岩锆石有变化的εHf(t)值(-10.0~+4.3)和低的δ18O值(+3.08‰~+5.98‰)。这些地球化学特征表明脉岩的原始岩浆来源于俯冲交代的尖晶石二辉橄榄岩10-20%的部分熔融。岩浆在侵位过程中经历了橄榄石和斜长石的分离结晶以及5-20%的地壳混染。华南新元古代从俯冲到裂解构造转换最晚发生于~700 Ma。(4)扬子板块新元古代基性脉岩具有不同的Fe同位素组成。扬子西缘同德和登相营脉岩有较轻的δ57Fe值(分别为-0.08~+0.17‰和-0.14~+0.14‰),而扬子北缘武当脉岩有较重的δ57Fe值(+0.05~+0.29‰)。对比典型的MORB(δ57Fe=+0.07~+0.22‰),OIB(δ57Fe=+0.11~+0.27‰)和IAB(δ57Fe=-0.04~+0.23‰),扬子西缘的基性岩与岛弧岩浆有明显一致的演化趋势,表明来源于地幔楔的持续熔融。俯冲交代作用与早期熔体的抽取使岩浆源区具有不均一的Fe同位素组成。扬子北缘的基性岩可能形成于源区岛弧岩浆与OIB熔体的混合,俯冲富集的岩石圈地幔和软流圈地幔的熔融对基性岩的形成具有重要贡献。(5)扬子板块830-700 Ma的基性脉岩记录了华南早新元古代的洋陆俯冲到晚新元古代的陆内裂解的动力学过程。这些过程改造了大陆岩石圈地幔,使早期的基性-超基性岩富集Sr-Nd-Pb同位素和轻Fe同位素。随着750-700 Ma俯冲作用结束和陆内裂解活动的开始,软流圈地幔的上涌使具有早期俯冲印记的富集岩石圈地幔发生熔融,两者在源区的混合形成了亏损Sr-Nd-Pb同位素和富集重Fe同位素的基性-超基性岩。