华北克拉通东南缘蚌埠地区TTG片麻岩年代学、地球化学特征及其地质意义

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:nn2268006
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TTG是太古宙克拉通地壳的重要组成部分,对于研究地球早期板块形成、演化及生长方式有着极其深远的意义。蚌埠地区位于中国三大克拉通之一的华北克拉通东南缘,区内广泛分布一套新太古代的TTG片麻岩。本文对该类TTG片麻岩系统开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、主微量元素地球化学及Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究,以查明岩石的地球化学特征、形成和变质时代,并进一步探讨岩石成因以及其形成的地质构造环境。蚌埠地区TTG片麻岩主要岩性为各类含铁镁质暗色矿物的花岗质片麻岩,镜下可见呈明显定向排列的暗色矿物组成的片麻理构造。样品经过原岩恢复后,可分别对应于英云闪长岩、奥长花岗岩以及花岗闪长岩三类,符合典型的TTG质岩石特征。根据样品单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学数据显示,出露于蚌埠地区狮子山岩体和香庙村岩体中的TTG片麻岩207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2510±18Ma和2625±12Ma,属于新太古代时期的岩浆产物,与华北克拉通其它地区的TTG片麻岩形成时代基本一致。蚌埠地区TTG片麻岩属于一套低铝型TTG,SiO2含量为70.05%76.86%(均值为71.42%),Na2O为2.88%8.08%(均值为4.79%),K2O为0.11%3.18%(均值为1.88%),Na2O/K2O>1,Al2O3低于15%,表现为高硅、富Na贫K以及准铝质至弱过铝质特征,属于钙碱系列。MgO、TiO2、P2O5含量较低,变化范围为0.12%2.79%、0.08%1.25%和0.001%0.14%,Mg#相对较高,变化于14.5952.85。Harker图解中,SiO2与K2O、Na2O呈正相关关系,与Fe2O3、P2O5、TiO2、MgO、Mn O等呈明显的负相关关系。稀土元素总量较高,相对富集轻稀土,(La/Yb)N范围为1.7658.69(平均值为11.71)。样品稀土元素分馏明显,且轻稀土分馏程度大于重稀土,LREE/HREE介于2.3722.86(平均值为8.28),(La/Sm)N变化于1.374.35之间,Eu表现为明显的负异常。样品相对富集Ba、U、Pb等元素,亏损Ti、Nb、Ta等高场强元素,具较低的Y含量、(Yb)N、Rb/Sr,Sr/Ba比值,较高的Zr/Hf、Sr/Y、(La/Yb)N、Nb/Ta比值等,显示出TTG质片麻岩是由玄武质岩石发生部分熔融形成,且其源区有石榴子石、角闪石或金红石残留。蚌埠地区TTG片麻岩的(87Sr/86Sr)值为0.6759400.703821(平均值为0.694494),(143Nd/144Nd)=0.5099190.510072(平均值为0.509987),εNd(t)=-5.1-2.1(平均值为-3.78),模式年龄TDM2为2.542.78Ga(平均为2.68Ga)。狮子山和香庙村岩体的锆石Hf同位素的εHf(t)的变化范围分别为+4.4+9.2、-1.3+6.4,模式年龄范围分别为2.462.65Ga和2.75Ga2.97Ga。综合两类同位素数据,推断发生部分熔融的玄武质地壳应为新生地壳,源区来自亏损地幔。综合上述岩石学、年代学和地球化学研究结果,本文认为蚌埠地区TTG片麻岩属于岛弧或大陆边缘弧环境下由玄武质岩石发生部分熔融形成,该期岩浆事件代表华北克拉通在2.52.6Ga期间一次重要的陆壳生长记录,可能与该时期的板块拼合作用有关。
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