文档介绍：高校地质学报 Geological Journal of China Universities 2007年6月,第13卷,第2期,235-249页 June 2007,Vol. 13,No. 2, p. 235-249 庐枞早白垩世火山岩的地球化学特征及其源区意义谢智,李全忠,陈江峰,高天山(中国科学技术大学?地球和空间科学学院,中国科学院?壳幔物质与环境重点实验室,合肥 230026 ) 摘要: 从中生代到新生代,华北东部岩石圈地幔发生了减薄以及地球化学性质置换, 而扬子地块东部中生代岩石圈地幔也表现出类似的过程,对中生代火山岩的地球化学研究有助于了解这一变化过程以及发生置换时的时空关系。庐枞火山岩出露于扬子地块东部,为一套包括粗玄岩–玄武粗安岩–粗面岩的富碱橄榄安粗岩系。研究了双庙组基性火山岩,这些岩石富集Rb,K,Sr,Th和轻稀土元素,亏损高场强元素。( 87Sr/ 86Sr) i = ~, ε Nd ( t )=-~-,( 206 Pb/ 204 Pb) i =~,( 207 Pb/ 204 Pb) i= ~,( 208 Pb/ 204 Pb) i =~。在喷出地表过程中,火山岩没有受到明显的地壳物质混染,因此元素和同位素组成反映了地幔源区的地球化学特征。其地幔源区具有同位素富集特征,表明火山岩源区曾受到地壳物质的影响,是富集地幔部分熔融的产物,并经历明显的结晶分异作用。庐枞火山岩的岩浆成分和源区特征反映该地区在晚中生代岩石圈地幔的伸展和软流圈地幔上涌的演化过程。关键词: 微量元素;Sr Nd Pb同位素;橄榄安粗岩;岩石圈伸展;双庙组中图分类号: 中图分类号:A 文章编号:1006-7493(2007)02-0235-15 收稿日期:2007-03-26; 修回日期:2007-04-27 基金项目:自然科学基金项目(40673008)和国家自然科学基金青年基金项目(40203004) 作者简介:谢智,男,1969年生,博士,副教授,主要从事同位素地球化学和年代学研究。E mail: ******@ustc. 中国东部自北向南可以划分出如华北克拉通、大别–苏鲁造山带、扬子地块和华夏地块等地质单元。这些不同的单元有不同时代形成的基底,经历了不同的演化过程。但它们的一个共同特点就是广泛发育晚中生代岩浆岩,形成从超基性–基性到中酸性、碱性等不同系列的岩浆岩。这些岩浆岩的地球化学特征对了解中国东部晚中生代壳幔演化过程有重要的制约意义。近年来,中国东部从中生代到新生代岩石圈减薄作用和岩浆动力学机制受到国内外学者的广泛关注,特别是华北岩石圈减薄的动力学演化研究取得了很大的进展,华北克拉通性质的岩石圈地幔被大洋型的岩石圈地幔所置换,岩石圈发生了至少 100 km 的减薄(Menzies et al, 1993; Menzies and Xu, 1998; Griffin et al, 1998; Fan et al, 2000; Xu, 2001; Gao et al, 2002; Zhang et al, 2002a; Wu et al, 2003; Yang et al, 2003; Deng et al, 2004; 闫峻等,2003a;徐义刚,2003)。同位素地球化学性质也发生显著改变, 晚中生代基性岩如济南、邹平辉长岩的地幔源区表现出同位素富集的性质(Zhang et al, 2002a, 2003, 2004; Guo et al, 2001, 2003, 2004)。但在100 Ma 时, 位于华北克拉通北缘的阜新碱性玄武岩表现出Nd 同位素亏损的特征(Zhang et al,2003);73 Ma 时, 鲁东幔源捕虏体的源区也具有亏损特征,并与中国东部新生代地幔特征一致(闫峻等,2003a)。另一方面,扬子地块东部中生代—新生代玄武岩地幔源区表现出类似的从同位素富集到亏损转变的特征。对中生代长江中下游基性侵入岩和玄武岩的同位素地球化学研究表明,其原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔,并表现出以EM II 为主的特征(Chen et al, 2001;闫峻等,2003b,2005), 如相邻地区的蝌蚪山玄武岩(闫峻,2005)和北淮阳玄武岩;曾受到扬子地块俯冲物质影响的华北南缘方城玄武岩源区也同样具有趋向EM II 的同高校地质学报 13卷2期 236 位素组成(Zhang et al, 2002a)。然而,扬子地块东部新生代玄武岩和橄榄岩包体的地球化学研究表明其原始岩浆主要来自软流圈亏损地幔(Zou et al, 2000;Xu et a