福建北东沿海高分异Ⅰ型花岗岩的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

摘要

以福建北东沿海的南镇、大层山、三沙和大京四个岩体为对象,系统研究了它们的年代学和地球化学特征,并据此探讨了岩体的成因.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,南镇、大层山、三沙和大京岩体的成岩年龄分别为96.1±2.7Ma、93.1±2.4Ma、91.5±1.5Ma和93.8±1.8Ma,指示它们均为晚白垩世岩浆活动的产物.这些岩体的组成矿物主要为石英和条纹长石,并含有一定量斜长石(<15%),铁镁矿物主要为少量黑云母,未出现碱性铁铁矿物,副矿物组合中普遍出现榍石而未见铝过饱和矿物.化学组成上表现为高硅、富碱、准铝,贫钙、镁、铁,Rb/Sr比值高,K/Rb比值低,富C8、Rb、Th、U、Pb,贫Ba、Sr、P、Ti、Eu.岩石的FeO*/MgO比值较低(=3.44～5.04),104×Ga/Al比值和Zr+Nb+Ce+Y含量均低于A型花岗岩的下限值,其锆石饱和温度也较低(730～779℃),综合地质地球化学特征指示这些岩体应属高分异的Ⅰ型花岗岩.四个岩体的Nd同位素组成较均一(εNd(t)=-4.2～-5.5),而锆石Hf同位素则具较大的变化范围(εHf(t)=-11.6～4.5),εHf(t)值散布于正值与负值之间,变化幅度可达10个εHf单位以上,指示岩体的形成存在不同来源物质的贡献.岩石的形成极可能经历了壳幔物质在源区混合形成原始岩浆,随后这一壳幔混源岩浆又经高程度分异演化的二阶段成岩过程,而并非起源于幔源岩浆底侵形成的初生地壳与古老基底地壳混合的地壳原岩的部分熔融.