皖南新元古代花岗闪长岩体锆石U-Pb定年以及元素和氧同位素地球化学研究

摘要

对皖南新元古代花岗闪长岩样品进行了锆石LA-ICPMS微区U-Pb定年、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素分析以及矿物氧同位素分析.结果表明,皖南花岗闪长岩中存在两个时代的岩浆锆石,在阴极发光结构图像上没有明显区别,对应的U-Pb年龄分别为821±7Ma和881±9Ma,其中较老年龄的分析点多在锆石核部.这些岩石以富Al2O3为特点,为典型的过铝花岗岩;其全岩δ18O值高达11.1～13.6‰,显示了突出的壳源S型花岗岩的特点.但是,这些岩石具有与地幔相似的Nd-Sr同位素组成,εNd(t)值为-2.06～0.02,初始87Sr/Sr比值是0.7033～0.7087,指示其岩浆源区含有显著的初生地壳组分,类似于Ⅰ型花岗岩的特点.石英、锆石、石榴石等氧同位素封闭温度高的矿物保存了岩浆结晶时的δ18O值,而钾长石、斜长石等矿物在岩浆冷却中经受不同程度地中低温热液蚀变.根据这些岩石的同位素年代学和地球化学特征,我们将U-Pb年龄881±9Ma左右的锆石解释为继承来源,而年龄821±7Ma的锆石解释为同时代岩浆成因.因此在约900～880Ma,在扬子板块东南缘的皖南地区出现过大规模的幔源岩浆活动.这些新生岩浆岩很快遭受风化沉积作用后,形成低成熟度的沉积岩.大约820Ma热事件(地幔超柱活动?)使岩石圈地幔及其上覆地壳加热,导致拉伸加厚地壳内部的富水沉积岩重熔形成典型S型花岗岩.在花岗岩浆冷却过程中,出现的是中低温热液蚀变而不是高温超固相热液蚀变,指示皖南花岗闪长岩体形成于大陆边缘前裂谷期而不是裂谷活动高峰期.由于前裂谷期阶段没有软流圈地幔物质的直接加入,只有热源引起地壳加厚部位岩石部分熔融,因此由这种年青沉积物重熔所形成的花岗闪长岩兼具S型花岗岩和初生地壳的岩石学和地球化学特点,从而见证了初生地壳的短周期再循环.