燕山褶断带晚三叠世都山复式岩基成因及侵位变形:华北北缘中生代早期构造背景的制约

摘要

对燕山褶断带内三叠纪都山花岗质岩基进行了详细野外观察,测量了岩体变形的构造要素,获得了锆石U-Pb定年、全岩主微量元素和锆石Lu-Hf同位素分析数据,用以揭示都山复式岩基的成因及构造背景.都山复式岩基包括南部变形较强的都山岩体和北部弱变形的大石柱岩体,锆石LA-ICP-MS分析表明都山岩体和大石柱岩体侵位时代在误差范围内一致,大石柱岩体并非晚二叠世岩体,而是与都山岩体近于同期侵位.都山复式岩基主要由花岗岩、石英二长岩及少量闪长岩组成,岩石具有高SiO2含量,低MgO含量的高钾钙碱性系列岩石,富集大离子亲石元素(如K、Ba、Sr)和轻稀土元素,亏损高场强元素(如Ti、Nb、Ta)和重稀土元素,并表现出埃达克质岩石的特征.锆石εHf(t)值介于-13.69～3.94.主微量元素和Hf同位素组成表明,都山复式岩基岩浆源区包括古老下地壳以及少量富集岩石圈地幔和亏损的软流圈地幔,母岩浆可能经历了岩浆混合.都山复式岩基南部岩体内片麻理具有环状分布特征,并且从岩体中心到边缘逐渐增强,岩体边部包裹大量片麻岩围岩团块.这些特征表明,岩体可能是在区域挤压构造应力场之下通过顶蚀-膨胀的方式主动侵位的.结合区域地质背景,都山花岗质复式岩基可能是在华北克拉通北缘中—晚三叠世岩石圈拆沉和减薄之后的板内伸展构造背景下软流圈上涌引起岩石圈地幔熔融底侵古老下地壳后形成的.中 晚三叠世之交,华北北缘进入板内伸展构造体制,岩石学证据表明,岩石圈经历了破坏和减薄,而上地壳岩石仍然记录了挤压构造变形.因此华北北缘中生代早期构造体制在时间和深度层次上存在解耦,岩石圈伸展的浅部响应存在明显的滞后性.