扬子陆块北缘西大别地区新元古界定远组双峰式火山岩地球化学特征、成因及其地质意义

摘要

西大别地区定远组双峰式火山建造主要由流纹岩、流纹质凝灰岩和玄武岩组成,受区域变质作用影响较小,保留了良好的新元古代火山岩构造,成为理解扬子地块北缘大别山地区前寒武纪地质演化的极佳研究对象.为深化理解其成因和动力学背景,对该火山岩系开展了详细的岩相学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.流纹岩具较高的SiO_(2)(70.06%~75.46%)、总碱(7.13%~7.89%)和Al_(2)O_(3)(12.96%~14.84%)含量,属于过铝质(A/CNK=1.05~1.27)、钙碱性系列,具S型花岗岩的亲缘性.岩石富集轻稀土((La/Yb)_(N)=5.30~19.81),负Eu异常不明显.流纹岩锶同位素初始比值I_(Sr)为0.703 5~0.707 7,钕同位素ε_(Nd)(t)值为-10.6~-6.5,两阶段Nd模式年龄T_(DM2)=1.69~2.00 Ga.其锆石ε_(Hf)(t)值介于-19.2~-7.2,两阶段Hf模式年龄T_(DM2)=1.77~2.59 Ga.玄武岩发育典型的气孔和杏仁构造,SiO2含量为48.26%~51.71%,Mg^(#)值为0.32~0.59,轻稀土元素弱富集((La/Yb)_(N)=3.21~10.23).锶同位素初始比值I_(Sr)为0.706 1~0.708 1,钕同位素εNd(t)值为-6.6~+3.4,单阶段Nd模式年龄T_(DM)=1.44~2.02 Ga.岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素特征显示,定远组流纹岩起源扬子古老陆壳物质的部分熔融;玄武岩原始岩浆可能起源于富集地幔物质的部分熔融.该玄武质岩浆演化过程以分离结晶为主,可能存在少量陆壳物质混染.在陆缘拉张背景下岩石圈地幔部分熔融产生热的基性母岩浆,其底侵或上侵使得地壳岩石部分熔融,产生酸性岩浆,基性岩浆和酸性岩浆交替喷出形成了定远组双峰式火山岩系.扬子地块北缘大别地区新元古代中期(740 Ma左右)岩石圈地幔表现为富集特征,并处于岩石圈持续伸展的动力学背景.