鲁西泰山地区新太古代闪长岩及角闪石岩岩石成因及其对地壳演化的制约

摘要

泰山地区的闪长岩及角闪石岩与TTG片麻岩在空间上密切共生,是太古宙地体的重要组成部分,探究其母岩浆性质和岩石成因,对认识华北克拉通鲁西早期大陆地壳形成与演化具有重要意义.以泰山闪长岩和角闪石岩为研究对象,开展了详细的锆石U-Pb年龄、矿物化学和全岩-矿物Sr-Nd-Hf同位素研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,1件闪长岩和2件角闪石岩样品的207 Pb/206 Pb年龄加权平均值分别为2615±8 Ma、2627±14 Ma和2616±10 Ma,与全岩-矿物(角闪石和斜长石)Rb-Sr等时线定年得到的年龄结果(2621±7 Ma)一致,表明二者均属于新太古代约2.6 Ga岩浆作用的产物.2个岩体形成时代及矿物地球化学特征的相似性,表明它们应为同源岩浆不同演化阶段的产物,其母岩浆在后期上升侵位过程中受到分离结晶作用的影响,而率先形成的角闪石岩受分离结晶作用影响较小.利用角闪石的成分和已知的角闪石-熔体的分配系数计算得到的与闪长岩和角闪石岩中角闪石平衡的熔体表现为低Mg#值(平均值分别为31.9和43.4),富集Ba、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素,以及具有平坦的重稀土元素配分型式.此外,岩石具有低的87 Sr/86 Sr初始值和接近亏损地幔的εNd(t)(-0.01～2.87)、εHf(t)(-0.76～4.89),且两阶段Nd模式年龄TDM2为2.97～2.73 Ga.综合来看,研究区闪长岩和角闪石岩的母岩浆可能来自于幔源岩浆底侵引起新生基性下地壳在角闪岩相条件下熔融形成的安山质母岩浆;该母岩浆经历了以斜长石、角闪石等矿物为主的结晶分异.鲁西地区在2.9～2.7 Ga经历了大规模的大陆地壳生长,新太古代晚期2.6～2.5 Ga经历了广泛的大陆地壳重熔再造,幔源岩浆的幕式底侵作用可能是华北克拉通新太古代早期(2.8～2.6 Ga)大陆地壳生长和分异的主要动力学原因之一.