富钾基性岩地幔源区的沉积物再循环:来自秦岭造山带富水杂岩Sr-Nd-Hf-O同位素的证据

摘要

通过详细的锆石SIMS/LA-ICPMSU-Pb定年、全岩主微量元素以及Sr-Nd-Hf-O同位素分析发现富水杂岩不同岩性端元同时形成于约488-484Ma，其属于钾玄岩系，并且具有极度富集大离了亲石元素(如Ba,Pb和Sr等)，万损高场强元素(如Nb,Ta,Zr,Hf,P和Ti等)，高的初始Sr同位素比值(0.7100-0.7151)，负的εNd(t)(-3.97～-5.68)和εHf(t)(2.850.34)值，正的ΔεHf(t)值(3.85-5.37)以及高的δ18O值(6.86±0.13%)等特征。这些地球化学特征显示其地幔源区受到过俯冲沉积物的交代作用。两端元混合模型显示富水杂岩地幔源区可能含有约6%的大洋沉积物。俯冲的沉积物对地幔的交代作用可以使得地幔橄榄岩转变为含金云母的石榴二辉橄榄岩。非模态部分熔融模型揭示富水杂岩可以由含金云母石榴二辉橄榄岩经1-6%平衡部分熔融形成。前人的研究发现北秦岭地体内记录有约490Ma的超高压变质作用，这期变质事件被认为是北秦岭地体向北俯冲至二郎坪洋内弧之下的结果。而富水杂岩的形成略晚于超高压作用，可能是特提斯洋俯冲带从秦岭群北侧向南侧跃迁的结果。