河北省宽城县孤山子超基性岩体锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

摘要

华北克拉通北缘在早石炭世晚期—中二叠世出露大量中酸性侵入岩体,但基性-超基性岩体出露较少,因而缺乏对该时期地幔性质的认识.笔者对位于内蒙古地轴以南百余千米的孤山子超基性岩体开展锆石U-Pb定年、微量元素、Lu-Hf同位素组成测试分析.结果显示,孤山子超基性岩体LA-I CP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为296.9±2.6Ma,为早二叠世的岩浆活动产物.锆石(样号:GSZ-B3)微量元素含量低,具有强Ce正异常和弱Eu负异常特征以及较低的εHf(t)=-1.9～-7.5(n=17),表明其源区主要为富集的岩石圈地幔.锆石tDM、tDMC远大于其U-Pb年龄,表明岩石圈地幔形成过程中有再造古老地壳加入.对比内蒙古地轴上的同时代波罗诺岩体含角闪辉长岩(297±1 Ma)的锆石εHf(t)(-17.0～-14.1),孤山子超基性岩体的锆石sHf(t)明显偏大,表明孤山子超基性岩体的源区富集程度相对较小.此外,孤山子超基性岩体还有2个锆石测点εHf(t)分别为3.2、4.0,指示母岩浆中有少量亏损幔源物质加入,这暗示了华北克拉通北缘局部地区,在晚古生代已有岩石圈拉张减薄的趋势.