灵山岛早白垩世岩浆活动及其大地构造意义

摘要

灵山岛位于胶东半岛以南约16km处,构造上处于扬子和华北克拉通结合部位——苏鲁造山带东端.早白垩世晚期,灵山岛岩浆活动极为强烈,大量发育流纹岩和火山角砾岩,不整合覆盖于底部碎屑沉积岩层之上;同时,区内广泛发育基性岩墙(辉绿玢岩),沿北东-南西向侵入于碎屑沉积岩地层之中.本文选取流纹岩和辉绿玢岩样品进行了岩石地球化学和年代学研究.结果表明,流纹岩具有富钾(K2O =4.10％ ～4.42％)、富碱(Na2O+K2O=8.83％ ～9.06％)、贫钙(CaO =0.10％ ～0.46％)、低钛(TiO2=0.08％～0.09％)、低镁(MgO =0.12％～0.15％)和铁(Fe2OF =0.79％ ～0.83％)的特征,属于弱过铝质高钾钙碱性岩石系列;岩石稀土总量较低(∑REE=109.0×10-6～128.8×10-6),轻重稀土元素分异较弱((La/Yb)N=6.42～8.09),Eu显著负异常(δEu =0.27 ～0.28).辉绿玢岩SiO2含量为(51.17％ ～51.97％),具有富碱(Na2O+ K2O =5.01％ ～6.07％)和高Mg#值(67.6～69.4)的特征,属于钾玄岩系列;岩石稀土总量较高(∑REE=160.6×10-6～ 173.5×10-6),轻重稀土元素分馏较为明显((La/Yb)N=11.1 ～11.6),显示弱Eu正异常(δEu=1.12～1.18),它们在球粒陨石标准化稀土元素图解和原始地慢标准化微量元素图解上与OIB类似.上述地球化学特征指示流纹岩和辉绿玢岩可能均形成于伸展减压背景下.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,流纹岩和辉绿玢岩的形成时代分别为118 +2Ma和109±3Ma,属于早白垩世岩浆活动的产物.锆石Hf同位素分析结果显示,流纹岩具有负的εHf(t)值(-31.0～-24.5),表明其来源于古老地壳物质部分熔融.辉绿玢岩的岩浆锆石具有负的εHf(t)值(-31.2～-28.8)和正的εHf(t)值(+7.1～ +8.1),指示其来源于有深部亏损软流圈地幔物质加入的富集地幔源区.综合本文研究结果和同时期区域构造演化推测,受伊泽奈崎板块和古太平洋板块俯冲方向改变的影响,中生代期间中国东部构造体制发生转变.早白垩世晚期,华北东部处于伸展构造背景,形成了一系列与之对应的超浅成相-喷出相辉绿玢岩岩墙和流纹岩,是燕山运动在胶东地区的地质表现.