沂沭断裂带北段早白垩世高钾钙碱性火山岩地球化学特征与岩石成因

摘要

沂沭断裂带内发育了大量的中生代火山岩,其成因研究对剖析断裂带活动规律具有重要意义.本文对断裂带北段潍坊、安丘、鄌郚地区中生代火山岩进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素分析.探讨了沂沭断裂带中生代火山岩成因及其形成的地球动力学过程.断裂带北段火山岩年龄集中在131～124Ma之间,喷发于早白垩世.岩石为一套高钾钙碱性火山岩,包括玄武安山岩、粗安岩、粗面岩、英安岩.火山岩富集Rb、Ba等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素.稀土元素含量高(∑REE = 140.5 ×10-6～433.1 × 10-6),富集轻稀土、亏损重稀土(∑LREE/∑HREE=9.8～31.0),无明显的Eu负异常.火山岩具有富集且变化范围较大的Sr-Nd-Pb同位素组成,(87Sr/86Sr)i = 0.708054～0.711692,εNd(t)值为-15.3～-7.4,(206Pb/204Pb)i = 17.213～17.962,(207Pb/204Pb)i = 15.425～15.590,(208Pb/204pb)i =37.597～38.365.研究表明,高钾钙碱性火山岩的源区与区域基性岩源区一致,均为富集岩石圈地幔.玄武安山岩、粗安岩、粗面岩经基性岩浆分离结晶作用形成,英安岩则遭受了华北下地壳强烈混染.三叠纪末期,由于扬子板块向华北克拉通俯冲,扬子地壳析出的流体/熔体交代了华北古老岩石圈地幔,形成富集岩石圈地幔.早白垩世,受古太平洋板块俯冲和后撤作用,富集岩石圈地幔部分熔融形成基性岩浆,岩浆在上升过程中发生分离结晶作用,受沂沭断裂深切作用影响,部分地区遭受华北下地壳混染,最终形成区内各类高钾钙碱性火山岩.