长江中下游地区蝌蚪山晚中生代玄武岩的地球化学研究: 岩石圈地幔性质与演化的制约

摘要

长江中下游地区繁昌火山盆地蝌蚪山晚白垩世玄武岩为硅饱和岩石, SiO2含量在 47.63%～ 50.02%之间,在 TAS图上位于碱性和亚碱性的分界线上,多数属于玄武岩,少数为粗面玄武岩. MgO含量较低( 3.72%～ 5.58%),但 Mg#值较高( 61～ 71).岩石富集大离子亲石元素 Ba、 Th、 U、 LREE和 Pb,亏损高场强元素 Nb、 Zr和 Ti,具富集的 Sr、 Nd和 Pb同位素组成.初始 87Sr/86Sr(t)比值介于 0.706 5～ 0.706 6之间,ε Nd(t)值介于-5.5～-7.3之间.在 87Sr/86Sr(t)-ε Nd(t)相关图上投在富集的第Ⅳ象限,并趋向于 EMⅡ地幔端员. 206Pb/204Pb(t)、 207Pb/204Pb(t)和 208Pb/204Pb(t)比值分别为 17.928～ 18.311、 15.426～ 15.621和 37.785～ 38.525,在 Pb同位素相关图上处在 DMM和 EMⅡ地幔端员之间.蝌蚪山玄武岩的地球化学特征表明其原始岩浆来源于岩石圈地幔,底侵到壳幔边界后曾有一段时间的滞留,并经历了一定程度的以橄榄石和斜方辉石为主的结晶分异,随后在上升过程中没有受到明显的地壳物质的混染.本地区晚中生代时期陆下岩石圈地幔具有同位素富集的性质,曾受到过古老俯冲事件中析出流体 /熔体的交代.与本地区新生代玄武岩地球化学性质的对比表明,从晚中生代至新生代,由于岩石圈拉张和软流圈的上涌,长江中下游地区发生了岩石圈的减薄,其过程和华北地块东部的岩石圈减薄事件基本一致.造成华北地块东部和华南地块东部的岩石圈减薄具有一致的动力学机制和背景,很可能是晚中生代时期古太平洋板块向亚洲大陆之下俯冲造成的弧后盆地的拉张减薄.