内蒙古狼山地区乌花辉长岩的年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成:对地幔源区特征和岩石成因的约束

摘要

内蒙古狼山地区乌花辉长岩体主要由橄榄辉长岩和角闪辉长岩组成,其锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,岩体形成于(319.8±1.8)～(325.4±1.6)Ma,属于早石炭世末期岩浆活动的产物.地球化学特征上,乌花辉长岩属低钾钙碱性玄武岩系列,具有较高的Mg#(多在76.70～80.35之间)、Al2 O3(13.55％～25.13％)和较低的TiO2(0.18％～1.35％).稀土总含量较低(∑REE=8.92×10-6～40.10×10-6),稀土元素分馏程度不高,呈现出轻稀土元素(LREE)略微富集、重稀土元素(HREE)相对亏损((La/Yb)N=1.74～3.06)的特点,Eu呈明显的正异常(δEu=1.156～3.86).岩石富集Pb和K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Th等高场强元素,较低的Zr含量(4.38×10-6～26.6×10-6)和Zr/Y比值(1.08～2.35),呈现出典型的俯冲-消减带弧火山岩的地球化学特征.Sr-Nd-Hf同位素研究表明,乌花辉长岩岩浆源区为富集地幔,在侵位过程中受到的地壳混染程度较弱.结合区域地质背景,认为乌花辉长岩为俯冲-消减构造体制下由俯冲带流体交代富集地幔部分熔融而成,代表了俯冲相对早期阶段的产物,指示华北板块北缘西段在早石炭世晚期开始进入到安第斯型活动大陆边缘阶段,并可能结束于早二叠世之前.