东南沿海古太平洋俯冲与硅质岩浆系统演化

【作者】 夏炎； 徐夕生； 谭竹； 赵梦婷；

【机构】 南京大学地球科学与工程学院关键地球物质循环与成矿全国重点实验室；

【摘要】 中国东南沿海广泛发育晚中生代的岩浆作用,并形成一条由火山盆地、破火山和大量岩浆岩构成的火山-侵入杂岩带。越来越多的研究阐释了浙闽沿海火山-侵入杂岩的成因与穿地壳演讲系统演化过程,然而粤东晚中生代花岗岩-火山岩并没有得到足够的重视,研究程度还比较低。此外,对中国东南部古太平洋板块俯冲-后撤的具体过程,也存在不同的认识。因此,有必要对粤东多期次花岗岩-火山岩开展深入研究。我们对粤东晚中生代火山岩开展了详细锆石U-Pb定年,在此基础上建立了粤东晚中生代火山作用的时空格架。粤东晚中生代火山作用可以划分为四个火山活动旋回:早中侏罗世(195～161 Ma)、晚侏罗世(161～146Ma)、早白垩世(146～130Ma)、晚白垩世(113～95Ma)。同时,我们对粤东莲花山断裂带及相邻区域的多期次花岗岩的研究也发现,晚中生代莲花山地区存在四期花岗质岩浆活动:～192-180Ma、～172-150Ma、～148-130Ma、～106-94Ma,基本可与火山作用的四个旋回对比。莲花山盆地和白云嶂盆地毗邻莲花山断裂带,出露多种火山岩和侵入岩,周围存在众多锡矿床(三角窝锡矿床、金坑锡矿床、陶锡湖锡矿床、吉水门锡矿床,长埔锡矿床等)。莲花山盆地出露熔结凝灰岩、花岗斑岩和流纹斑岩,而白云嶂盆地出露熔结凝灰岩、粗面岩、流纹岩和石英二长斑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明在误差范围内火山岩和侵入岩的结晶年代(143～138Ma)一致,属于近同时形成,火山岩和侵入岩也具有一致的锆石Hf-O同位素和全岩Nd同位素组成。此外,火山岩与侵入岩显示出明显互补的地球化学特征,指示白云嶂盆地和莲花山盆地出露的火山岩和侵入岩的母岩浆来源于同一个深部岩浆储库,但在浅部形成了两个独立的岩浆储库。两个浅层岩浆储库分别经历了不同程度的结晶分异和晶体熔体分离作用。最终通过多期次岩浆脉动式抽取形成了不同类型的火山岩、花岗斑岩和流纹斑岩。残余的晶粥就地固结形成石英二长斑岩。锆石Hf-O同位素和全岩地球化学研究揭示了粤东晚中生代不同时代的花岗岩、火山岩具有各自不同的岩浆起源。早侏罗世岩浆岩是新生地壳部分熔融的产物,中晚侏罗世到晚白垩世的岩浆岩主要来源于古老地壳的重熔。从早侏罗世到晚白垩世,岩石成因中新生组分的贡献比例呈现出先下降再增加的趋势。综合中国东南部已发表的火成岩的时空分布资料和锆石Hf同位素数据,中国东南部晚中生代幕式岩浆作用揭示了古太平洋板块俯冲过程并非以恒定速率持续进行,存在间歇性的板块活动与停滞交替状态。更多还原