苏鲁造山带五莲地区岩浆岩元素和同位素地球化学研究
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中国科学院壳幔物质与环境重点实验室，中国科学技术大学地球和空间科学学院，合肥! 78997: !"# $%&’(%)’(# ’* +(,-)./%0)1" /%)"(2%1- %03 4052(’06"0)-，+720"-" 89%3"6# ’* :92"09"-， :97’’1 ’* 4%()7 %03 :;%9" :92"09"-，<025"(-2)# ’* :92"09" %03 ="970’1’># ’* +720%，?"*"2 78997: ，+720% 799; .9< .<= 收稿， 799; .9> .9? 改回@
（ >988>98: 和 >9898997 ） 资助成果R ! 国家自然科学基金项目 第一作者简介：黄洁，男， <[=[ 年生，硕士，地球化学专业R
! ! 通讯作者：吴元保，+IF3(E：KTM2_ 2GCDR )52R D.
万方数据
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%&"# ’!"()$)*+&# ,+-+&#! 岩石学报 299< ， 21 （=）
摘! 要! ! 对苏鲁造山带五莲地区新元古代和中生代岩浆岩分别进行了主量元素、 微量元素、 "#$%& 同位素和氧同位素研究。 结果表明， 新元古代花岗岩具有显著的 ’()) 富集， 高场强元素 %*、 +,、 - 和 +. 负异常。 ! %& （ /） 为 0 123 4 5 0 43 6 ， 可能与古 元古代老地壳物质再循环有关。锆石 "17 8 值为 0 13 92 5 :3 49;， 变化范围较大， 近半数样品明显低于典型地幔锆石 "17 8 值。新元古代辉长岩具有板内裂谷环境的特征， 其 ! %& （ /） 在 13 4 5 <3 = 之间， 说明其岩浆起源于亏损地幔， 但是经受了一定程 度的地壳混染作用。唯一一个辉长岩样品的锆石 "17 8 值与部分花岗岩锆石 "17 8 值一样， 明显高于典型地幔值， 可能是基性 岩浆在沿裂谷喷发过程中经历了低温热液蚀变， 随后又发生破火山口垮塌， 导致蚀变玄武岩在岩浆房重熔而形成高 "17 8 岩 浆。中生代花岗岩和闪长岩表现出明显的高场强元素 （ %*、 +,、 - 和 +.） 负异常以及显著的 ’()) 富集。! %& （ /） 值很低 （ 0 163 2 5 0 1<3 = ） ， 同样是由古老地壳物质部分熔融形成。其锆石 "17 8 变化范围为 =3 16 5 43 >=;， 大多数样品与典型地幔锆石 一样。石英与锆石之间大都达到并保存了氧同位素平衡分馏， 而其它矿物 （ 如长石、 黑云母和角闪石等） 与锆石之间由于受到 岩浆期后亚固相热液蚀变而大都表现出明显的氧同位素不平衡分馏。元素和氧同位素特征表明， 中生代闪长岩可能是基性 下地壳脱水部分熔融并经过结晶分异形成的；花岗岩则可能是由中性下地壳的脱水部分熔融形成的。新元古代花岗岩与 中生代花岗岩在微量元素配分模型和 "#$%& 同位素组成上具有十分相似的特征， 因此未经历强烈热液蚀变的新元古代花岗质 侵入岩可能是中生代花岗岩的原岩。但这些新元古代岩浆岩的锆石 "17 8 变化范围较大， 与中生代岩浆岩相比在流体活动性 元素含量上也存在差别， 这可能是由于新元古代岩浆岩侵位深度比中生代岩浆岩源区所处深度相对较浅所致。现有的研究 结果表明， 新元古代岩浆岩的形成与约 :>9 5 :49?, 的 (@&.A., 超大陆裂解有关的裂谷岩浆活动有关， 新生地壳物质作为热源 岩浆源区 启动了热液蚀变， 并局部形成了低 "17 8 岩浆。而中生代岩浆岩则是俯冲陆壳在加厚造山带背景下的部分熔融产物， 物质由于所处深度较大没有受到明显的高温大气降水热液蚀变。 关键词! ! 锆石；氧同位素；新元古代；中生代；岩浆岩；热液蚀变 中图法分类号! ! -<6:3 2 动力变形特征显著， 说明它造山带广泛分布有中生代岩浆岩 （ 例如 ?, !" 1667 ；B,CA，299= ） ， 而大多新元古代岩浆岩则受到了俯 #$3 ， 冲带变质作用而成为超高压变质火成岩 （ DCEAF !" #$3 ， 299= ， 299> ） 。目前在大别山北麓的北淮阳地区和苏鲁地体西北部 的五莲一带发现有只受到变形和 G 或低级变质作用的新元古 代岩浆岩 （ H,IJE# !" #$3 ，1667 ；周 建 波 等， 2991 ；谢 智 等， 2992 ；DC@K !" #$3 ，299= ；LK !" #$3 ，299> ；DCEAF !" #$3 ， 299> ） ， 这对于恢复超高压变质火成岩原岩性质、 研究变质反 应过程和俯冲陆壳的物质循环等问题提供了重要的参照物。 大别$苏鲁造 山 带 中 生 代 岩 浆 岩 的 物 质 来 源 和 成 因 机 制， 已经成为当前大陆碰撞造山带研究的热点问题之一， 特别是 这些岩浆岩是否是俯冲陆壳物质再循环的产物， 则是大陆 动力学研究关注的焦点之一。 对大别$苏鲁造山带低 " 8 值超高压变质岩中锆石进行 的激光氟 化 氧 同 位 素 分 析 和 M$-* 年 龄 测 定 表 明， 这些低 " 8值超高 压 岩 石 原 岩 的 形 成 与 新 元 古 代 热 液 活 动 有 关 （ (KN*OE !" #$3 ， 2992 ；DCEAF !" #$3 ， 299= ， 299> ） 。但是由于 大别$苏鲁造山带中不同类型变质岩在扬子板块俯冲和折返 过程中经历了复杂的变质演化和碰撞后燕山期岩浆热事件 的叠加和改造， 制约了对这些超高压岩石原岩形成及17 8 亏 损事件时间的准确确定， 以及对其成因机制的认识。苏鲁造 山带五莲地区岩浆杂岩与超高压变质岩的原岩在岩石组合 和形成时代上具有一定相似性， 但变质程度仅为绿片岩相，
!"#$% &，’()$% *+，," *- #$. ’(#/ ’+0 12230 4)/5()6789:; /< )=)6)$98 #$. 78/9/>)8 7$ 7%$)/"8 :/5?8 <:/6 9() ,"=7#$ 1A （B） ： 3C3 D 3EF :)%7/$ 7$ 9() @"=" /:/%)$0 !"#$ %&#’()(*+"$ ,+-+"$， GH89:#59! ! @3A-B 3.5 CB3D) )E)F).CG，HBI%5 3.5 -JK/). (G-C-L) D-FL-G(C(-.G M)B) 5)C)BF(.)5 N-B CO) %)-LB-C)B-P-(D 3.5 @)G-P-(D (/.)-2G B-DQG NB-F CO) 12E(3. B)/(-. (. CO) .-BCOM)GC)B. L3BC -N CO) H2E2 -B-/).R SO) %)-LB-C)B-P-(D /B3.(C)G 3B) DO3B3DC)B(P)5 TK GCB-./ UV++ ).B(DOF).C，3.5 .)/3C(W) "0H+ （ %T，S3，X 3.5 S(）3.-F3E()GR *(BD-. !<? 6 W3E2)G -N CO) %)-LB-C)B-P-(D /B3.(C)G W3BK (. ，3.5 O3EN -N CO)F 3B) E-M)B CO3. CO) CKL(D3E F3.CE) P(BD-. W3E2)GR SO) %)-LB-C)B-P-(D /3TTB3 E3B/) B3./)（ Y <R 97Z C- =R :9Z） B)LB)G).C CO) DO3B3DC)B(GC(DG -N T3G(D B-DQG N-BF(./ (. 3 D-.C(.).C3E B(NC G)CC(./R SO) B)G2ECG -N HBI%5 (G-C-L) 3.3EKG)G (.5(D3C) CO3C CO)K 3B) 5)B(W)5 NB-F CO) 5)LE)C)5 F3.CE)R ").D)，CO) N-BF3C(-. -N CO) %)-LB-C)B-P-(D /3TTB- (G D-BB)E3C)5 M(CO CO) (.CB2G(-. -N CO) A2W).(E) DB2GC (. CO) E3C) L)B(-5 -N CO) %)-LB-C)B-P-(D GK.IB(NC F3/F3C(GFR SO) @)G-P-(D /B3.(C)G 3.5 5(-B(C)G 3B) DO3B3DC)B(P)5 TK GCB-./ UV++ ).B(DOF).C 3.5 .)/3C(W) 3.-F3E()G -N "0H+（ %T，S3，X 3.5 S(） R *(BD-. !<? 6 W3E2)G 3B) NB-F 8R <[ C- :R >8 ，3.5 F-GC -N CO)F 3B) D-.G(GC).C M(CO CO) CKL(D3E F3.CE) P(BD-. W3E2)GR @-GC -N CO) /B3.(C)G O3W) 3CC3(.)5 3.5 LB)G)BW)5 -JK/). (G-C-L) )\2(E(TB(2F NB3DC(-.3C(-.G T)CM)). \23BCP 3.5 P(BD-.，T2C 5(G)\2(TB(2F NB3DC(-.3C(-.G 3EG- -DD2B T)CM)). P(BD-. 3.5 CO) -CO)B F(.)B3EG（ G2DO 3G N)E5GL3B，T(-C(C) 3.5 O-B.TE).5) ） 52) C- CO) L-GCIF3/F3C(D OK5B-CO)BF3E 3EC)B3C(-.R SO) B)G2ECG -N )E)F).C 3.5 (G-C-L) 3.3EKG)G (.5(D3C) CO3C CO) @)G-P-(D 5(-B(C)G M)B) 5)B(W)5 NB-F 5)OK5B3C(-. F)EC(./ -N F3N(D B-DQG (. CO) CO(DQ).)5 E-M)B DB2GC，D-2LE)5 M(CO NB3DC(-.3E DBKGC3EE(P3C(-. 52B(./ F3/F3 )FLE3D)F).C；MO)B)3G CO) @)G-P-(D /B3.(C)G F3KT) N-BF)5 TK L3BC(3E F)EC(./ -N (.C)BF)5(3C) F(55E)IE-M)B DB2GCR SO) %)-LB-C)B-P-(D /B3.(C)G GO3B) CO) G(F(E3B CB3D) )E)F).C L3BC(C(-. L3CC)B. 3.5 HBI%5 (G-C-L) N)3C2B)G M(CO CO) @)G-P-(D /B3.(C)G， (.5(D3C(./ CO3C CO) %)-LB-C)B-P-(D /B3.(C-(5G F3K T) CO) LB-C-E(CO -N CO) @)G-P-(D /B3.(C(D B-DQG (. F3C)B(3E D-FL-G(C(-.GR "-M)W)B，P(BD-. !<? 6 W3E2)G -N CO) %)-LB-C)B-P-(D (/.)-2G B-DQG W3BK (. 3 E3B/) B3./)，3.5 CO) CM- L)B(-5G -N /B3.(C)G 5(NN)B G(/.(N(D3.CEK (. CO) D-.D).CB3C(-. -N NE2(5IF-T(E) )E)F).CGR SO)G) D3. T) )JLE3(.)5 C- B)NE)DC CO) 5(NN)B).D) (. CO) 5)LCO -N F3/F3 3.5 CO2G CO) G2TG)\2).C O(GC-BK D-.D)B.(./ F)C)-B(DIOK5B-CO)BF3E 3EC)B3C(-.R SO)B)N-B)， (C (G L-GG(TE) CO3C CO) G-2BD) 3.5 )FLE3D)F).C， /).)B3C(-. -N CO) %)-LB-C)B-P-(D (/.)-2G B-DQG (G D-BB)E3C)5 M(CO CO) V-5(.(3 G2L)BD-.C(.).C TB)3Q2L 3C 3T-2C =>9 C- =:9 @3 (. CO) .-BCOM)GC)B. F3B/(. -N CO) ,3./CP) DB3C-. M(CO G(/.(N(D3.C -W)BLB(.C(./ -N F)C)-B(-DIOK5BCO)BF3E 3EC)B3C(-.，MO)B)3G CO) @)G-P-(D (/.)-2G B-DQG B)G2EC NB-F L3BC(3E F)EC(./ -N G2T52DC)5 D-.C(.).C3E DB2GC (. 3 CO(DQ). -B-/). G)CC(./ M(CO-2C G(/.(N(D3.C (.NE2).D) NB-F CO) F)C)-B(-DIOK5BCO)BF3E 3EC)B3C(-.R I); J/:.8! ! *(BD-.，6JK/). (G-C-L)，%)-LB-C)B-P-(D，@)G-P-(D，]/.)-2G B-DQG，"K5B-CO)BF3E 3EC)B3C(-.
