胶北地体新太古代晚期变基性火山岩年代学、地球化学和Hf-O同位素研究

Abstract

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胶北地体位于华北克拉通东部,经历了中太古代(~2.9Ga)和新太古代(~2.7Ga和~2.5Ga)多期次岩浆活动。太古宙岩石主要由花岗质片麻岩和变辉长岩组成,含少量变质表壳岩包体或透镜体。本研究拟通过新的锆石SHRIMP U-Pb定年、全岩地球化学和Hf-O同位素分析来揭示其岩石成因和构造背景。锆石SHRIMP U-Pb定年获得变基性岩火山岩岩浆锆石年龄为2524±22Ma以及新太古代晚期(2494±9Ma)构造热事件的影响,从而限定了变基性火山岩形成时代在2494~2507Ma之间,归属于新太古代晚期的胶东岩群,岩石具拉斑玄武岩成分特征,在岩浆演化过程中经历了橄榄石和单斜辉石的结晶分离。分析样品的全岩成分显示其具低-中等SiO₂含量(50.39%~52.01%)和较高Mg值(Mg^#=41~67),富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE) Rb、Ba、Pb,亏损重稀土元素(HREE)和高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti,无明显Eu异常。锆石<i>ε</i>_Hf(<i>t</i>)值介于+1.22~+6.0,<i>δ</i>¹⁸O值介于3.46‰~6.59‰,这些地球化学特征显示出典型的俯冲相关的岛弧特征,表明变基性火山岩源自亏损地幔的部分熔融。新太古代晚期(~2.5Ga)大量TTG、赞岐岩和富钾花岗岩组合,显示出强烈的壳幔相互作用和地壳物质再循环,显示华北克拉通在新太古代晚期完成初始克拉通化。