Evidences from zircon U-Pb geochronology, whole-rock geochemistry and Hf isotope of Early Cretaceous magmatic rocks in Baishan area, southern Jilin Province: Constraints on destruction of the North China Craton

Abstract

对华北克拉通东北部早白垩世岩浆岩开展锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Hf同位素研究，能约束其岩石成因与构造背景，并为深入探讨晚中生代华北克拉通东北部岩石圈形成与演化提供依据。吉南白山地区的兴林花岗斑岩、红土崖安山质晶屑凝灰岩和江源含角砾流纹质岩屑晶屑凝灰岩的锆石为岩浆成因，结晶年龄分别为130&#177;1Ma、128&#177;1Ma和120&#177;1Ma。兴林花岗斑岩和红土崖安山质晶屑凝灰岩具高SiO₂、Al₂O₃、Sr含量及高Na₂O/K₂O，Sr/Y和（La/Yb）_N比值，贫Y、Yb，富集LILE （如Ba、Th、U），亏损HFSE （Nb、Ti、P），具有微弱的负铕异常（<i>δ</i>Eu=0.82~0.94），具埃达克质岩石特征。兴林花岗斑岩富碱，低TiO₂含量，铝饱和指数A/CNK=1.06~1.14，表现为右倾型稀土配分模式，全岩锆饱和温度为798~815℃，属I型花岗岩。兴林花岗斑岩<i>ε</i>_Hf（<i>t</i>）介于-17.96~-0.19，两阶段模式年龄<i>t</i>_DM2=1197~2313Ma，指示兴林花岗斑岩源自古元古代-中元古代的加厚镁铁质下地壳部分熔融。红土崖安山质晶屑凝灰岩<i>ε</i>_Hf（<i>t</i>）介于3.37~5.47，两阶段模式年龄<i>t</i>_DM2=830~967Ma，暗示红土崖安山质晶屑凝灰岩是新元古代拆沉榴辉岩质下地壳部分熔融并交代地幔橄榄岩的产物。结合江源含角砾流纹质岩屑晶屑凝灰岩<i>ε</i>_Hf（<i>t</i>）（-2.69~1.00），两阶段模式年龄<i>t</i>_DM2=1115~1349Ma，可知吉南地区早白垩世岩浆岩<i>ε</i>_Hf（<i>t</i>）具有不均一性，岩浆源区存在多组分的特点，既有古老地壳，也存在新生地壳，指示多阶段地壳生长过程，暗示华北克拉通东北部陆壳在元古代演化过程中存在两次增生事件。综合研究表明，早白垩世古太平洋板块（伊泽奈崎）的俯冲回撤导致增厚的华北克拉通东北部地壳整体处于伸展的构造背景下，并自西向东发生拆沉减薄，拆沉下地壳的部分熔融形成区域广泛分布的埃达克质岩石。