Late Neoarchean magmatism and crustal growth in northern Liaoning: Evidence from zircon U-Pb geochronology and petro-geochemistry of the Qingyuan trondhjemites

Abstract

TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）片麻岩是太古宙陆壳的重要组成部分，探究其形成过程可以获得地球早期大陆地壳增生-演化的关键地球动力学信息。本次研究从华北克拉通东部辽北清原地体中识别出了柴河、摩离红两个奥长花岗岩岩株，在空间上它们与时代相近的赞岐岩类（石英二长闪长岩）伴生，SIMS锆石U-Pb定年指示二者结晶年龄和变质年龄分别为2550~2546Ma和2510~2480Ma。柴河岩体SiO2含量介于70.7%~73.5%之间，Na2O/K2O比值为2.15~4.89，Al2O3含量为14.3%~15.5%；富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素（Sr=356×10-6~464×10-6，Sr/Y=71~392），亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，轻重稀土强烈分异，（La/Yb）N比值介于45~144之间，部分样品发育Eu正异常（δEu=1.17~2.41）。摩离红岩体SiO2含量为64.7%~75.7%，Na2O/K2O比值为1.86~2.78，Al2O3变化范围较大（13.7%~17.7%）；同样富集大离子亲石元素并亏损高场强元素，Sr/Y比值为22~36，轻重稀土分异明显，具有中等至偏高的（La/Yb）N比值（7~47），Eu异常发育不明显（δEu=0.86~1.34）。二者均具有接近亏损地幔的全岩eNd（t）（+1.9~+3.8）和锆石eHf（t）（+3.9~+7.1）值。以上特征指示柴河、摩离红岩体可能分别形成于低角度俯冲大洋板片或岛弧下地壳在榴辉岩相和石榴角闪岩相条件下部分熔融。区域岩浆-变质事件的时-空分布关系表明，华北克拉通东部新太古代晚期热事件主要受控于初始板块构造体制下的短周期、小规模俯冲-碰撞-伸展造山旋回。俯冲带岩浆活动在新太古代晚期陆壳生长-分异过程中已经扮演着非常重要的角色。