The Baiyunchanghe A-type granites in Guyang area, Inner Mongolia: Age, geochemistry, Hf isotope and response to the breakup of Columbia supercontinent

Abstract

在对固阳白云常合山花岗岩详细的野外地质调查基础上，对其岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征进行了综合研究。白云常合山花岗岩的地球化学特征显示其具有高SiO2（70.68%~77.21%）、富碱（7.88%~9.21%）、高Fe2O3T/MgO（12.60~90.38）和10000×Ga/Al（3.63~6.17）值，低Al2O3（11.70%~13.23%）、MgO（0.06%~0.24%）、CaO（0.23%~1.20%）的特征；微量元素富集Rb、Th、K等，亏损Ba、Sr、Eu、Ti、P；稀土元素总量较高，轻稀土富集，重稀土亏损，呈现典型的右倾'海鸥型'分布模式，具有明显的Eu负异常。通过锆石饱和温度的计算，得到白云常合山花岗岩的结晶温度为824~957℃，平均值为903℃，表明其形成于高温环境。这些特征与A型花岗岩相一致。锆石LA-ICP-MS年龄测试结果显示，白云常合山花岗岩形成于~1720Ma；锆石eHf（t）=-1.84~+6.08，以正值为主，单阶段模式年龄和二阶段模式年龄分别为1.9~2.2Ga和2.5~3.2Ga，岩浆源区主要是新太古代新生地壳，在上升过程中可能受到古老地壳物质的混染。构造环境判别图解显示其为A1型花岗岩，且有板内岩浆的特点，因此白云常合山花岗岩应该是大陆裂谷岩浆活动的产物。结合区域上与裂解事件有关地质体的同位素年代学资料，认为白云常合山花岗岩应该是固阳地区年龄可靠的最早响应哥伦比亚超大陆裂解的岩体。