The element geochemistry, zircon U-Pb chronology and Nd-Hf isotope of the granitoids in Mazhuangshan area, Gansu Province

Abstract

北山造山带位于中亚造山带南缘，连接了东天山和索伦缝合带，对认识中亚造山带的构造演化具有十分重要的意义。本文选择北山造山带西段马庄山地区的花岗闪长岩、钾长花岗岩和闪长岩进行岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学的研究。结果表明，英云闪长岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩具有高硅（64.54%~78.48%）、高钾（1.53%~4.95%）、低磷（0.01%~0.21%）的特征，显示出高钾钙碱性-钙碱性岩石的特点。岩石整体相对富集Rb、K、Th和U大离子亲石元素，亏损P、Ta、Nb和Ta高场强元素，与弧火成岩的微量元素特征一致。花岗闪长岩和英云闪长岩的SiO2与P2O5呈负相关关系，Rb与Y、Th均呈现正相关关系，说明其属于I型花岗岩。钾长花岗岩和花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为317.7±1.0Ma和320.2±0.8Ma，表明岩浆侵位时代为晚石炭世。它们的初始eNd（t）值介于-5.31~-4.24之间，锆石eHf（t）介于-3.6~-0.2之间，Hf的tDM2为1318~1537Ma，暗示岩石来自于下地壳物质的部分熔融，原始岩浆在上侵过程中有部分地幔物质的加入。综合地质、地球化学和年代学特征，认为北山西段，在晚石炭世，马庄山地区处于与俯冲相关的弧环境。