摘要
中国东南部中生代岩浆-构造活动多样而复杂,发育大规模火山-侵入杂岩,对其成因还存在争论,研究岩浆活动的成因对认识中国东南部中生代构造演化及动力学背景有重要意义。中国东南部在中生代经历了一系列构造体制的转换,包括中晚侏罗世之交的特提斯构造域-滨太平洋构造域的转换,以及晚侏罗世的挤压到白垩世的挤压后的松弛和拉张的转换。华南中生代构造背景及构造演化的年代学格架,一直是前人研究的热点问题,目前许多学者对于华南在白垩世处于伸展的构造背景已经达成共识,但仍然缺乏精确的年代学资料,具体的拉张期次有待厘定。基性岩墙群绝大多数形成于岩石圈伸展和拉张的构造背景中,基性岩墙群的研究对探讨岩石圈伸展拉张过程、地幔性质及其时空演化等方面具有重要意义。 基于此,本文以浙皖交界齐溪地区侵入于石耳山岩体的基性岩墙群为研究对象,通过系统的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究,结合已有成果,探讨齐溪地区基性岩墙群的形成时代、源区性质、岩石成因、构造背景以及华南中生代岩石圈拉张在研究区的响应,以期为华南中生代岩石圈伸展拉张的时限进行约束,为华南中生代构造演化及动力学背景提供基性岩方面的证据。本文主要获得以下几点认识: 1.齐溪地区基性岩墙群侵入于石耳山岩体新元古花岗岩,主要岩性为辉绿岩,岩墙均未发生变质变形,有一定程度的蚀变现象,基性岩墙群走向主要为北东向。 2.基性岩墙样品的SiO2含量较低介于41.77%~46.75%; Al2O3含量介于13.67%~16.36%,显示高铝的特征;w(Na2O)/w(K2O)=1.22~10.67,显示出低钾的特征,样品QX11-3的w(Na2O)/w(K2O)=0.24,可能是由于富K流体交代所致;镁指数Mg#变化范围较大(Mg#=36~63)。基性岩墙群样品均属亚碱性玄武岩,拉斑玄武岩系列岩石。 3.齐溪地区岩墙群整体上具有较为平坦的右倾型稀土配分模式,轻稀土元素富集,重稀土元素相对亏损,Eu负异常和Ce负异常微弱。岩墙普遍富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,表现出消减带的特征,岩浆源区与俯冲作用有关,岩浆形成过程中以平衡部分熔融作用为主。 4.对齐溪地区基性岩墙群的锆石U-Pb年代学研究表明,基性岩墙的结晶年龄为139.9±1.9Ma(WSMD=2.7),表明该岩墙群为早白垩世的产物。岩墙群的εHf(t)=-12.17~-7.54,说明该岩墙群的源区应为较富集的地幔,同位素组成不均一说明岩墙可能还经历了一定程度的地壳物质混染。 5.利用不同构造环境判别图解并结合岩石地球化学特征和区域地质背景,齐溪地区基性岩墙形成于板内环境。不相容元素的分析结果显示,岩墙群的源区为受俯冲板片流体交代的EMII型富集地幔,岩浆上升过程中还受到不同程度的地壳混染。岩墙群在岩石形成过程中以源区的富集为主,地壳混染对微量元素的影响小于源区混染。 6.综合区域地质背景以及华南中生代构造事件,笔者认为齐溪地区基性岩墙的形成机制为陆内后造山的伸展拉张作用,燕山早期,扬子-华夏板块拼合造山,燕山晚期为后造山阶段,形成一系列A型花岗岩、基性岩墙及断陷盆地,构造体制转为伸展,~140Ma时,受俯冲板片流体交代富集的地幔物质经部分熔融上涌,并经历一定程度的地壳混染,最终形成齐溪地区基性岩墙群。 7.前人将华南中生代岩石圈伸展划分为5个期次,对应年龄分别为~170Ma、~140Ma、~124Ma、~105Ma和~90Ma,本文研究的齐溪地区基性岩墙群可以代表华南中生代~140Ma的伸展拉张活动在研究区的响应,研究区在晚中生代应处于陆内岩石圈伸展的构造背景。