鲁西新太古代早期中基性侵入岩成因特征及构造意义

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地球早期大陆地壳的生长方式和壳幔动力学机制一直是国际前寒武纪研究的热点问题。尽管太古宙是大陆地壳生长的主要时期已基本获得共识,但是太古宙时期地壳具体的生长方式和壳幔动力学机制仍然存在很大的争议。部分学者提出地幔柱或者与拆沉相关的垂向构造机制,而其他学者主张与俯冲相关的侧向增生模式或者地幔柱-岛弧的联合作用机制。本文以鲁西地区新太古代早期中基性侵入体为研究对象,通过野外地质特征、镜下薄片鉴定、全岩主微量分析、锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素特征的研究,为鲁西地区新太古代早期的构造演化特征提供更多的依据。前人研究成果揭示,在>2.70Ga时期,鲁西地区形成大量的以变科马提岩-拉斑玄武岩为主的表壳岩,整体位于B带七星台-苏家沟地区,此类超基性-基性岩系与全球克拉通范围内地幔柱构造背景下形成的拉斑玄武岩一致,是地幔柱在不同深度发生部分熔融形成的。在2.69-2.65Ga时期,形成具有岛弧成因的变辉长岩和变闪长岩,主要分布在泰山地区,该组样品具有轻微的REE右倾的分配型式,轻微的Nb、Ta、Ti负异常的特征说明其为板块俯冲作用的产物;同时,由于太古宙地壳热流值较高,因此可能为一系列小规模、低角度的热俯冲。此外,本文在孟家屯地区还发现了?2.6Ga的钙碱性岛弧玄武质岩石,具有明显右倾的REE分配型式和Nb、Ta、Ti负异常的特征,说明其并非为地幔柱成因,应为岛弧成因。前人在B带大王庄北部、蒙阴东南及沂源东部发现2618±36Ma的高镁拉斑玄武岩,该类样品具有明显分异的REE分配型式和Nb、Ta、Ti负异常的特征,较高的MgO值和较低的TiO2值,同期产出的TTG岩石也具有岛弧成因的特征。在?2.60Ga时期,地壳的热流值逐渐减小而趋于刚性,俯冲的角度和深度逐渐增加,俯冲洋片和地幔楔逐渐开始相互作用,俯冲板片不断脱水从而发生部分熔融,使熔融部分不断富集大离子亲石元素和轻稀土元素,最终形成钙碱性岛弧玄武质岩石。综上所述,中基性侵入体的岩石组合类型、地球化学特征及岩石成因表明这些侵入体是在地幔柱-板块构造联合作用环境中形成的。结合区域上出现的科马提岩-拉斑玄武岩-富集玄武岩的岩石组合特征,2.75Ga为洋盆爆发时期,2.702.65Ga为弧-幔联合作用时期,2.652.60为俯冲阶段。
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