遼寧鞍山鐵架山花崗巖及表殼巖的同位素年代學(xué)和地球化學(xué)研究.pdf

1、本次研究共對3個(gè)鐵架山花崗巖樣品(A0432、A9825和A9837)進(jìn)行了鋯石SHRIMPU-Pb年齡測定。其中從A9837獲得了一組巖漿年齡2992±10Ma，該年齡資料再一次支持了以往對鐵架山花崗巖形成于3.0Ga左右的認(rèn)識。樣品A0432的巖漿鋯石由于存在強(qiáng)烈鉛丟失，未能獲得可靠的巖漿鋯石年齡(根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布和其它資料，推測為2.96-2.99Ga)。然而，所獲得的變質(zhì)鋯石年齡2913±7Ma記錄了鐵架山花崗巖形成之后變質(zhì)事件的

2、時(shí)間。這也是鞍山地區(qū)首次獲得的中太古代變質(zhì)年齡，對于了解鞍山地區(qū)早期地殼演化具有重要意義。在樣品A9825獲得的年齡資料中，我們得到2914±4Ma的一個(gè)諧和巖漿年齡，該年齡與樣品A0432變質(zhì)鋯石年齡一致，代表了在該次構(gòu)造熱事件深熔作用的時(shí)代，同時(shí)也表明主體形成于2.96～2.99Ga的鐵架山花崗巖存在進(jìn)一步解體的可能。在樣品A9837和A9825中存在較多殘余鋯石，最老殘余鋯石年齡可達(dá)3759Ma。這是首次在鐵架山花崗巖中獲得殘余鋯

3、石年齡。 鐵架山片麻狀花崗巖明顯高K2O低Na2O，在An-Ab-Or圖上樣品位于花崗巖區(qū)。大致都具有明顯的負(fù)銪異常，Nb、P、Ti相對明顯地虧損，巖石Th含量很高，Ba相對于Rb、Th顯示出強(qiáng)烈的虧損。根據(jù)輕重稀土分離程度與否可將花崗質(zhì)巖石分為兩組，一組重稀土強(qiáng)烈虧損，輕重稀土強(qiáng)烈分離，另一組重稀土呈平坦型，輕重稀土分離相對較弱。樣品分析顯示出較均勻的Nd同位素組成特征。tDM(Nd)和εNd(3.0Ga)的變化范圍分別為3.

4、38～3.88Ga和-7.21～-2.26。 3個(gè)鐵架山花崗巖樣品鋯石的Hf同位素組成分析結(jié)果是，巖漿鋯石數(shù)據(jù)中除A9837-16異常以外，其余數(shù)據(jù)點(diǎn)的εHf(t)和Hf同位素虧損地幔模式年齡tDM(Hf)的變化范圍分別為-9.36～-2.29和3.32～3.57Ga。殘余鋯石的εHf(t)和tDM(Hf)變化范圍分別為-10.53～-19.47和3.56～3.89Ga。變質(zhì)重結(jié)晶鋯石的εHf(t)和tDM(Hf)變化范圍分別為

5、-9.10～-5.73和3.42～3.55Ga。巖漿鋯石年齡和Hf同位素組成及全巖Nd同位素組成對比表明，鐵架山花崗巖主體形成于古1老陸殼物質(zhì)的再循環(huán)。此外，部分巖石組成特征表明它們在形成過程中和/或形成之后稀土組成可能發(fā)生了一定程度的變化。 鐵架山花崗巖中存在不同類型的表殼巖(以下簡稱鐵架山表殼巖)。除本次地球化學(xué)研究未涉及的斜長角閃巖、石英巖外，根據(jù)地球化學(xué)組成及Nd同位素組成，可將其它鐵架山表殼巖分為3類。一類為變泥砂質(zhì)巖

6、石，構(gòu)成表殼巖主體。它們在元素和Nd同位素組成上與鐵架山花崗巖十分相似。6個(gè)樣品都具有K2O＞Na2O的特點(diǎn)。巖石具有明顯的負(fù)銪異常，高場強(qiáng)元素Nb、P、Ti出現(xiàn)明顯的相對虧損，Ba相對于Rb、Th顯示出強(qiáng)烈的虧損。巖石tDM(Nd)和εNd(3.0Ga)的變化范圍分別為3.18～3.51Ga和-3.89～0.64。在所有變泥沙質(zhì)巖石中，樣品A0435的εNd(3.0Ga)最高為0.64，tDM(Nd)最小為3.18Ga。 另一

7、類鐵架山表殼巖為取自鐵架山南坡崔家屯的強(qiáng)糜棱巖化云母石英片巖A9814和A0530，其SiO2高達(dá)80﹪，高K2O低Na2O。稀土總量很低，負(fù)銪異常不明顯，具重稀土相對富集的異常稀土模式。對樣品A9814做了Nd同位素組成分析，它的tDM(Nd)以及εNd(3.0Ga)分別是6.53Ga以及-5.34。異常的Nd同位素組成顯然與巖石存在異常稀土模式有關(guān)。最后一類鐵架山表殼巖為黑云斜長片麻巖A9826。巖石高Na2O低K2O，輕重稀土強(qiáng)烈

8、分離，負(fù)銪異常不明顯，存在明顯的負(fù)鋇異常，但高場強(qiáng)元素Nb、P、Ti虧損相對較弱，與上述變泥砂質(zhì)巖石有一定區(qū)別。它的tDM(Nd)以及εNd(3.0Ga)分別是2.52Ga以及12.60。 以往根據(jù)鐵架山表殼巖與鐵架山花崗巖地球化學(xué)和Nd同位素組成上的相似性，把前者當(dāng)成后者中的包體。但對3個(gè)變質(zhì)碎屑沉積樣品(A9819、A0435和A0436-1)碎屑鋯石SHRIMPU-Pb年齡測定，它們最大207Pb/206Pb年齡為3.0G