遼寧鞍山鐵架山花崗巖及表殼巖的同位素年代學和地球化學研究.pdf

1、本次研究共對3個鐵架山花崗巖樣品(A0432、A9825和A9837)進行了鋯石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左右的認識。樣品A0432的巖漿鋯石由于存在強烈鉛丟失，未能獲得可靠的巖漿鋯石年齡(根據數(shù)據點分布和其它資料，推測為2.96-2.99Ga)。然而，所獲得的變質鋯石年齡2913±7Ma記錄了鐵架山花崗巖形成之后變質事件的

2、時間。這也是鞍山地區(qū)首次獲得的中太古代變質年齡，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的一個諧和巖漿年齡，該年齡與樣品A0432變質鋯石年齡一致，代表了在該次構造熱事件深熔作用的時代，同時也表明主體形成于2.96～2.99Ga的鐵架山花崗巖存在進一步解體的可能。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顯示出強烈的虧損。根據輕重稀土分離程度與否可將花崗質巖石分為兩組，一組重稀土強烈虧損，輕重稀土強烈分離，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個鐵架山花崗巖樣品鋯石的Hf同位素組成分析結果是，巖漿鋯石數(shù)據中除A9837-16異常以外，其余數(shù)據點的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。變質重結晶鋯石的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)。除本次地球化學研究未涉及的斜長角閃巖、石英巖外，根據地球化學組成及Nd同位素組成，可將其它鐵架山表殼巖分為3類。一類為變泥砂質巖

6、石，構成表殼巖主體。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個樣品都具有K2O＞Na2O的特點。巖石具有明顯的負銪異常，高場強元素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糜棱巖化云母石英片巖A9814和A0530，其SiO2高達80﹪，高K2O低Na2O。稀土總量很低，負銪異常不明顯，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。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，輕重稀土強烈

8、分離，負銪異常不明顯，存在明顯的負鋇異常，但高場強元素Nb、P、Ti虧損相對較弱，與上述變泥砂質巖石有一定區(qū)別。它的tDM(Nd)以及εNd(3.0Ga)分別是2.52Ga以及12.60。 以往根據鐵架山表殼巖與鐵架山花崗巖地球化學和Nd同位素組成上的相似性，把前者當成后者中的包體。但對3個變質碎屑沉積樣品(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