华北克拉通北缘异剥钙榴岩成因:来自锆石学和全岩地球化学的制约  

作　　者：冉静 王浩 杨进辉[1,2] 闫垚琪 朱昱升 周宝全 

机构地区：[1]中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化与环境演变全国重点实验室,北京100029 [2]中国科学院大学地球与行星科学学院,北京100049

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第3期770-788,共19页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(42322203、42288201);中国科学院项目(2020068、XDB0710000)资助。

摘　　要：异剥钙榴岩是流体与岩石发生交代作用的产物,是岩石圈与水圈相互作用的直接记录,是地表水随俯冲作用进入地球深部的重要载体之一(其水含量大于1.5wt.%).确定交代流体的性质是揭示异剥钙榴岩成因的关键.本文选择华北克拉通北缘的异剥钙榴岩及其伴生的长英质岩脉/岩株为研究对象,对其开展了详细的锆石显微包裹体、U-Pb年代学、微量元素、Hf-O同位素和全岩地球化学与Sr-Nd-Hf同位素分析,以期揭示其形成时代和岩石成因并探讨其形成的动力学背景.分析结果显示,钠长正长岩和正长岩岩脉/岩株中锆石具有清晰的震荡环带,变化极大的Th/U比值(0.0001~4.073)和低稀土元素含量以及形成温度(<600℃),指示这些锆石结晶于岩浆演化晚期的熔-流体转化阶段.锆石SIMS和LA-ICPMS分析给出的U-Pb年龄((389.1±3.5)~(390.2±1.6)Ma)可以代表这期热液流体的活动时代.异剥钙榴岩中锆石含有钙质石榴石、赤铁矿和富水流体包裹体,指示这些锆石形成于异剥钙榴岩化作用阶段,且形成异剥钙榴岩的交代介质为氧化性富水流体.锆石SIMS和LA-ICPMS分析给出的U-Pb年龄分别为(388.1±3.9)Ma和(388.6±4.6)Ma,代表了异剥钙榴岩的形成时代.钠长正长岩与正长岩等都具有高的全碱含量(9.9~13.9wt.%),一致的Sr同位素初始比值(0.7047~0.7051),负的ε_(Nd)(t)(-10.1~-8.5)和εHf(t)(-13.9~-13.7)值以及略高于正常地幔锆石的δ^(18)O值(6.20‰±0.18‰),这些特征与区域上同时期的碱性杂岩体一致,暗示这些正长岩岩脉岩株是碱性杂岩体演化晚期的产物.异剥钙榴岩具有高钙低硅以及富集全碱(Na_(2)O+K_(2)O)和大离子亲石元素(Ba、K和Sr)的特征.同位素组成上,异剥钙榴岩显示均一的Sr同位素初始值(0.7046~0.7047)、负的ε_(Nd)(t)(-6.8~-6.1)和εHf(t)(-9.8~-8.3)值以及略高于正常地幔锆石的δ^(18)O值((5.79±0.10)‰~(5.91±0.18)‰).这些特征介于原岩辉石岩/角闪

关 键 词：华北克拉通 异剥钙榴岩 正长岩 包裹体 锆石U-PB年龄 Sr-Nd-Hf-O同位素 

分 类 号：P61[天文地球—矿床学]