扬子东南缘新元古代岛弧岩浆作用及意义

摘要

高钾钙碱性和拉斑质玄武岩是岛弧岩浆作用最常见的岩石类型,它们的微量元素蛛网图表现为富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),这些特点被认为是俯冲作用过程中,洋壳脱流体作用导致上覆岩石圈地幔交代.然而,在俯冲作用初期,由于地幔没有经历俯冲流体交代作用,或只存在微弱交代,这样就会形成MORB特点的玄武岩和玻安质系列岩石,二者在时空上紧密伴生.这种特殊的岩石组合不但记录了洋壳俯冲作用的开始时间,而且揭示了俯冲作用初期地幔源区属性的变化.近年来，人们在该区陆续发现了MORB型玄武岩和玻安质系列岩石，便提出了一种新的模型来解释扬子东南缘新元古代俯冲作用过程和地幔属性。在江南褶皱带中段，已识别出大量850-Ma MORB-型岩浆岩。这些岩石的εNd(t)= +1.30–+9.36，初始87Sr/86Sr=0.70796–0.71126，说明经历了一定程度的地壳混染。同时在该带中也厘定出多处ca.830Ma玻安质系列岩石，前人曾将其命名为科马提质玄武岩。通过对四堡，益阳，障源和歙县玄武岩详细的岩石地球化学研究，显示它们的原始母岩浆为玻安质岩浆岩，形成于高温(TP =1440–1500 °C) ，高压 (3.5–1.0 GPa)，且含水量高(H2O=3420-4830ppm;Zhaoand Zhou,2013; Zhao and Asimow,2014)。上述MORB-型岩浆岩和玻安岩组合，与IBM岛弧和Tethyanophiolites中发育的火山岩非常相似，说明扬子东南缘俯冲作用开始于850Ma，结束于830Ma，且四堡群及相应地层为弧前盆地沉积。因此，从岩石学的角度限定了扬子东南缘新元古代俯冲作用的起始时间，为正确认识该科学问题提供了一个全新思路。