中帕米尔塔什库尔干早白垩世二云母花岗岩与中-基性包体的岩石成因及其地质意义

摘要

中‒南帕米尔在早白垩世发生了岩浆爆发事件,出露的花岗质岩基规模巨大并且分布广泛。这些白垩纪花岗质岩石为钙碱性系列,具有弧岩浆岩的微量元素特征,可能形成于Shyok洋和/或新特提斯洋的北向俯冲环境,但其岩石成因与动力过程仍然不清楚。本文对中帕米尔塔什库尔干地区的二云母花岗岩与中‒基性包体开展了二次离子质谱(SIMS)锆石U-Pb年代学、岩相学、全岩主微量元素和Sr-Nd同位素地球化学研究。塔什库尔干二云母花岗岩与中‒基性包体形成时代分别为112.8±2.7 Ma和116.1±4.2 Ma,与早白垩世岩浆爆发期同期。二云母花岗岩具有高的SiO_(2)(71.79%~72.91%)、K_(2)O(4.60%~6.03%)和低的MgO(0.30%~0.53%)含量,总体显示弱过铝质特征(A/CNK=1.04~1.11)。岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti,具有弧岩浆岩微量元素特征,以及富集的Sr-Nd同位素组成((^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.707916~0.721691,ε_(Nd)(t)=-10.4~-10.1)。岩相学与地球化学特征表明其为S型花岗岩,源区主要为变杂砂岩,通过水致白云母部分熔融形成。中‒基性包体的主量元素含量变化较大(SiO_(2)=44.91%~56.61%,MgO=4.75%~9.80%);轻重稀土分异明显,无Eu异常;微量元素组成显示不同程度的亏损Nb和Ta;具有较为富集并且变化较大的Sr-Nd同位素特征((^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.703927~0.707694;ε_(Nd)(t)=-5.9~-0.7)。通过分析认为Shyok洋和/或新特提斯洋的俯冲沉积物发生部分熔融,熔体与上覆的新生岩石圈地幔发生交代反应,交代的辉石岩经历部分熔融形成具洋岛玄武岩微量元素特征的基性岩浆,岩浆上升形成基性包体。基性岩浆在侵位过程中同化混染了大陆下地壳,形成闪长质包体。推测中‒南帕米尔地区早白垩世岩浆爆发可能与地幔楔熔体的底侵作用所导致的地壳广泛熔融有关。