米仓山新元古代钠质碱性岩系成因及其大陆动力学意义

The Micangshan area located at the convergent region between Northern Yangtze, Southern Qinling and Northeastern Tibetan plateau, with a unique deep dynamics condition sets on its exceptional tectonic setting. This project focuses on the Neoproterozoic sodic alkaline rock association from Zhongziyuan-Shuimo-Lijiahe-Pinghe areas as samples in the light of former research work, studies on the rock texture, major elements, trace elements, rare earth elements, typical alkaline dark minerals and feldspathoid minerals maily of the sodic alkaline magma rock association. Under the firm foundation of comprehensive analysis of geology, petrology, geochemistry and modern tecniques such as igneous rock probe, electron microprobe, LA-ICP-MS and ICP－MS, the project relates the magmatism and the deep-dynamics process organically to deduce the details of mantle feature, composition, thermal state, magma generation, partial melting mechanism and crust/mantle interaction process of Micangshan area in terms of theorotic petrology and mineral-melting balance theory. The project then offers important deep-dynamics constrains on further research on Neoproterozoic tectonic evolution, alkaline magmatism and Neoproterozoic Rodinia super continental rifting of Micangshan area.

米仓山位于扬子北缘-秦岭南缘-青藏高原东北缘三大构造区域的交接转换部位，特殊的构造环境孕育了独特的深部动力学背景。本项目在已有研究工作积累的基础上，选择米仓山中子园－水磨－李家河－坪河一带出露的新元古代钠质碱性岩系为解剖对象，在扎实的地质学、岩石学、地球化学综合厘定和研究的基础上，利用火成岩岩石探针深部反演技术，借助电子探针、激光探针及ICP－MS等现代测试方法，重点对钠质碱性岩全岩、典型碱性暗色矿物、似长石类矿物等岩石组构常量－微量－稀土元素进行微区精确定量分析，将岩浆作用与深部动力学过程有机联系起来，从理论岩石学、矿物熔体平衡的高度，反演米仓山地区地幔性质、物质组成、热状态、岩浆起源及局部熔融机理、壳/幔相互作用及物质交换过程的细节，从而为进一步探讨该区在新元古代期间的构造演化历史以及碱性岩浆作用与新元古代期间Rodinia超级大陆裂解事件的关系等关键科学问题提出重要的深部动力学约束。

通过对扬子地块北缘米仓山地区碱性杂岩体展开详细的岩石学、全岩主微量、Sr-Nd同位素及锆石U-Pb年代学的研究，基本厘清了该区新元古代侵入杂岩体的时空格架，并结合地球化学探讨该区碱性杂岩的成因机制、构造环境及深部动力学过程。研究工作取得了以下主要认识和结论：. 1、坪河磷霞岩形成年龄为872 ± 4 Ma，石英闪长岩形成年龄为869 ± 4 Ma，二长花岗岩形成年龄为742 ± 6 Ma；水磨正长岩（富钠和富钾）形成年龄为869 ± 4 Ma和860 ± 5 Ma；中子园辉长岩形成年龄为753 ± 4 Ma。这些岩石代表扬子地块北缘米仓山地区新元古代时期不同阶段的岩浆活动。. 2、地球化学研究表明：磷霞岩属于钠质碱性岩。石英闪长岩属于钠质碱性准铝质岩系。水磨正长岩属于碱性准铝质岩系。二长花岗岩属于高分异I型花岗岩类。中子园辉长岩属于钙碱性基性岩系。. 3、米仓山地区的碱性岩（磷霞岩和正长岩）起源于亏损地幔源，经结晶分异演化，在后续岩浆上升过程中可能遭受了地壳的同化混染，正长岩演化过程不同于磷霞岩，二者可能是超基性-碱性岩浆演化期间不同阶段的产物。基性岩（辉长岩）起源于石榴石二辉橄榄岩亏损地幔源，其熔融程度大于15%，在岩浆上升演化阶段遭受了地壳混染作用。中-酸性岩是新生玄武质下地壳部分熔融的产物，在其上升演化的过程中明显遭受了地壳的同化混染，可能是一期陆壳增生事件的产物。. 4、研究认为米仓山碱性岩是新元古代弧内裂谷构造环境的产物；基性岩是新元古代中期大陆边缘弧构造环境的产物；闪长岩是新元古代早期俯冲相关的大陆边缘弧构造环境的产物；二长花岗岩是新元古代中期弧后伸展的构造环境的产物。. 5、综合上述讨论，扬子地块北缘在新元古代时期（900Ma~700Ma）总体可能处于俯冲相关的构造背景，米仓山地区新元古代时期的岩浆活动可以大致划分为三个阶段（~860Ma、~830Ma、~750Ma），经历了从早期陆缘弧裂谷到火山弧再到弧后伸展。