冀东显生宙岩浆作用研究

Based on data previously published and recently acquired by the applicant, it shows that there are multiple episodes of mantle-derived and granitic magmatism formed during the period of Paleozoic and Mesozoic. The magmatism is unique in both ages and types with respect to that of other parts of the North China craton. This project will conduct detailed field investigation on various types of magmatism of different ages from the northern Hebei province and make an integrated study of zircon age, O and Hf isotopic compositions. Focus will be placed on mineralogy, petrology and geochemistry to obtain their ages and geochemical features. Then, the origin and evolution of the magmas and the nature and degree of partial melting of the sources from which the magmas were derived will be discussed. Based on comparison of mantle-derived magmas and granitic magmas of different ages, the evolution of lithospheric mantle and the lower crust will be constrained. The results will be further compared with data from other parts of the North China craton to constrain the timing and mechanism for the destruction of the North China craton. The project has significance for further understanding the destruction of the North China craton and genesis of granites.

综合前人和申请者最近获得的资料显示，在冀东地区存在古生代-中生代多期幔源岩浆活动和花岗岩浆作用,它们无论是在形成时代上还是类型上在华北都具有独特性。本项目拟通过对冀东地区不同时期不同类型的岩浆岩进行详细的野外地质考察，以锆石年龄与原位O-Hf同位素测定相结合作为突破口，并结合矿物学、岩石学、精细地球化学和同位素地球化学的深入研究，查明它们的形成年龄和地质地球化学特征，提取有关源区成分、源区性质、部分熔融程度、岩浆起源与演化等方面的重要信息。通过系统对比不同时期幔源岩浆的性质,探讨该地区岩石圈地幔的演化。通过对比不同时期的同类型花岗岩和同时期不同类型的花岗岩，确定它们之间的成因联系，探讨该地区下地壳演化。在此基础上，与区域上其它地区进行详细对比，进一步探讨华北克拉通破坏的时限和破坏机制。本项目无论对于探讨华北克拉通破坏还是对于花岗岩成因都有重要研究意义。

在冀东地区存在古生代-中生代多期幔源岩浆活动和花岗岩浆作用，无论是在形成时代上还是类型上在华北克拉通北缘都具有独特性，对进一步探讨华北克拉通中生代破坏的时限和破坏机制以及各种岩浆岩的成因都有重要研究意义。.通过近几年的工作，我们在冀东识别出4期显生宙岩浆活动：早二叠世（~295 Ma）、晚三叠世（~216 Ma）、早侏罗世（190-199 Ma）和中侏罗世（167-173 Ma）。早二叠世岩浆活动以棒槌崖和东湾子两个基性-超基性岩体为代表，反映了幔源岩浆作用的产物。晚三叠世岩浆活动以都山花岗岩体为代表，具有埃达克质岩浆的特征，主要为古老下地壳部分熔融的产物，同时在都山花岗岩体局部发育的暗色包体可能反映了少量幔源岩浆的加入。早侏罗世（190-199 Ma）岩浆活动以蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩为代表，它们的锆石εHf(t)明显高于华北古老下地壳的范围，说明可能并不是完全由古老下地壳重熔产生。但是它们的锆石εHf(t)均具有较小的变化范围，并且具有极低的全岩Cr、Ni含量，可以排除有幔源岩浆的参与，推测可能来源于三叠纪底侵作用形成的新生地壳与古老地壳的混合源区的部分熔融。中侏罗世的岩浆活动包括碾子峪闪长岩体、白家店花岗岩体和水胡同二云母花岗岩。虽然它们的形成时代相似，但在地球化学特征上各具特色。碾子峪闪长岩体为暗拼岩（appinite），表现为极低的SiO2(<45 wt%)，不同于其它岩浆岩在于其含有大量的含水矿物角闪石，一般认为其来源于受到俯冲交代的地幔的部分熔融，因此我们认为其与古太平洋的俯冲作用有关。白家店花岗岩体和其中的暗色包体虽然在锆石年龄上一致，均为172 Ma左右，但是在锆石Hf同位素上具有明显不同的特征，暗色包体中的锆石具有正的εHf(t)，表明有亏损地幔的加入，整个花岗岩体的锆石εHf(t)具有较大的变化范围，显示了壳幔源岩浆的混合。而同期的水胡同二云母花岗岩不含暗色包体，锆石εHf(t)变化范围小，主要来源于古老下地壳的部分熔融。可以看出，冀东显生宙不同时期的岩浆活动各具特色，反映了该地区长期复杂的壳幔演化历史。