華北克拉通東北部新太古代晚期巖漿作用和地殼增生:鋯石U-Pb-Hf同位素、微量元素和地球化學(xué)制約*

郝樂(lè)燃 楊德彬, 2, 3** 許文良, 2 母茂松 全昳糠 楊浩田 王安琪

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 1300612. 自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 1300613. 東北亞生物演化與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130026

華北克拉通是太古宙克拉通，記錄了地球早期的地殼生長(zhǎng)和演化等重大地質(zhì)事件，是研究早期大陸地殼生長(zhǎng)和演化的重要對(duì)象之一(Gengetal., 2012; Wangetal., 2015)。新太古代晚期是華北克拉通巖漿活動(dòng)和構(gòu)造-熱事件發(fā)生的關(guān)鍵時(shí)期，除新太古代早期(～2700Ma)全球發(fā)育重要的地殼生長(zhǎng)外，華北克拉通新太古代晚期(～2500Ma)也發(fā)育強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和地殼生長(zhǎng)、再造事件(Diwuetal., 2011)，在華北克拉通東北部則形成了大量的新太古代巖漿作用(Yangetal., 2008, 2012, 2013, 2017)。新太古代花崗質(zhì)巖石的成因研究不僅可以探討克拉通地區(qū)巖漿的早期起源和演化，同時(shí)對(duì)研究大陸地殼的生長(zhǎng)和再造也具有重要意義(Barbarin, 1999; Diwuetal., 2011)。前人對(duì)華北克拉通新太古代巖漿作用的研究主要集中在登封、呂梁和華北克拉通東部的膠東、魯西等地區(qū)(Yangetal., 2008; Diwuetal., 2011; 楊崇輝等, 2011)，而華北克拉通東北部遼西-遼南地區(qū)研究相對(duì)較弱，前人將該地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖石籠統(tǒng)的劃分為遼西綏中花崗巖以及遼南的長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖等(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989)。但近年來(lái)的研究表明，長(zhǎng)期被認(rèn)為是華北克拉通基底的新太古代混合巖中存在部分具有巖漿成因的巖漿雜巖(Yangetal., 2008; 周曉萍等, 2015)，如對(duì)遼西地區(qū)的研究主要集中在興城地區(qū)新太古代晚期斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖以及晚期的花崗偉晶巖和花崗細(xì)晶巖，認(rèn)為其形成于幔源巖漿與新生地殼混合再造的產(chǎn)物，可能與巖漿弧環(huán)境相關(guān)(鄭培璽等, 2009; 王慶龍等, 2012; 周曉萍等, 2015; 張媛媛等, 2016)；而對(duì)遼南地區(qū)TTG質(zhì)巖石獲得的巖漿鋯石年齡為～2548Ma(Wangetal., 2017)，對(duì)遼南地區(qū)原巖為花崗質(zhì)巖石的黑云角閃片麻巖和侵入其中的脈巖研究顯示，它們的原巖形成于新太古代晚期且經(jīng)歷了～2460Ma區(qū)域變質(zhì)作用的改造(王偉等, 2017)，雖然先前的研究取得了部分研究成果，但對(duì)遼西-遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖漿作用的巖石成因及其形成的構(gòu)造背景研究仍相對(duì)薄弱，這對(duì)于探討華北克拉通東北部前寒武紀(jì)地殼生長(zhǎng)與演化具有重要意義。

鑒于遼西-遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖漿作用具有相類似的形成時(shí)代以及該時(shí)期處于華北克拉通東北部相同的微陸塊之上，它們應(yīng)形成于相同的構(gòu)造背景之下，因此，本文對(duì)遼西興城地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖和遼南大連地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖以及安波花崗質(zhì)片麻巖同時(shí)進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)、微量元素和全巖地球化學(xué)及鋯石原位Hf同位素研究，進(jìn)而討論華北克拉通東北部前寒武紀(jì)地殼生長(zhǎng)和新太古代晚期巖漿作用形成的構(gòu)造背景。

1 地質(zhì)背景與樣品描述

華北克拉通主要由東部陸塊、西部陸塊和中部造山帶組成(Zhaoetal., 2001)。遼西興城-遼南大連地區(qū)位于華北克拉通東部陸塊的東北緣，處于山海關(guān)古隆起和燕遼沉降帶的構(gòu)造復(fù)合部位(圖1a; 遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989)。遼西興城地區(qū)巖漿作用主要由新太古代斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖以及中生代中酸性侵入巖和基性巖脈及晚中生代中酸性火山巖組成(圖1b; 周曉萍等, 2015)。遼南大連地區(qū)主要發(fā)育新太古代城子瞳組、普蘭店組以及古元古代變質(zhì)結(jié)晶基底和前震旦系混合巖以及新元古代-顯生宙沉積蓋層和中新生代侵入巖(圖1c; 遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989)。遼南大連地區(qū)城子瞳組下部主要由角閃斜長(zhǎng)片麻巖和斜長(zhǎng)角閃巖組成，上部主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、含角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖或斜長(zhǎng)角閃巖互層組成，原巖以中酸性侵入巖和火山巖為主(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989)。遼西興城地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖和遼南大連地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖及安波花崗質(zhì)片麻巖是研究該地區(qū)新太古代晚期花崗質(zhì)巖漿作用的典型巖體之一。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖和樣品采集位置(b, 據(jù)周曉萍等, 2015修改; c, 據(jù)遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989修改)

遼西興城地區(qū)釣魚臺(tái)新太古代巖漿雜巖主要由斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖和少量的二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)巖組成(周曉萍等, 2015)。本文研究對(duì)象為前人沒(méi)有開展工作的二長(zhǎng)花崗巖(LDY01)。樣品主要采集于釣魚臺(tái)海濱三礁攬勝景點(diǎn)處，出露面積～1km2，平面呈條帶狀出露，與圍巖新太古代斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖接觸處巖石粒度變細(xì)，局部呈脈狀穿切斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖(圖2a)。樣品新鮮面淺粉色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖2b)，塊狀構(gòu)造。主要組成礦物為石英(～30%)、斜長(zhǎng)石(～30%)、條紋長(zhǎng)石(～10%)和微斜長(zhǎng)石(～30%)，副礦物為鋯石和磁鐵礦。

圖2 遼西-遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖石野外產(chǎn)狀與礦物組成

遼南大連地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖(16L25)，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，面積～6km2，圍巖為新太古代城子瞳組片麻巖，野外新鮮面為灰白色，中粗粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造(圖2c)，主要礦物為石英(～15%)、斜長(zhǎng)石(～70%)和黑云母(～15%)，副礦物為鋯石和磷灰石(圖2d)。遼南安波花崗質(zhì)片麻巖(17L01)采集于城子瞳組上部，新鮮面為灰白色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造(圖2e)，鏡下可見原生變形的斜長(zhǎng)石和石英斑晶，原巖應(yīng)為石英閃長(zhǎng)巖。主要礦物成分為石英(～15%)、斜長(zhǎng)石(～55%)、普通角閃石(～25%)和黑云母(～5%)，副礦物有鋯石和磷灰石(圖2f)。

2 分析方法

LA-ICP-MS鋯石 U-Pb定年在自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和香港大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。鋯石分選采用常規(guī)方法對(duì)新鮮樣品進(jìn)行粉碎，并使用電磁選方法分選，然后在雙目鏡中挑選出透明度好，且沒(méi)有明顯包體和裂隙的自形鋯石顆粒，使用雙面膠將鋯石顆粒固定在載玻片上，注入環(huán)氧樹脂，固化后打磨、拋光，然后采集反射光、透射光和陰極發(fā)光圖像(CL)。鋯石年齡測(cè)試過(guò)程中，使用鋯石國(guó)際標(biāo)樣91500作為外標(biāo)，元素含量使用NIST610作為外標(biāo)。用Isoplot 3.0程序進(jìn)行年齡計(jì)算。具體實(shí)驗(yàn)流程見Yuanetal. (2004)。主量元素、微量元素和鋯石Hf同位素分析均在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室完成。主量元素采用玻璃熔片大型X射線熒光光譜法(XRF)測(cè)定，在XRF上測(cè)定樣品中氧化物含量，運(yùn)用BCR-2標(biāo)樣進(jìn)行校對(duì)，分析準(zhǔn)確度誤差小于5%。微量元素分析采用Agilent 7500a型等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)完成。運(yùn)用MRG1和PM-SS標(biāo)樣進(jìn)行矯正，精度小于10%。在鋯石U-Pb定年的基礎(chǔ)上，對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)原位Hf同位素測(cè)定，所用激光脈沖頻率為6Hz，激光束直徑為55μm，91500和GJ-1標(biāo)準(zhǔn)鋯石作為外標(biāo)進(jìn)行校正。儀器的運(yùn)行條件和分析流程見Wuetal. (2006)。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖和遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖以及遼南地區(qū)安波花崗質(zhì)片麻巖中典型鋯石CL圖像如圖3所示。3個(gè)樣品中的鋯石均呈短柱狀-長(zhǎng)柱狀，為自形-半自形晶，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰，發(fā)育巖漿生長(zhǎng)環(huán)帶(圖3a-c)，結(jié)合相對(duì)高的Th/U比值(0.24～1.75；表1)，暗示它們均為巖漿鋯石。

圖3 新太古代花崗質(zhì)巖石典型鋯石CL圖像

遼西-遼南地區(qū)3個(gè)樣品中巖漿鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果分別見表1和圖4。遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖中巖漿鋯石的207Pb/206Pb年齡介于2494～2560Ma之間，其中7個(gè)點(diǎn)位于諧和線下方，發(fā)生了不同程度的Pb丟失，但所有數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在一條不一致線上，其上交點(diǎn)年齡為2516±7Ma(MSWD=1.5，n=18)，諧和數(shù)據(jù)的207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為2519±9Ma(MSWD=3，n=12)，兩者在誤差范圍內(nèi)一致，該年齡代表了釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖的結(jié)晶年齡(圖4a)。

遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石具有相類似的年齡結(jié)果，前者巖漿鋯石的207Pb/206Pb年齡介于2476～2556Ma之間，加權(quán)平均年齡為2505±10Ma(MSWD=0.6，n=18)，該年齡代表了城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡(圖4b)；后者巖漿鋯石的年齡介于2512～2523Ma之間，207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為2519±11Ma(MSWD=0.04，n=15)，該年齡代表了安波花崗質(zhì)片麻巖原巖的結(jié)晶年齡(圖4c)。

3.2 鋯石微量元素

對(duì)遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖樣品中巖漿鋯石進(jìn)行了微量元素分析，結(jié)果見表2；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分型式見圖5。城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖中鋯石的稀土元素配分型式均表

表1 遼西-遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖石鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果

Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the Neoarchean granitic rocks in the western and southern Liaoning regions

測(cè)點(diǎn)號(hào)ThU(×10-6)Th/U同位素比值同位素年齡(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σLDY01釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖-01--0.240.16880.00038.20900.12000.35210.0048254611225413194523-02--1.160.16750.000611.19060.10860.48430.00442533725399254619-03--1.640.16770.000310.19220.11710.44070.005125359245211235423-04--1.220.16510.000310.99680.12480.48270.005425099252311253923-05--1.450.16710.001211.20910.17280.48610.0056252912254114255424-06--1.750.16670.00039.42810.10480.41040.004925259238110221722-07--1.370.16740.000511.12860.13100.48160.005225329253411253422-08--1.250.16600.000311.00000.11780.48060.005225178252310253023-09--1.340.16740.001311.23380.14700.48610.0043253111254312255419-10--1.450.16360.005510.30370.19880.45070.0088249415246218239939-11--1.160.16650.000411.05920.08410.48180.00382523625287253516-12--0.860.16520.000410.72890.18650.47020.0077251013250016248534-13--1.600.16430.000310.95120.06810.48320.00302501525196254113-14--1.150.16990.00076.81800.08850.29100.0036255710208811164618-15--0.540.16640.000311.01780.13600.48040.0061252110252511252927-16--0.300.17020.00074.94370.11130.20930.0044256017181019122524-17--1.080.16910.00048.86040.09090.38000.00382548823249207618-18--0.450.16440.00039.02460.04710.39790.001925024234152160916L25城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖-01821610.510.16470.002710.58600.18510.46510.0041250418248716246218-021271370.930.16430.002610.48660.16850.46240.0044250115247915245020-031021310.780.16480.002810.57630.17990.46430.0038250518248716245917-04972090.470.16320.002710.39810.18050.46060.0039248918247116244217-05711040.680.16430.003110.37580.19290.45680.0037250120246917242516-0655950.580.16320.003410.84830.21920.48080.0039248923251019253117-0755790.700.16200.003510.96800.25190.48960.0058247623252021256925-08751160.650.16480.003010.59050.19360.46460.0042250619248817246019-09831150.720.16980.003210.53200.18600.44860.0034255620248316238915-10731320.550.16460.002610.41430.16450.45750.0037250416247215242816-11651020.640.16510.003110.25290.18550.44910.0044250918245817239120-12801860.430.16680.003310.02030.19100.43380.0034252621243718232315-13801690.480.16480.003310.93200.21740.47940.0046250521251719252520-14621240.500.16470.003210.40770.20520.45650.0036250422247218242416-15681300.530.16480.003710.07320.23070.44120.0034250528244221235615-1661960.630.16490.004710.75560.30270.47120.0041250635250226248918-1759950.620.16320.005410.98560.36160.48620.0049248942252231255421-18821100.750.16520.006210.37560.38610.45400.004825094824693424132117L01安波花崗質(zhì)片麻巖-014797790.610.16640.004310.06430.24990.43560.0040252129244123233118-025355181.030.16540.003610.28840.22260.44790.0040251224246120238618-033835490.700.16640.003411.13470.22020.48190.0044252221253418253619-045038160.620.16610.00339.91090.18480.42970.0033251921242717230415-053435530.620.16660.00339.94390.19870.42980.0039252322243018230517-063255220.620.16630.003510.45570.22230.45280.0039252124247620240817-074807640.630.16640.00289.87150.16610.42770.0035252218242316229616-086788350.810.16640.00269.84730.16270.42660.0037252216242115229117

續(xù)表1

Continued Table 1

測(cè)點(diǎn)號(hào)ThU(×10-6)Th/U同位素比值同位素年齡(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ-091831471.250.16630.003410.52640.22270.45770.0049252121248220242922-103894620.840.16640.004510.84920.26370.47150.0065252223251023249029-112241611.390.16640.004310.12690.24470.44060.0058252223244622235326-125407990.680.16640.005510.33960.34190.44810.0076252233246631238734-132244010.560.16540.002810.31210.17890.44960.0035251219246316239316-143455370.640.16540.004010.56030.23150.46030.0054251221248520244124-154357360.590.16540.00329.74370.18870.42420.0037251221241118227917

注：樣品LDY01在香港大學(xué)測(cè)試，只能給出Th/U比值，而不能給出Th和U的真實(shí)含量現(xiàn)為虧損輕稀土元素，富集重稀土元素特征，具有強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常(Eu/Eu*=0.24～0.67)。

圖4 新太古代花崗質(zhì)巖石鋯石U-Pb諧和圖

圖5 新太古代花崗質(zhì)巖石鋯石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)

表2 新太古代花崗質(zhì)巖石鋯石微量元素分析結(jié)果(×10-6)

Table 2 Trace elements compositions (×10-6) of the zircons from the Neoarchean granitic rock

測(cè)點(diǎn)號(hào)LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuTiEu/Eu?TZr(℃)16L25城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖-010.0016.00.010.270.840.303.381.0613.75.1727.86.7486.917.92.270.48625-020.0125.50.142.144.231.1920.95.7467.424.111224.226950.43.380.32654-030.0027.30.051.172.870.7713.94.4155.120.610222.325447.85.890.31697-040.0016.10.010.260.550.253.181.0112.14.7625.66.1680.617.52.730.45638-050.0017.90.081.062.540.4710.63.1135.913.064.814.516130.43.040.24646-060.0111.70.000.160.300.191.810.658.013.1918.14.4956.711.92.230.60624-080.0020.30.050.671.330.379.222.8835.413.365.014.617332.33.750.24662-090.0122.20.040.692.670.7312.43.7044.415.876.617.119236.95.450.32690-100.0112.80.000.130.480.252.470.8211.44.8225.56.3076.416.72.640.56636-110.0017.70.030.851.390.407.942.3629.710.656.513.314530.53.330.29653-120.0014.60.000.170.200.292.811.2014.65.3532.37.8310822.13.560.66658-130.0014.60.010.1260.450.243.250.8913.34.9325.66.2274.715.63.740.44661-140.0015.70.030.430.730.314.491.4018.06.6835.08.5410823.02.700.40638-150.0313.90.010.190.440.202.880.9212.64.9324.75.6071.314.84.070.4066817L01安波花崗質(zhì)片麻巖-010.0381.60.101.792.971.7717.15.3567.925.412027.429555.317.40.59792-020.031430.193.698.122.5748.616.019272.635273.574614617.40.31792-040.0988.70.153.032.431.1621.25.7374.127.913330.432570.318.30.34797-050.031330.122.848.121.8242.612.415754.124347.445173.281.70.24967-060.0566.90.140.763.572.1918.35.5365.125.312526.127049.753.00.67912-070.0380.80.081.632.801.4017.95.5368.025.012928.432368.013.50.46768-080.051550.303.737.472.5834.010.613450.124051.352190.936.60.41870-090.0273.90.111.753.971.5420.66.7080.930.215333.635870.812.80.42763-100.311110.263.296.452.0226.87.3392.933.716737.637375.419.60.40804-120.0077.50.001.852.081.3715.46.7780.433.519437.142099.316.00.53784-130.0457.60.111.832.810.9611.04.0346.817.687.819.320438.448.20.46901-150.0383.70.091.552.671.4414.05.3264.425.212128.230860.012.90.58764

圖6 新太古代花崗質(zhì)巖石主量元素變異圖

表3 新太古代花崗質(zhì)巖石主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)分析結(jié)果

Table 3 Major (wt%) and trace (×10-6) elements compositions for the Neoarchean granitic rocks

樣品號(hào)16LDY01-0116LDY01-0216LDY01-0316L25-116L25-217L01-117L01-217L01-1017L01-917L01-1117L01-12巖性二長(zhǎng)花崗巖片麻狀石英閃長(zhǎng)巖花崗質(zhì)片麻巖巖體遼西釣魚臺(tái)遼南城子坦遼南安波SiO273.2173.0573.3861.9862.2061.9161.8561.9762.9863.6562.47TiO20.210.210.210.440.440.370.450.550.510.460.49Al2O313.6213.6513.6416.1816.1516.5115.9715.3116.6718.2216.53Fe2O3T1.481.491.494.904.924.494.535.494.133.424.41MnO0.030.030.030.070.060.080.090.090.070.050.08MgO0.360.370.372.772.802.212.312.831.361.081.96CaO0.840.840.853.243.264.224.254.203.451.963.62Na2O3.483.623.515.355.336.046.016.266.697.576.52K2O5.405.495.432.292.303.523.452.643.113.283.20P2O50.070.070.070.260.260.240.260.240.290.120.24LOI0.700.710.711.981.990.470.410.570.490.310.45Total99.4199.5499.6999.4699.71100.0599.58100.1499.75100.1499.96Na2O+K2O8.899.118.947.647.649.569.468.919.8010.869.72A/NK1.181.151.171.431.431.201.171.161.161.141.17A/CNK1.041.021.030.940.940.770.750.740.810.930.80Sc3.333.383.229.249.215.375.518.908.533.463.51V16.617.015.484.085.771.172.383.084.446.445.0Cr5.203.493.7522.322.459.958.596.995.726.826.0Co1.961.951.8816.116.210.510.513.013.25.535.46Ni3.112.362.4917.017.340.640.658.058.415.115.3Cu15.115.214.935.936.516.916.222.523.511.411.4Zn61.959.657.956.056.347.446.767.767.840.440.8Ga17.718.016.916.517.318.418.320.220.119.519.4Rb24624724361.761.962.761.745.044.057.356.6Sr225223217483504834824539540545539Y15.215.314.810.410.6512.512.614.514.412.412.3Zr18117817012412815816415415155.365.5Nb14.114.113.64.364.445.555.409.439.309.399.37Cs1.471.481.420.510.500.290.290.190.200.780.77Ba65662961710581071869842572566637627Hf4.824.684.573.163.183.663.873.813.601.221.61Ta1.621.621.590.210.220.270.270.490.500.580.57Pb37.839.537.35.055.0810.710.67.177.047.978.06Th39.840.940.13.193.222.372.363.223.001.521.45U3.864.013.840.230.210.750.860.670.670.310.31La65.268.465.528.629.222.121.731.730.720.218.6Ce11612311855.756.650.750.265.363.347.844.9Pr12.312.512.36.516.746.556.447.567.516.095.76Nd38.639.938.625.626.026.926.029.529.524.122.5Sm5.805.915.814.604.774.844.705.175.294.514.25Eu0.780.810.771.301.371.471.351.381.421.061.04Gd4.554.594.473.403.343.513.603.933.983.343.24Tb0.510.540.520.400.420.490.460.550.520.470.48Dy2.832.822.732.142.082.402.422.712.732.462.44Ho0.530.570.530.380.380.470.440.500.490.430.44Er1.531.561.531.001.101.231.161.411.351.191.17Tm0.250.250.240.140.140.170.170.200.190.160.16

續(xù)表3

Continued Table 3

樣品號(hào)16LDY01-0116LDY01-0216LDY01-0316L25-116L25-217L01-117L01-217L01-1017L01-917L01-1117L01-12巖性二長(zhǎng)花崗巖片麻狀石英閃長(zhǎng)巖花崗質(zhì)片麻巖巖體遼西釣魚臺(tái)遼南城子坦遼南安波Yb1.571.611.530.780.831.061.131.301.220.990.97Lu0.240.250.240.130.120.160.150.180.180.120.14∑REE251263253131133122120151148113106∑LREE23925124112212511311014113810497∑HREE12.012.211.88.378.429.489.5210.810.79.169.05YbN7.537.727.323.743.965.085.396.215.864.724.65(La/Yb)N27.928.628.924.723.814.013.016.516.913.812.9Eu/Eu?0.450.460.450.961.001.040.970.900.910.800.82

圖7 新太古代花崗質(zhì)巖石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分型式(a, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)

3.3 全巖地球化學(xué)

3.3.1 主量元素

遼西-遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖石的主量元素和微量元素分析結(jié)果見表3。遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖具高硅(SiO2=73.05%～73.38%)、富鈉(Na2O=3.48%～3.62%)、貧鎂(MgO=0.36%～0.37%)的特征。與之相比，遼南地區(qū)片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和花崗質(zhì)片麻巖則具相對(duì)低的硅和相對(duì)高的鎂含量，其中，SiO2介于61.85%～63.65%之間，MgO為1.08%～2.83%。在TAS圖上(圖6a)，釣魚臺(tái)樣品落在花崗巖區(qū)域，城子坦和安波樣品分別投影于二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖范圍內(nèi)，它們整體屬于中酸性高鉀鈣堿性系列花崗質(zhì)巖石(圖6b)，這與釣魚臺(tái)地區(qū)新太古代巖漿雜巖的特征相一致(周曉萍等, 2015)。A/CNK-A/NK圖顯示(圖6c)，釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖為弱過(guò)鋁質(zhì)巖石，而城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖則屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。

3.3.2 微量元素

球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分型式圖顯示(圖7a)，遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖輕稀土元素富集，重稀土元素虧損，呈右傾型(∑LREE/∑HREE=19.9～20.5，(La/Yb)N=27.9～28.9)，發(fā)育明顯的Eu負(fù)異常(Eu/Eu*=0.45～0.46)。遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖具有類似的稀土元素豐度，富集輕稀土元素、虧損重稀土元素(∑LREE/∑HREE=10.7～20.6, (La/Yb)N=12.88～24.66)，具有弱的Eu負(fù)異常(Eu/Eu*=0.80～1.04)。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示(圖7b)，遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，具有明顯的Sr、P、Ti虧損和Pb的正異常。遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖與遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖石具有類似的微量元素特征，但它們具有相對(duì)明顯的Rb和U的富集以及Pb的正異常 (圖7b)， 它們整體與釣魚臺(tái)巖漿雜巖的稀土元素和微量元素組成相類似(周曉萍等, 2015)。

表4 新太古代花崗質(zhì)巖石鋯石Hf同位素?cái)?shù)據(jù)

Table 4 Zircon Hf isotopic data for the Neoarchean granitic rocks

測(cè)點(diǎn)號(hào)176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σt(Ma)εHf(0)εHf(t)2σtDM1 (Ma)tDM2 (Ma)fLu/HfLDY01釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖-010.0210880.0008590.2812690.0000202501-53.11.50.727542828-0.97-020.0214810.0009130.2812510.0000282510-53.81.01.027822861-0.97-030.0134500.0005780.2813100.0000132521-51.73.90.526792727-0.98-040.0198450.0007610.2812760.0000152531-52.92.60.527382798-0.98-050.0226910.0008820.2812710.0000132494-53.11.40.527532828-0.97-060.0120730.0005030.2812610.0000182532-53.42.60.627392802-0.98-070.0137880.0005880.2812530.0000112517-53.71.80.427572829-0.98-080.0133100.0005620.2812470.0000112509-53.91.40.427622839-0.98-090.0135530.0005610.2812740.0000292533-53.02.91.027272785-0.98-100.0097490.0004470.2812590.0000112510-53.52.10.427392808-0.99-110.0185980.0008580.2813430.0000112517-50.54.50.426542693-0.9716L25城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖-010.0169000.0007240.2812480.0000092504-53.91.10.327732853-0.98-020.0161280.0007000.2812600.0000112501-53.51.50.427552830-0.98-030.0107330.0004740.2812590.0000122505-53.51.90.427412813-0.99-040.0039380.0001910.2812420.0000122489-54.11.40.427442824-0.99-050.0066290.0003120.2812390.0000102501-54.21.40.427562834-0.99-060.0089500.0004010.2812430.0000152489-54.11.10.527572839-0.99-070.0150670.0006580.2812560.0000112476-53.60.80.427582842-0.98-080.0146330.0006620.2812430.0000112506-54.11.10.427752855-0.98-090.0138640.0006000.2812650.0000132556-53.33.10.527422797-0.98-100.0074930.0003360.2812090.0000132504-55.30.40.527982888-0.99-110.0152190.0006780.2812660.0000122505-53.31.80.427462817-0.98-120.0130910.0005800.2812610.0000132505-53.41.80.527452817-0.98-130.0107860.0004750.2812440.0000112526-54.11.80.427612833-0.99-140.0139160.0006070.2812450.0000112504-54.01.20.427692848-0.98150.0057290.0002690.2812320.0000112489-54.50.90.427622847-0.9917L01安波花崗質(zhì)片麻巖-010.0172100.0005870.2813280.0000192521-51.14.50.726562738-0.98-020.0077220.0002460.2813190.0000152512-51.44.60.526452729-0.99-030.0098130.0003740.2813310.0000202522-51.05.00.726382710-0.99-040.0119790.0004120.2813370.0000152519-50.75.10.526312701-0.99-050.0131640.0005020.2813450.0000152523-50.55.30.526282692-0.98-060.0095960.0003450.2813380.0000172521-50.75.30.626252691-0.99-070.0101980.0003820.2813470.0000172522-50.45.60.626172676-0.99-080.0168740.0005680.2813560.0000162522-50.15.60.626172675-0.98-090.0119020.0004090.2813490.0000162521-50.35.60.626152673-0.99-100.0106500.0004070.2813500.0000172522-50.35.70.626142671-0.99-110.0084020.0003530.2813510.0000172522-50.35.80.626092663-0.99-120.0076680.0003020.2813520.0000172522-50.25.90.626042655-0.99-130.0095320.0003910.2813570.0000202512-50.05.70.726032660-0.99-140.0133150.0004860.2813680.0000152512-49.75.90.525952647-0.99-150.0117570.0004530.2813670.0000162512-49.75.90.625952646-0.99

注：球粒隕石和虧損地幔176Lu/177Hf、176Hf/177Hf分別為0.0332±2、0.282772±29，0.03842、0.28325(Blichert-Toftetal., 1997; Griffinetal., 2000)；硅鋁質(zhì)(長(zhǎng)英質(zhì))上地殼的fLu/Hf=-0.72(Amelinetal., 2000)

圖8 新太古代花崗質(zhì)巖石鋯石Hf同位素組成

3.4 鋯石原位Hf同位素

在鋯石U-Pb定年的基礎(chǔ)之上，對(duì)新太古代花崗質(zhì)巖石3個(gè)樣品中的鋯石進(jìn)行了原位Hf同位素分析，結(jié)果見表4和圖8。3個(gè)樣品具有類似的Hf同位素組成，并與釣魚臺(tái)巖漿雜巖的鋯石Hf同位素組成相一致(周曉萍等, 2015)，其中，遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖中巖漿鋯石的176Hf/177Hf值介于0.281247～0.281343之間，其εHf(t)值變化于1.0～4.5之間；遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石的176Hf/177Hf值分別介于0.281209～0.281266和0.281319～0.281368之間，其εHf(t)值分別變化于0.4～3.1和4.5～5.9之間(圖8)。

4 討論

4.1 遼西-遼南地區(qū)新太古代晚期花崗質(zhì)巖漿作用

遼西-遼南地區(qū)3個(gè)樣品的鋯石CL圖像均顯示自形-半自形晶，發(fā)育振蕩生長(zhǎng)環(huán)帶，結(jié)合相對(duì)高的Th/U比值(0.24～1.75)和重稀土上翹型的鋯石微量元素特征，暗示它們均為巖漿鋯石。遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖中巖漿鋯石的207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為2519±9Ma，遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石的207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡分別為2505±10Ma和2519±11Ma，即它們均形成于新太古代晚期。上述定年結(jié)果與遼西地區(qū)臺(tái)里花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石的定年結(jié)果相一致(2510～2522Ma; 鄭培璽等, 2009)，與遼西地區(qū)釣魚臺(tái)斑狀黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖的形成年齡相類似(2470～2538Ma; 張媛媛等, 2016)，也與遼西地區(qū)新立屯似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖及花崗細(xì)晶巖的測(cè)年結(jié)果相吻合(2479～2496Ma; 周曉萍等, 2015)，它們均為新太古代晚期巖漿熱事件的產(chǎn)物。此外，在遼南地區(qū)，王偉等(2017)從原巖為石英閃長(zhǎng)巖或英云閃長(zhǎng)巖的黑云角閃片麻巖和侵入它們的花崗質(zhì)脈體中巖漿鋯石獲得的年齡分別為2523±11Ma和2505±13Ma，而對(duì)原巖為TTG巖系的黑云斜長(zhǎng)片麻巖獲得的巖漿鋯石年齡為2521±12Ma；Wangetal. (2017)獲得遼南地區(qū)TTG片麻巖的原巖年齡為～2548Ma，而萬(wàn)渝生等(2017)在華北克拉通太古宙巖石研究成果的綜述文獻(xiàn)中總結(jié)了遼南地區(qū)廣泛分布的新太古代TTG質(zhì)巖石，上述結(jié)果均表明，遼南地區(qū)也存在大量的新太古代晚期巖漿作用。綜上所述，遼西-遼南地區(qū)發(fā)育新太古代巖漿作用，這與膠東地區(qū)、中條地區(qū)、贊皇地區(qū)、阜平地區(qū)以及大青山地區(qū)發(fā)育的2550～2500Ma重要的構(gòu)造-巖漿熱事件相吻合(Wanetal., 2011; Yangetal., 2013)，它們是華北克拉通新太古代晚期巖漿作用的典型代表之一。

4.2 華北克拉通東北部新太古代晚期花崗質(zhì)巖石的成因及地殼增生

遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖富SiO2(73.05%～73.38%)、Na2O+K2O(8.89%～9.11%)，貧CaO(0.84%～0.85%)、MgO(0.36%～0.37%)，富集輕稀土元素、虧損重稀土元素，具明顯的Eu負(fù)異常，富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，具有明顯的Nb、Ta、P、Ti虧損和Th、Pb的正異常，貧Cr、Co、Ni等相容元素，暗示它們起源于地殼物質(zhì)的部分熔融。此外，巖漿鋯石的εHf(t)值均為正值(1.0～4.5)，tDM1介于2654～2782Ma之間，在鋯石U-Pb年齡-εHf(t)圖上(圖8)，數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于球粒隕石和虧損地幔演化線之間，暗示它們起源于新增生下地殼物質(zhì)的部分熔融。釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖發(fā)育Eu負(fù)異常，說(shuō)明斜長(zhǎng)石是花崗巖源區(qū)熔融的殘留礦物。此外，樣品相對(duì)高的Sr(217×10-6～225×10-6)和低的Y(14.8×10-6～15.3×10-6)和Yb(1.53×10-6～1.61×10-6)含量，暗示它們的源區(qū)較深，可能為相對(duì)較厚的新生下地殼物質(zhì)。此外，周曉萍等(2015)對(duì)研究區(qū)出露的一套新太古代由斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖以及花崗偉晶巖、花崗細(xì)晶巖組成的巖漿雜巖的野外研究顯示，中性端元的巖石出露面積明顯少于酸性端元巖石，結(jié)合石英閃長(zhǎng)巖中長(zhǎng)柱狀磷灰石的發(fā)育，暗示該套巖漿雜巖為巖漿混合的產(chǎn)物(周曉萍等, 2015)，進(jìn)一步暗示釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖不是研究區(qū)中性巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物。

圖9 新太古代花崗質(zhì)巖石構(gòu)造環(huán)境判別圖

遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖具有類似的主量和微量元素組成，與釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖相比，它們的SiO2含量相對(duì)偏低，為61.85%～63.65%，Na2O/K2O比值相對(duì)較高，介于1.72～2.37之間，富集輕稀土元素、虧損重稀土元素，具弱的Eu負(fù)異常，富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，具有明顯的Nb、Ta、Zr、Hf和P、Ti虧損以及Pb的正異常，表明它們也起源于地殼物質(zhì)的部分熔融。此外，城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖的Nb/Ta比值為18.52～20.96(平均18.98)，與原始地幔的Nb/Ta比值(17.5±2.0; Green, 1995)相近。結(jié)合巖漿鋯石的初始Hf同位素分析結(jié)果均為正值(εHf(t)=0.4～5.9)，tDM1分別介于2741～2798Ma和2595～2656Ma之間，平均值分別為2758Ma和2619Ma，暗示樣品均來(lái)源于從地幔中分異的新增生下地殼的部分熔融。但遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖具有靠近球粒隕石的Hf同位素組成，說(shuō)明它們的源區(qū)可能存在少量古老地殼物質(zhì)的混染。遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖所具有的弱Eu負(fù)異常，相對(duì)高的Sr(483×10-6～834×10-6)和相對(duì)低的Y(10.43×10-6～14.46×10-6)含量和Na2O/K2O(1.72～2.37)比值，也暗示它們起源于源區(qū)較深、壓力較高的新增生下地殼物質(zhì)的部分熔融。

前寒武紀(jì)大陸地殼的增生主要集中在～2.7Ga、～1.9Ga和～1.2Ga三個(gè)階段，其中～2.7Ga是全球范圍重要的地殼增生階段(Jiangetal., 2010; Gengetal., 2012; Wangetal., 2015)。遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖和遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石均具有正的εHf(t)值(0.4～5.9)，它們的tDM1變化于2595～2798Ma之間，峰值年齡為～2740Ma，這與華北克拉通乃至全世界2.7Ga大規(guī)模的地殼增生事件相一致(Jiangetal., 2010; Gengetal., 2012; Wangetal., 2015)，表明華北克拉通東北部遼西-遼南地區(qū)存在2.7Ga的地殼增生。華北克拉通前寒武紀(jì)大規(guī)模的巖漿事件發(fā)生在～2500Ma，這一過(guò)程與大陸地殼2.7Ga的增生密切相關(guān)，它們是2.7Ga新生地殼再造的產(chǎn)物(Wanetal., 2014)。2.7Ga大陸地殼增生事件也影響到了華北克拉通東北部的遼西-遼南地區(qū)。

4.3 華北克拉通東北部新太古代晚期地球動(dòng)力學(xué)背景

太古宙時(shí)期是否存在板塊構(gòu)造，這是近年來(lái)前寒武紀(jì)研究的重要科學(xué)問(wèn)題和爭(zhēng)論焦點(diǎn)(Jiangetal., 2010; 王惠初等, 2018)。早期多數(shù)學(xué)者認(rèn)為板塊運(yùn)動(dòng)最早開始于新元古代，新太古代末期巖漿事件的產(chǎn)生歸因于地幔柱底侵(Windley, 1995; Gengetal., 2012; 張媛媛等, 2016)。如萬(wàn)渝生等(2009)和耿元生等(2010)認(rèn)為遼北、遼西、冀東和登封等地區(qū)出露的新太古代花崗巖是地幔柱底侵作用的產(chǎn)物，而遼南地塊新太古代晚期～2520Ma基性巖、閃長(zhǎng)巖和TTG質(zhì)巖石均可與華北克拉通東部對(duì)比，形成于類似的動(dòng)力學(xué)背景(王偉等, 2017)。然而，近年來(lái)的研究提出太古宙末期已經(jīng)存在板塊構(gòu)造，新太古代末期巖漿事件是弧-陸和陸-陸碰撞的產(chǎn)物(Zhaoetal., 1999; Mintsetal., 2010; Diwuetal., 2011; 王惠初等, 2018)。如Mintsetal. (2010)在俄羅斯科拉半島發(fā)現(xiàn)2.87Ga榴輝巖，提出板塊運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)可能早于中太古代晚期。此外，在太古宙綠巖帶中識(shí)別的各種TTG、玻安巖、贊岐巖等火成巖組合，也與顯生宙島弧火山巖可進(jìn)行對(duì)比(王惠初等, 2018)。Polatetal. (2005)基于變質(zhì)記錄，提出～2.56Ga五臺(tái)花崗巖是華北克拉通與俯沖作用有關(guān)的新生地殼的組成部分，因此被用來(lái)大致計(jì)算板塊構(gòu)造開始的時(shí)間。Diwuetal. (2011)基于華北克拉通南緣登封雜巖的研究，認(rèn)為它們可能代表新太古代晚期的構(gòu)造混雜巖，提出華北克拉通南部新太古代時(shí)期存在俯沖-增生過(guò)程，并開始于～2.50Ga，而Jiangetal. (2016)通過(guò)對(duì)研究區(qū)南部膠北地區(qū)～2.5Ga贊岐巖的系統(tǒng)研究提出，它們是源于俯沖流體交代的地幔物質(zhì)發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物，此外，王惠初等(2018)通過(guò)華北克拉通中部云中山地區(qū)變質(zhì)高鎂火成巖的研究，也認(rèn)為華北克拉通新太古代板塊俯沖作用的存在。

華北克拉通東北部遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖和遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖、安波花崗質(zhì)片麻巖形成于新太古代晚期(2505～2519Ma)，同時(shí)，遼西釣魚臺(tái)地區(qū)還存在新太古代晚期正長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖和花崗偉晶巖、花崗細(xì)晶巖巖石組合(周曉萍等, 2015)，而遼南地區(qū)也存在同時(shí)期的基性巖、閃長(zhǎng)巖和TTG質(zhì)巖石組合(王偉等, 2017)，這與俯沖相關(guān)的弧構(gòu)造背景巖石組合相類似。此外，本文研究樣品和遼西地區(qū)新太古代釣魚臺(tái)巖漿雜巖均為鈣堿性系列巖石(圖6b)，結(jié)合它們共同顯示的強(qiáng)烈Nb、Ta虧損(圖7b)，暗示它們應(yīng)形成于相同的構(gòu)造環(huán)境，即與俯沖相關(guān)的弧構(gòu)造環(huán)境。在構(gòu)造環(huán)境判別圖中(圖9a-d)，樣品主要投影在火山弧花崗巖區(qū)域，也顯示了俯沖的弧環(huán)境動(dòng)力學(xué)背景。實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)證據(jù)顯示，地殼低溫(≤800℃)部分熔融產(chǎn)生花崗閃長(zhǎng)質(zhì)巖漿，需要地殼內(nèi)部的源區(qū)有一定量的流體加入(吳福元等, 2007)，遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖和安波花崗質(zhì)片麻巖的鋯石Ti溫度計(jì)計(jì)算顯示，它們的形成溫度介于624～697℃和763～967℃之間，相對(duì)偏低的溫度暗示源區(qū)中俯沖流體的參與，而研究區(qū)南部膠北地區(qū)新太古代晚期贊岐巖的研究也顯示了俯沖流體對(duì)深部作用過(guò)程和源區(qū)的貢獻(xiàn)(Jiangetal., 2016)。新太古代晚期，由于俯沖板片的斷離和折返導(dǎo)致幔源巖漿底侵上升，在古老地殼的底部形成新增生地殼，同時(shí)，在底侵作用下使新增生的下地殼發(fā)生再造形成遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖，而俯沖板片脫水形成的流體交代具TTG質(zhì)特征的地殼發(fā)生部分熔融則形成具有準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列特征的遼南地區(qū)城子坦和安波花崗質(zhì)巖石，而后長(zhǎng)英質(zhì)巖漿單獨(dú)或和幔源鎂鐵質(zhì)巖漿混合向上侵位結(jié)晶形成遼西-遼南地區(qū)新太古代巖漿雜巖，并最終完成地殼的生長(zhǎng)和再造。綜上所述，華北克拉通東北部遼西-遼南地區(qū)新太古代晚期巖漿作用形成于與板塊俯沖相關(guān)的弧構(gòu)造背景。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)遼西-遼南地區(qū)新太古代花崗質(zhì)巖石的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)和微量元素及全巖地球化學(xué)和鋯石Hf同位素研究，可以得出如下認(rèn)識(shí)：

(1)遼西地區(qū)釣魚臺(tái)二長(zhǎng)花崗巖和遼南地區(qū)城子坦片麻狀石英閃長(zhǎng)巖、安波花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石定年結(jié)果分別為2519Ma、2505Ma和2519Ma，即它們均形成于新太古代晚期;

(2)新太古代花崗質(zhì)巖石具有高硅、低鎂的特征，為準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性系列巖石，結(jié)合巖漿鋯石正的εHf(t)值(0.4～5.9)和tDM1峰值年齡(2740Ma)，暗示它們起源于～2.7Ga新生下地殼物質(zhì)的部分熔融;

(3)新太古代花崗質(zhì)巖石形成于與板塊俯沖相關(guān)的弧巖漿構(gòu)造背景。

致謝本文數(shù)據(jù)得到自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、香港大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室的幫助。衷心感謝兩位匿名審稿專家以及俞良軍副主編提出的寶貴意見。