壳幔作用导致武平花岗岩形成——Sr-Nd-Hf-U-Pb同位素证据

岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf-U-Pb同位素的综合研究显示,武平花岗质杂岩体是由形成时代和成因不同的黑云母花岗岩和含石榴子石花岗岩组成。LA-ICPMS锆石U-Pb定年指示前者形成于161．4 Ma,后者形成于113 Ma。黑云母花岗岩以中等富集大多数不相容元素和中等轻重稀土分异为特征,岩石具有低的87Sr／86Sr初始比值(<0．710)和高的εNd(t) 值(-2．6--5．7)。结合与附近基底变质岩的同位素对比,论文指出黑云母花岗岩岩浆是由元古代基底变质岩部分熔融产生的熔体与幔源岩浆的强烈混合形成。不均匀的锆石Hf同位素组成(εHf(t)=-3．6--10．8)支持了这种混合成因模式。含石榴子石花岗岩以富Si、Al、Na、K、Nb、Ta、Y和HREE而贫P、Sr、Ba、LREE、Zr和Hf含量为特征,它们具有低的(La/Yb)n, Zr／Hf、Nb／Ta比值和高的Rb／Sr比值,显示了强烈的以斜长石为主的分异特征;它们的87Sr／86Sr初始比值大于0．710,εNd(t) =-7．1,锆石的Hf同位素较低且相对均匀(εHf(t)平均值为-9．7),表明岩浆没有受到明显的地幔组分混染。结合它们高的HREE含量,论文指出它们的母岩浆很可能是由早期熔融事件的富石榴子石残留相再次熔融形成。因此,南岭地区中生代花岗岩的地球化学差异很可能反映了岩浆形成过程中壳幔作用的强弱。