• 中国出版政府奖提名奖

    中国百强科技报刊

    湖北出版政府奖

    中国高校百佳科技期刊

    中国最美期刊

    留言板

    尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

    姓名
    邮箱
    手机号码
    标题
    留言内容
    验证码

    冀东-辽西中-晚三叠世柏杖子花岗质侵入岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因

    熊乐 石文杰 李欢 田宁 陈冲 周红智 赵少卿 李鹏宇

    熊乐, 石文杰, 李欢, 田宁, 陈冲, 周红智, 赵少卿, 李鹏宇, 2017. 冀东-辽西中-晚三叠世柏杖子花岗质侵入岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因. 地球科学, 42(2): 207-222. doi: 10.3799/dqkx.2017.016
    引用本文: 熊乐, 石文杰, 李欢, 田宁, 陈冲, 周红智, 赵少卿, 李鹏宇, 2017. 冀东-辽西中-晚三叠世柏杖子花岗质侵入岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因. 地球科学, 42(2): 207-222. doi: 10.3799/dqkx.2017.016
    Xiong Le, Shi Wenjie, Li Huan, Tian Ning, Chen Chong, Zhou Hongzhi, Zhao Shaoqing, Li Pengyu, 2017. Geochemistry, Sr-Nd-Hf Isotopes and Petrogenesis of Mid-Late Triassic Baizhangzi Granitic Intrusive Rocks in Eastern Hebei-Western Liaoning Province. Earth Science, 42(2): 207-222. doi: 10.3799/dqkx.2017.016
    Citation: Xiong Le, Shi Wenjie, Li Huan, Tian Ning, Chen Chong, Zhou Hongzhi, Zhao Shaoqing, Li Pengyu, 2017. Geochemistry, Sr-Nd-Hf Isotopes and Petrogenesis of Mid-Late Triassic Baizhangzi Granitic Intrusive Rocks in Eastern Hebei-Western Liaoning Province. Earth Science, 42(2): 207-222. doi: 10.3799/dqkx.2017.016

    冀东-辽西中-晚三叠世柏杖子花岗质侵入岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因

    doi: 10.3799/dqkx.2017.016
    基金项目: 

    中国黄金集团地质科研项目 2012M521493

    详细信息
      作者简介:

      熊乐(1990-),男,博士,从事矿产勘查以及矿床地球化学研究.ORCID:0000-0001-8740-4021.E-mail: 601224101@qq.com

    • 中图分类号: P597

    Geochemistry, Sr-Nd-Hf Isotopes and Petrogenesis of Mid-Late Triassic Baizhangzi Granitic Intrusive Rocks in Eastern Hebei-Western Liaoning Province

    • 摘要: 关于冀东-辽西中-晚三叠世具有埃达克质岩石特征的花岗质岩石的源区性质,存在较大争议,且以往对位于其北东向隆起区内的柏杖子岩体的成因研究程度低.对柏杖子花岗质侵入岩进行了系统的年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf同位素研究,结果显示:柏杖子岩体结晶年龄为233±3 Ma,岩石具有低MgO、Mg#和Co、Ni、Cr含量;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显示明显的Pb、Th正异常和Nb、Ta、Ti、P负异常;轻、重稀土元素分馏明显;87Sr/86Sr (t) 为0.704 45~0.705 24,εNd(t) 值为-7.3~-1.7;锆石εHf(t) 为-13.4~-5.9.综合分析认为,高Sr/Y比值和低Y含量的柏杖子岩体属于华北克拉通正常厚度镁铁质下地壳熔融的产物,岩石高Sr/Y比值、低Y含量和Nb-Ta负异常特征为继承的华北克拉通下地壳内在性质,并具有与太古宙-古元古代TTG岩石系列相一致的Nb-Ta解耦特征,表明柏杖子岩体源区物质有TTG岩石的贡献;岩石Sr-Nd-Hf同位素组成和低相容元素含量特征同样表明岩浆来源于受改造的下地壳熔融.早中生代玄武岩底侵过程中幔源组分的加入对华北克拉通下地壳形成改造,同时提供热源诱发下地壳物质熔融,形成的熔体向浅表侵位,经历一定程度的斜长石分离结晶,并最终形成柏杖子岩体.
    • 图 1  大地构造划分图(a) 和柏杖子地区地质简图(b) 和柏杖子地区地质剖面简图(c)

      Figure 1.  Tectonic setting (a) and geological sketch map of the Baizhangzi area (b) and profile of the Baizhangzi granitic rocks (c)

      WB.华北克拉通西部地块;EB.华北克拉通东部地块;TNCO.华北中央造山带;图a据Gao et al.(2004)Zhao et al.(2005)修改

      图 2  野外露头照片(a) 和镜下显微照片(b)、(c)

      Figure 2.  Outcrop photograph (a) and thin section photomicrograph (b), (c) for Baizhangzi granitic rocks

      Qz.石英;Kp.钾长石;Pl.斜长石;Bt.黑云母

      图 3  锆石CL图像

      Figure 3.  Cathodoluminescence (CL) images of zircons

      白色圆圈代表锆石U-Pb测年点,数字为测点编号

      图 4  柏杖子花岗质侵入岩锆石U-Pb定年谐和图

      Figure 4.  Zircon U-Pb concordia diagram of Baizhangzi granitic rocks

      图 5  柏杖子花岗质侵入岩Na2O+K2O-SiO2关系(a) 和K2O-SiO2关系(b)

      Figure 5.  The Na2O+K2O-SiO2 relations (a) and K2O-SiO2 relations (b) of Baizhangzi granitic rocks

      图中浅灰色阴影区域代表水泉沟组范围,深灰色阴影区域代表都山和大石柱子杂岩范围;分类方案采用le Maitre et al.(1989)推荐分类;都山杂岩体数据来源于叶浩等(2014)吴鸣谦等(2014);部分大石柱子杂岩体数据来源于叶浩等(2014);水泉沟组火山岩数据来源于邵济安等(2007)Ma et al.(2012)

      图 6  柏杖子花岗质侵入岩原始地幔标准化微量元素蛛网图(a) 和球粒陨石标准化稀土元素分布模式(b)

      Figure 6.  PM-normalized trace element spider diagram and chondrite-normalized REE pattern of Baizhangzi granitic rocks

      原始地幔与球粒陨石标准化值来源于Sun and McDonough (1989);都山杂岩体数据来源同图 5,图中灰色实线为平均值;水泉沟组火山岩数据(图中灰色区域) 来源于Ma et al.(2012);华北平均下地壳数据来源于Gao et al.(1998)

      图 7  柏杖子岩体87Sr/86Sr (t)-εNd(t) 关系(a) 和柏杖子岩体Hf同位素演化(b)

      Figure 7.  The 87Sr/86Sr (t) vs. εNd(t) (a) and εHf(t) vs. t (b) of Baizhangzi granitic rocks

      a.水泉沟组火山岩数据来源于Ma et al.(2012);部分大石柱子岩体数据来源于叶浩等(2014);基性-超基性岩数据来源于Zhang et al.(2009b)和陈斌等(2008);早中生代碱性岩数据来源于阎国翰等(2000)Yang et al.(2012);早中生代华北下地壳麻粒岩和堆晶岩捕掳体数据来源于邵济安等(2006)佘宏全等(2006);与亏损地幔相关岩石数据来源于Wu et al.(2004)Gao et al.(2004);亏损地幔(以MORB为代表) 数据来源于Zindler and Jagoutz (1988);b.都山杂岩数据来源于叶浩等(2014);中酸性岩浆岩数据来源于王芳等(2009)Zhang et al.(2009a);平均地壳176Lu/177Hf=0.015演化区域用于对比

      图 8  Sr/Y-Y关系(a) 和87Sr/86Sr (t)-SiO2(Rb) 关系

      Figure 8.  The Sr/Y-Y relations (a) and initial 87Sr/86Sr vs. SiO2 and Rb diagrams

      水泉沟组火山岩和都山杂岩数据来源同图 8

      图 9  冀东-辽西地区中-晚三叠世岩浆岩与太古宙-古元古代TTG岩石Nb/Ta比值分布范围

      Figure 9.  Distribution of Nb/Ta ratios of Middle to Late Triassic magma rocks in eastern Hebei-western Liaoning and of Archean-Paleoproterozoic TTG rocks

      水泉沟组火山岩、都山杂岩和部分大石柱子岩体数据来源同图 8;阜平杂岩中南营花岗质片麻岩数据来源于Liu et al.(2005);阜平杂岩和五台杂岩数据来源于Liu et al.(2004);王家会花岗岩数据来源于王月然等(2005);涑水杂岩数据来源于张瑞英等(2013);吕梁-五台地区花岗岩、片麻岩、杂岩数据来源于Chen et al.(2006);滹沱群变质玄武岩数据来源于杜利林等(2009);灰色实线代表原始地幔Nb/Ta比值17.39(Sun and McDonough, 1989);浅灰色阴影区域代表柏杖子岩体Nb/Ta比值范围

      图 10  柏杖子岩体Nd同位素演化图解(a) 和晚古生代-早中生代岩浆岩Nd同位素演化图解(b)

      Figure 10.  The εNd(t)-t relations of Baizhangzi granitic rocks (a) and εNd(t)-t relations of other Late Paleozoic-Early Mesozoic igneous rocks (b)

      图a中灰色区域数据来源于Wu et al.(2005),下部边界演化线(fSm/Nd=-0.35) 为对镁铁质岩石的最小估计;幔源基性-超基性岩数据来源同图 7,水泉沟组火山岩数据和壳源中酸性岩浆岩数据来源同图 8,碱性岩数据来源于阎国翰等(2000)牟保磊等(2001)韩宝福等(2004)Yang et al.(2012)

      表 1  柏杖子花岗质侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年数据

      Table 1.  LA-ICP-MS zircons U-Pb dating data of Baizhangzi granitic rocks

      点号 Pba(10-6) Tha(10-6) Ua(10-6) Th/U 同位素比值 年龄(Ma)
      207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 208Pb/232Th 2σ 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 208Pb/232Th 2σ
      H120-1-1 430 1 291 1 328 0.97 0.052 95 0.002 84 0.269 10 0.015 05 0.036 83 0.000 76 0.011 49 0.000 42 328 116 242 12 233 5 231 8
      H120-1-2 357 1 046 994 1.05 0.050 61 0.003 11 0.249 02 0.015 56 0.035 54 0.000 65 0.011 59 0.000 38 233 145 226 13 225 4 233 8
      H120-1-3 542 1 649 1 310 1.26 0.053 23 0.002 87 0.266 43 0.015 05 0.036 22 0.000 67 0.011 32 0.000 37 339 122 240 12 229 4 228 7
      H120-1-4 430 1 195 1 226 0.97 0.052 35 0.002 95 0.280 30 0.015 88 0.038 84 0.000 63 0.012 36 0.000 39 302 132 251 13 246 4 248 8
      H120-1-5 403 1 213 1 207 1.00 0.049 67 0.002 74 0.252 95 0.014 02 0.036 94 0.000 68 0.011 56 0.000 38 189 123 229 11 234 4 232 8
      H120-1-6 475 1 385 1 290 1.07 0.051 10 0.002 90 0.269 32 0.014 72 0.038 29 0.000 68 0.011 62 0.000 40 256 131 242 12 242 4 234 8
      H120-1-7 349 1 070 1 111 0.96 0.053 37 0.002 87 0.272 40 0.014 95 0.036 91 0.000 74 0.011 21 0.000 43 346 122 245 12 234 5 225 9
      H120-1-8 350 1 022 1 049 0.97 0.051 57 0.003 10 0.269 02 0.015 77 0.037 85 0.000 69 0.011 46 0.000 42 265 137 242 13 240 4 230 8
      H120-1-9 484 1 379 1 547 0.89 0.051 53 0.002 78 0.279 17 0.015 99 0.039 16 0.000 77 0.012 11 0.000 40 265 92 250 13 248 5 243 8
      H120-1-10 369 1 081 1 272 0.85 0.052 41 0.002 98 0.267 23 0.015 11 0.036 94 0.000 68 0.011 70 0.000 40 302 130 240 12 234 4 235 8
      H120-1-11 458 1 307 1 299 1.01 0.051 07 0.002 75 0.270 30 0.014 43 0.038 31 0.000 73 0.011 91 0.000 38 243 121 243 12 242 5 239 8
      H120-1-12 377 1 118 1 009 1.11 0.050 45 0.002 88 0.257 46 0.014 44 0.036 96 0.000 58 0.011 41 0.000 37 217 133 233 12 234 4 229 7
      H120-1-13 549 1 660 1 811 0.92 0.053 18 0.002 61 0.265 20 0.011 99 0.036 24 0.000 58 0.011 23 0.000 35 345 111 239 10 229 4 226 7
      H120-1-14 526 1 434 1 557 0.92 0.050 50 0.002 87 0.279 52 0.015 46 0.040 20 0.000 71 0.012 48 0.000 42 217 131 250 12 254 4 251 8
      H120-1-15 287 786 868 0.91 0.049 94 0.003 45 0.255 68 0.017 18 0.037 17 0.000 69 0.012 18 0.000 43 191 156 231 14 235 4 245 9
      H120-1-16 636 1 806 2 171 0.83 0.052 33 0.002 24 0.265 25 0.011 13 0.036 68 0.000 52 0.011 85 0.000 35 298 98 239 9 232 3 238 7
      H120-1-17 409 1 168 1 362 0.86 0.050 26 0.002 91 0.261 91 0.015 18 0.037 72 0.000 62 0.011 98 0.000 41 206 133 236 12 239 4 241 8
      H120-1-18 314 727 746 0.97 0.074 78 0.005 58 0.639 08 0.079 67 0.055 52 0.003 96 0.015 17 0.000 90 1 063 150 502 49 348 24 304 18
      H120-1-19 362 1 076 1 161 0.93 0.052 32 0.003 12 0.258 18 0.015 88 0.035 72 0.000 65 0.011 64 0.000 43 298 132 233 13 226 4 234 9
      H120-1-20 296 863 826 1.05 0.050 77 0.003 26 0.252 64 0.015 90 0.036 19 0.000V65 0.011 54 0.000 40 232 148 229 13 229 4 232 8
      注:上标a代表样品数据与标样GJ-1数据对比计算而来.
      下载: 导出CSV

      表 2  柏杖子花岗质侵入岩主量元素(%) 和微量元素(10-6) 含量数据

      Table 2.  Major elements (%) and trace elements (10-6) contents for Baizhangzi granitic rocks

      样品 H120-1 H120-2 K0-1 K0-12 115-4-1 115-4-2
      SiO2 66.10 67.03 67.73 67.42 66.80 67.98
      Al2O3 15.49 15.19 14.93 15.04 14.63 14.72
      Fe2O3 3.09 3.55 2.95 3.27 3.06 3.21
      CaO 1.32 1.21 1.42 1.50 1.28 1.23
      MgO 0.77 0.73 0.58 0.73 0.59 0.59
      Na2O 4.69 4.68 4.79 4.82 4.66 4.69
      K2O 5.22 4.97 4.96 5.07 5.01 5.04
      TiO2 0.29 0.28 0.26 0.26 0.27 0.26
      MnO 0.05 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05
      P2O5 0.18 0.15 0.14 0.20 0.14 0.14
      LOI 2.14 1.50 2.10 1.55 2.20 1.71
      Total 99.60 99.55 100.10 100.20 98.90 99.80
      Mg# 33.1 28.9 28.0 30.7 27.6 26.7
      Li 4.0 6.8 1.5 3.5 1.8 3.2
      Be 3.91 4.36 4.70 4.71 4.71 4.81
      Sc 9.20 5.44 12.71 9.57 7.65 9.55
      V 42.6 42.3 40.3 39.9 40.0 39.4
      Cr 15.8 13.1 13.1 13.1 12.8 12.5
      Ni 2.9 1.6 1.2 1.0 1.5 0.9
      Co 3.66 3.32 2.95 2.89 3.20 3.37
      Cu 12.7 21.9 11.7 16.6 12.9 7.4
      Zn 18.5 17.1 14.7 13.4 15.3 15.6
      Ga 19.4 20.1 19.7 19.4 19.8 19.3
      Rb 188 183 183 176 205 211
      Sr 610 592 460 481 495 474
      Y 12.37 11.56 11.01 12.10 10.98 10.46
      Zr 380 387 384 342 333 315
      Nb 18.85 19.93 23.28 21.05 23.71 22.56
      Cd 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.06
      Ba 1996 1428 1705 2545 1633 1263
      La 119.92 104.95 115.40 121.69 102.55 100.78
      Ce 212.48 186.52 197.06 208.49 181.32 183.68
      Pr 19.69 17.05 17.72 18.95 16.55 14.83
      Nd 62.55 54.00 54.52 58.59 51.36 46.38
      Sm 9.68 8.14 8.61 10.17 8.09 7.16
      Eu 2.30 1.93 1.98 2.56 1.91 1.66
      Gd 6.83 6.25 6.30 6.76 5.98 5.48
      Tb 0.77 0.69 0.68 0.72 0.67 0.62
      Dy 2.97 2.63 2.61 2.76 2.47 2.35
      Ho 0.54 0.49 0.47 0.50 0.46 0.45
      Er 1.48 1.31 1.31 1.38 1.26 1.23
      Tm 0.21 0.20 0.19 0.19 0.19 0.19
      Yb 1.41 1.30 1.27 1.24 1.21 1.19
      Lu 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.20
      Hf 8.40 7.87 7.95 7.38 7.18 7.21
      Ta 3.02 2.83 2.81 2.83 2.78 2.83
      Pb 45.7 35.6 27.9 22.8 168.2 35.3
      Th 13.08 12.33 17.01 12.53 15.39 13.88
      U 2.65 2.98 2.54 3.43 3.62 3.60
      REE 441.08 385.66 408.34 434.20 374.22 366.21
      δEu 0.82 0.80 0.79 0.89 0.80 0.78
      (La/Yb)N 60.8 57.9 65.3 70.5 60.5 60.6
      (Gd/Yb)N 4.0 4.0 4.1 4.5 4.1 3.8
      注:Mg#=100×Mg/(Mg+Fe),原子个数之比.
      下载: 导出CSV

      表 3  柏杖子花岗质侵入岩Sr-Nd同位素组成数据

      Table 3.  Sr-Nd isotopic compositions of Baizhangzi granitic rocks

      样品 Sm (10-6) Nd (10-6) 147Sm/144Nd 143Nd/144Nd 2σ εNd(t) tDM(Ma) tDM2(Ma) fSm/Nd Rb (10-6) Sr (10-6) 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr 2σ 87Sr/86Sr (t)
      H120-1 9.68 62.6 0.093 5 0.512 121 3 -7.0 1 305 1 580 -0.52 188 610 0.892 0.707 764 6 0.704 834
      H120-2 8.14 54.0 0.091 1 0.512 389 5 -1.7 948 1 149 -0.54 183 592 0.894 0.707 740 6 0.704 801
      K0-1 8.61 54.5 0.095 5 0.512 124 6 -7.0 1 324 1 580 -0.51 183 460 1.151 0.708 488 4 0.704 706
      K0-12 10.2 58.6 0.105 2 0.512 123 7 -7.3 1 443 1 605 -0.47 176 481 1.059 0.708 722 3 0.705 243
      115-4-1 8.09 51.4 0.095 1 0.512 133 6 -6.9 1 308 1 565 -0.52 205 495 1.198 0.708 585 4 0.704 648
      115-4-2 7.16 46.4 0.093 3 0.512 122 5 -7.0 1 302 1 578 -0.53 211 474 1.288 0.708 677 3 0.704 445
      注:εNd(t) 采用现今CHUR比值143Nd/144Nd=0.512 638和147Sm/144Nd=0.196 6计算(Hamilton et al., 1983);tDMtDM2采用现今亏损地幔比值143Nd/144Nd=0.513 15和147Sm/144Nd=0.213 5计算(Goldstein et al., 1984; Peucat et al., 1989);147Sm衰变常数采用6.54×10-12 a-1.
      下载: 导出CSV

      表 4  柏杖子花岗质侵入岩LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素数据

      Table 4.  LA-MC-ICP-MS in-situ zircons Hf isotopic results of Baizhangzi granitic rocks

      样品 176Yb/177Hf 2σ 176Lu/177Hf 2σ 176Hf/177Hf 2σ t(Ma) Hf (0) 2σ Hf (t) 2σ tDM(Ma)
      H120-1-1 0.028 20 0.000 95 0.001 03 0.000 04 0.282 46 0.000 06 231 -11.6 2.2 -6.7 2.2 1 160
      H120-1-2 0.023 54 0.000 46 0.000 87 0.000 01 0.282 44 0.000 07 231 -12.4 2.4 -7.3 2.4 1 182
      H120-1-3 0.023 16 0.000 55 0.000 88 0.000 02 0.282 27 0.000 06 231 -18.4 2.1 -13.4 2.1 1 414
      H120-1-4 0.028 44 0.001 09 0.001 06 0.000 04 0.282 45 0.000 09 243 -11.8 3.3 -6.6 3.3 1 166
      H120-1-5 0.023 82 0.000 79 0.000 88 0.000 03 0.282 46 0.000 05 254 -11.4 1.9 -5.9 2.0 1 146
      H120-1-6 0.043 07 0.003 99 0.001 46 0.000 11 0.282 42 0.000 16 231 -12.9 5.5 -8.0 5.5 1 221
      H120-1-7 0.025 42 0.000 57 0.000 93 0.000 02 0.282 42 0.000 05 243 -12.8 1.8 -7.5 1.9 1 201
      H120-1-8 0.024 59 0.000 51 0.000 90 0.000 02 0.282 41 0.000 05 231 -13.3 2.0 -8.3 2.0 1 219
      H120-1-9 0.028 76 0.000 61 0.001 06 0.000 02 0.282 41 0.000 12 243 -13.4 4.3 -8.1 4.4 1 227
      H120-1-10 0.028 60 0.001 45 0.001 02 0.000 02 0.282 46 0.000 16 231 -11.5 5.8 -6.5 5.8 1 153
      H120-1-11 0.033 06 0.000 79 0.001 20 0.000 03 0.282 42 0.000 07 243 -12.9 2.6 -7.7 2.6 1 213
      H120-1-12 0.027 18 0.000 65 0.000 99 0.000 03 0.282 46 0.000 07 231 -11.4 2.4 -6.5 2.4 1 151
      H120-1-13 0.027 39 0.000 23 0.001 00 0.000 00 0.282 38 0.000 07 231 -14.4 2.7 -9.4 2.7 1 265
      H120-1-14 0.022 87 0.000 62 0.000 84 0.000 02 0.282 32 0.000 07 231 -16.3 2.6 -11.3 2.6 1 333
      H120-1-15 0.027 17 0.001 34 0.001 13 0.000 05 0.281 24 0.000 04 231 -54.5 1.4 -49.6 1.5 2 801
      注:εHf(t) 采用现今CHUR比值176Hf/177Hf=0.282 785和176Lu/177Hf=0.033 6计算(Bouvier et al., 2008);tDM采用现今亏损地幔比值176Hf/177Hf=0.283 294和176Lu/177Hf=0.039 33进行计算;176Lu衰变常数采用1.867×10-11 a-1(Söderlund et al., 2004).
      下载: 导出CSV
    • [1] Atherton, M.P., Petford, N., 1993.Generation of Sodium-Rich Magmas from Newly Underplated Basaltic Crust.Nature, 362(6416):144-146.doi: 10.1038/362144a0
      [2] Blichert-Toft, J., Chauvel, C., Albarède, F., 1997.Separation of Hf and Lu for High-Precision Isotope Analysis of Rock Samples by Magnetic Sector-Multiple Collector ICP-MS.Contributions to Mineralogy and Petrology, 127(3):248-260.doi: 10.1007/s004100050278
      [3] Bouvier, A., Vervoort, J.D., Patchett, P.J., 2008.The Lu-Hf and Sm-Nd Isotopic Composition of CHUR:Constraints from Unequilibrated Chondrites and Implications for the Bulk Composition of Terrestrial Planets.Earth and Planetary Science Letters, 273(1-2):48-57.doi: 10.1016/j.epsl.2008.06.010
      [4] Cao, Z.Q., Zhai, W.J., Jiang, X.F., et al., 2016.About 2.5 Ga Tectono-Metamorphic Event in Southern Margin of North China Craton and Its Significance.Earth Science, 41(4):570-585 (in Chinese with English abstract).
      [5] Chen, B., Liu, S.W., Wang, R., et al., 2006.Nd-Sr Isotopic Geochemistry of the Late Archean-Paleoproterozoic Granitoids in the Lüliang-Wutai Terrain, North China Craton, and Implications for Petrogenesis.Acta Geologica Sinica (English Edition), 80(6):834-843.doi: 10.1111/j.1755-6724.2006.tb00306.x
      [6] Chen, B., Tian, W., Liu, A.K., 2008.Petrogenesis of the Xiaozhangjiakou Mafic-Ultramafic Complex, North Hebei:Constraints from Petrological, Geochemical and Nd-Sr Isotopic Data.Geological Journal of China Universities, 14(3):295-303(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-GXDX200803005.htm
      [7] Du, L.L., Yang, C.H., Ren, L.D., et al., 2009.Petrology, Geochemistry and Petrogenesis of the Metabasalts of the Hutuo Group, Wutai Mountains, Shanxi, China.Geological Bulletin of China, 28(7):867-876(in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/279548638_Petrology_geochemistry_and_petrogenesis_of_the_metabasalts_of_the_Hutuo_Group_Wutai_Mountains_Shanxi
      [8] Ernst, W.G., 1988.Element Partitioning and Thermobarometry in Polymetamorphic Late Archean and Early-Mid Proterozoic Rocks from Eastern Liaoning and Southern Jilin Provinces, China.American Journal of Science, 288A:293-340.
      [9] Fu, L.B., Wei, J.H., Kusky, T.M., et al., 2012.Triassic Shoshonitic Dykes from the Northern North China Craton:Petrogenesis and Geodynamic Significance.Geological Magazine, 149(1):39-55. doi:  10.1017/S0016756811000173
      [10] Foley, S., Tiepolo, M., Vannucci, R., 2002.Growth of Early Continental Crust Controlled by Melting of Amphibolite in Subduction Zones.Nature, 417(6891):837-840.doi: 10.1038/nature00799
      [11] Gao, S., Rudnick, R.L., Yuan, H.L., et al., 2004.Recycling Lower Continental Crust in the North China Craton.Nature, 432(7019):892-897.doi: 10.1038/nature03162
      [12] Gao, S., Luo, T.G., Zhang, B.R., et al., 1998.Chemical Composition of the Continental Crust as Revealed by Studies in East China.Geochimica et Cosmochimica Acta, 62(11):1959-1975.doi: 10.1016/s0016-7037(98)00121-5
      [13] Goldstein, S.L., O'Nions, R.K., Hamilton, P.J., 1984.A Sm-Nd Isotopic Study of Atmospheric Dusts and Particulates from Major River Systems.Earth and Planetary Science Letters, 70(2):221-236.doi: 10.1016/0012-821x(84)90007-4
      [14] Han, B.F., Kagami, H., Li, H.M., 2004.Age and Nd-Sr Isotopic Geochemistry of the Guangtoushan Alkaline Granite, Hebei Province, China:Implications for Early Mesozoic Crust-Mantle Interaction in North China Block.Acta Petrologica Sinica, 20(6):1375-1388 (in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/305542032_Age_and_Nd-Sr_isotopic_geochemistry_of_the_Guangtoushan_alkaline_granite_Hebei_province_China_Implications_for_early_Mesozoic_crust-mantle_interaction_in_North_China_Block
      [15] Hamilton, P.J., O'Nions, R.K., Bridgwater, D., et al., 1983.Sm-Nd Studies of Archaean Metasediments and Metavolcanics from West Greenland and Their Implications for the Earth's Early History.Earth and Planetary Science Letters, 62(2):263-272.doi: 10.1016/0012-821x(83)90089-4
      [16] Hao, Y.W., Luo, M.S., Xu, Z.L., et al., 2014.Division of Sedimentary Basins and Its Tectonic Evolution in North China from Neoproterozoic to Mesozoic.Earth Science, 39(8):1230-1242 (in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/286163120_Division_of_sedimentary_basins_and_its_tectonic_evolution_in_North_China_from_Newproterozoic_to_Mesozoic
      [17] Hu, Z.C., Liu, Y.S., Gao, S., et al., 2012.Improved in situ Hf Isotope Ratio Analysis of Zircon Using Newly Designed X Skimmer Cone and Jet Sample Cone in Combination with the Addition of Nitrogen by Laser Ablation Multiple Collector ICP-MS.Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 27(9):1391-1399.doi: 10.1039/c2ja30078h
      [18] Huang, F., He, Y.S., 2010.Partial Melting of the Dry Mafic Continental Crust:Implications for Petrogenesis of C-Type Adakites.Chinese Science Bulletin, 55(22):2428-2439.doi: 10.1007/s11434-010-3224-2
      [19] Kay, R.W., 1978.Aleutian Magnesian Andesites:Melts from Subducted Pacific Ocean Crust.Journal of Volcanology and Geothermal Research, 4(1-2):117-132.doi: 10.1016/0377-0273(78)90032-x
      [20] Le Maitre, R.W., Bateman, P., Dudex, A., 1989.A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms:Recommendations of the IUGS Subcommission on the Systematic of Igneous Rocks.Blackwell, Oxford.
      [21] Lin, S.Z., Zhu, G., Yan, L.J., et al., 2013.Structural and Chronological Constraints on a Late Paleozoic Shortening Event in the Yanshan Tectonic Belt.Chinese Science Bulletin, 58(34):3597-3609 (in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-JXTW201332007.htm
      [22] Ling, W.L., Duan, R.C., Xie, X.J., et al., 2009.Contrasting Geochemistry of the Cretaceous Volcanic Suites in Shandong Province and its Implications for the Mesozoic Lower Crust Delamination in the Eastern North China Craton.Lithos, 113(3-4):640-658.doi: 10.1016/j.lithos.2009.07.001
      [23] Liu, D.Y., Nutman, A.P., Compston, W., et al., 1992.Remnants of≥3 800 Ma Crust in the Chinese Part of the Sino-Korean Craton.Geology, 20(4):339-342.doi:10.1130/0091-7613(1992)020 < 0339:romcit>2.3.co; 2.
      [24] Liu, S.W., Pan, Y.M., Xie, Q.L., et al., 2004.Archean Geodynamics in the Central Zone, North China Craton:Constraints from Geochemistry of Two Contrasting Series of Granitoids in the Fuping and Wutai Complexes.Precambrian Research, 130(1-4):229-249.doi: 10.1016/j.precamres.2003.12.001
      [25] Liu, S.W., Pan, Y.M., Xie, Q.L., et al., 2005.Geochemistry of the Paleoproterozonic Nanying Granitic Gneisses in the Fuping Complex:Implications for the Tectonic Evolution of the Central Zone, North China Craton.Journal of Asian Earth Sciences, 24(5):643-658.doi: 10.1016/j.jseaes.2003.10.010
      [26] Liu, Y.S., Gao, S., 2007.High Nb/Ta Ratios of the Mesozoic Basalts from North China:Records of Continental Crust Recycling.Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 26(1):19-28 (in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/281316141_High_NbTa_ratios_of_the_Mesozoic_basalts_from_North_China_Records_of_continental_crust_recycling
      [27] Liu, Y.S., Hu, Z.C., Gao, S., et al., 2008.In Situ Analysis of Major and Trace Elements of Anhydrous Minerals by LA-ICP-MS without Applying an Internal Standard.Chemical Geology, 257(1-2):34-43.doi: 10.1016/j.chemgeo.2008.08.004
      [28] Liu, Y.S., Hu, Z.C., Zong, K.Q., et al., 2010.Reappraisement and Refinement of Zircon U-Pb Isotope and Trace Element Analyses by LA-ICP-MS.Chinese Science Bulletin, 55(15):1535-1546.doi: 10.1007/s11434-010-3052-4
      [29] Liu, Y.S., Gao, S., Hu, Z.C., et al., 2009.Continental and Oceanic Crust Recycling-Induced Melt-Peridotite Interactions in the Trans-North China Orogen:U-Pb Dating, Hf Isotopes and Trace Elements in Zircons from Mantle Xenoliths.Journal of Petrology, 51(1-2):537-571.doi: 10.1093/petrology/egp082
      [30] Ludwig, K.R., 2003.User's Manual for Isoplot 3.00:A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel.Berkeley Geochronology Center Special Publication, 4:1-70. http://www.worldcat.org/title/users-manual-for-isoplot-300-a-geochronological-toolkit-for-microsoft-excel/oclc/695595118
      [31] Luo, Z.K., Li, J.J., Guan, K., et al., 2004.SHRIMP Zircon U-Pb Age of the Granite at Baizhangzi Gold Field in Lingyuan, Liaoning Province.Geological Survey and Research, 27(2):82-85 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-QHWJ200402003.htm
      [32] Luo, Z.K., Miao, L.C., Guan, K., et al., 2003.SHRIMP U-Pb Zircon Dating of the Dushan Granitic Batholith and Related Granite-Porphyry Dyke, Eastern Hebei Province, China, and Their Geological Significance.Geochimica, 32(2):173-180 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DQHX200302010.htm
      [33] Ma, Q., Zheng, J.P., Griffin, W.L., et al., 2012.Triassic "Adakitic" Rocks in an Extensional Setting (North China):Melts from the Cratonic Lower Crust.Lithos, 149:159-173.doi: 10.1016/j.lithos.2012.04.017
      [34] Ma, Q., Zheng, J.P., Xu, Y.G., et al., 2015.Are Continental "Adakites" Derived from Thickened or Foundered Lower Crust? Earth and Planetary Science Letters, 419:125-133.doi: 10.1016/j.epsl.2015.02.036
      [35] Macpherson, C.G., Dreher, S.T., Thirlwall, M.F., 2006.Adakites Without Slab Melting:High Pressure Differentiation of Island Arc Magma, Mindanao, the Philippines.Earth and Planetary Science Letters, 243(3-4), 581-593. doi:  10.1016/j.epsl.2005.12.034
      [36] McCulloch, M.T., Rosman, K.J.R., de Laeter, J.R., 1977.The Isotopic and Elemental Abundance of Ytterbium in Meteorites and Terrestrial Samples.Geochimica et Cosmochimica Acta, 41(12):1703-1707.doi: 10.1016/0016-7037(77)90202-2
      [37] Mu, B.L., Shao, J.A., Chu, Z.Y., et al., 2001.Sm-Nd Age and Sr, Nd Isotopic Characteristics of the Fanshan Potassic Alkaline Ultramafite-Syenite Complex in Hebei Province, China.Acta Petrologica Sinica, 17(3):358-365 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YSXB200103002.htm
      [38] Pei, F.P., Xu, W.L., Yu, Y., et al., 2008.Petrogenesis of the Late Triassic Mayihe Pluton in Southern Jilin Province:Evidence from Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry.Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 38 (3):351-362 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-CCDZ200803000.htm
      [39] Peucat, J.J., Vidal, P., Bernard-Griffiths, J., et al., 1989.Sr, Nd, and Pb Isotopic Systematics in the Archean Low-to High-Grade Transition Zone of Southern India:Syn-Accretion vs.Post-Accretion Granulites.The Journal of Geology, 97, 537-549.doi: 10.1086/629333
      [40] Shao, J.A., Chen, F.K., Lu, F.X., et al., 2006.Mesozoic Pulsative Upwelling Diapirs of Asthenosphere in West Liaoning Province.Earth Science, 31(6):807-816 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DQKX200606008.htm
      [41] Shao, J.A., Han, Q.J., Zhang, L.Q., et al., 1999.Discovery of Early-Mesozoic Accumulation Complexes in Eastern Inner Mongolia.Chinese Science Bulletin, 44(5):478-485(in Chinese).
      [42] Shao, J.A., Lu, F.X., Li, W.P., 2007.Mesozoic Intracontinental Andesites Formed by Underplating in West Liaoning Province.Acta Petrologica Sinica, 23(4):701-708 (in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1471428
      [43] Shao, J.A., Tian, W., Zhang, J.H., 2015.Early Permian Cumulates in Northern Margin of North China Craton and Their Tectonic Significance.Earth Science, 40(9):1441-1457 (in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/284920190_Early_permian_cumulates_in_northern_margin_of_north_China_Craton_and_their_tectonic_significances
      [44] Shao, J.A., Zhang, R.H., Han, Q.J., et al., 2000a.Geochronology of Cumulate Xenoliths and Their Host Diorites from Harqin, Eastern Nei Mongol.Geochimica, 29(4):331-336 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DQHX200004004.htm
      [45] Shao, J.A., Han, Q.J., Li, H.M., 2000b.The Discovery of Early Mesozoic Granulite Xenoliths in North China Craton.Science in China (Series D), 30(Suppl.):148-153 (in Chinese). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-JDXG2000S1016.htm
      [46] She, H.Q., Wang, Y.W., Li, Q.H., et al., 2006.The Mafic Granulite Xenoliths and Its Implications to Mineralization in Chaihulanzi Gold Deposit, Inner Mongolian, China.Acta Geologica Sinica, 80(6):863-875(in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/287605950_The_mafic_granulite_xenoliths_and_its_implications_to_mineralization_in_Chaihulanzi_gold_deposit_Inner_Mongolian_China
      [47] She, Z.B., Yang, F.Y., Liu, W., et al., 2016.The Termination and Aftermath of the Lomagundi-Jatuli Carbon Isotope Excursions in the Paleoproterozoic Hutuo Group, North China.Journal of Earth Science, 27(2):297-316. doi: 10.1007/s12583-015-0654-4
      [48] Song, B., Nutman, A.P., Liu, D.Y., et al., 1996.3 800 to 2 500 Ma Crustal Evolution in the Anshan Area of Liaoning Province, Northeastern China.Precambrian Research, 78(1-3):79-94.doi: 10.1016/0301-9268(95)00070-4
      [49] Söderlund, U., Patchett, P.J., Vervoort, J.D., et al., 2004.The 176Lu Decay Constant Determined by Lu-Hf and U-Pb Isotope Systematics of Precambrian Mafic Intrusions.Earth and Planetary Science Letters, 219(3-4):311-324.doi: 10.1016/s0012-821x(04)00012-3
      [50] Stern, R.A., Hanson, G.N., 1991.Archean High-Mg Granodiorite:A Derivative of Light Rare Earth Element-Enriched Monzodiorite of Mantle Origin.Journal of Petrology, 32(1):201-238.doi: 10.1093/petrology/32.1.201
      [51] Sun, S.S., McDonough, W.F., 1989.Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts:Implications for Mantle Composition and Processes.In:Saunders, A.D., Norry, M.J., eds., Magmatism in Ocean Basins.Geological Society, London, Special Publications, 42(1):313-345.doi: 10.1144/gsl.sp.1989.042.01.19
      [52] Tian, W., Chen, B., Liu, C.Q., et al., 2007.Zircon U-Pb Age and Hf Isotopic Composition of the Xiaozhangjiakou Ultramafic Pluton in Northern Hebei.Acta Petrologica Sinica, 23(3):583-590 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YSXB200703007.htm
      [53] Wang, F., Chen, F.K., Hou, Z.H., et al., 2009.Zircon Ages and Sr-Nd-Hf Isotopic Composition of Late Paleozoic Granitoids in the Chongli-Chicheng Area, Northern Margin of the North China Block.Acta Petrologica Sinica, 25(11):3057-3074 (in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1472737
      [54] Wang, Q., Wyman, D.A., Xu, J.F., et al., 2007.Early Cretaceous Adakitic Granites in the Northern Dabie Complex, Central China:Implications for Partial Melting and Delamination of Thickened Lower Crust.Geochimica et Cosmochimica Acta, 71(10):2609-2636.doi: 10.1016/j.gca.2007.03.008
      [55] Wang, Y.R., Liu, S.W., Li, Q.G., et al., 2005.Late Paleoproterozoic Geodynamic Setting in Wutai Mountains:Constraints from Geochemistry of Wangjiahui Granitoids.Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 41(6):840-850 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-BJDZ200506002.htm
      [56] Windley, B.F., Alexeiev, D., Xiao, W.J., et al., 2007.Tectonic Models for Accretion of the Central Asian Orogenic Belt.Journal of the Geological Society, London, 164(1):31-47.doi: 10.1144/0016-76492006-022
      [57] Wu, F.Y., Wilde, S.A., Zhang, G.L., et al., 2004.Geochronology and Petrogenesis of the Post-Orogenic Cu-Ni Sulfide-Bearing Mafic-Ultramafic Complexes in Jilin Province, NE China.Journal of Asian Earth Sciences, 23(5):781-797.doi: 10.1016/s1367-9120(03)00114-7
      [58] Wu, F.Y., Yang, J.H., Liu, X.M., 2005.Geochronological Framework of the Mesozoic Granitic Magmatism in the Liaodong Peninsula Northeast China.Geological Journal of China Universities, 11(3):305-317 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-GXDX200503003.htm
      [59] Wu, F.Y., Zhao, G.C., Wilde, S.A., et al., 2005.Nd Isotopic Constraints on Crustal Formation in the North China Craton.Journal of Asian Earth Sciences, 24(5):523-545.doi: 10.1016/j.jseaes.2003.10.011
      [60] Wu, M.Q., Zhao, G.C., Gao, J.W., et al., 2014.Geochemical Characteristics of the Dushan Complex and Their Geological Significance.Geology in China, 41(1):108-121 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-DIZI201401008.htm
      [61] Xiao, W.J., Windley, B.F., Hao, J., et al., 2003.Accretion Leading to Collision and the Permian Solonker Suture, Inner Mongolia, China:Termination of the Central Asian Orogenic Belt.Tectonics, 22(6):1484-1505.doi: 10.1029/2002tc001484
      [62] Xu, J.F., Shinjo, R., Defant, M.J., et al., 2002.Origin of Mesozoic Adakitic Intrusive Rocks in the Ningzhen Area of East China:Partial Melting of Delaminated Lower Continental Crust? Geology, 30(12):1111-1114.doi:10.1130/0091-7613(2002)030<1111:oomair>2.0.co; 2
      [63] Yan, G.H., Mu, B.L., Xu, B.L., et al., 2000.Geochronology and Sr-Nd-Pb Isotopic Characters of Triassic Alkaline Rocks in the Yanliao-Yinshan Area and Its Tectonic Implications.Science in China (Series D), 30(4):383-387 (in Chinese).
      [64] Yang, J.H., Sun, J.F., Chen, F.K., et al., 2007.Sources and Petrogenesis of Late Triassic Dolerite Dikes in the Liaodong Peninsula:Implications for Post-Collisional Lithosphere Thinning of the Eastern North China Craton.Journal of Petrology, 48(10):1973-1997.doi: 10.1093/petrology/egm046
      [65] Yang, J.H., Sun, J.F., Zhang, M., et al., 2012.Petrogenesis of Silica-Saturated and Silica-Undersaturated Syenites in the Northern North China Craton Related to Post-Collisional and Intraplate Extension.Chemical Geology, 328(18):149-167.doi: 10.1016/j.chemgeo.2011.09.011
      [66] Yang, J.H., Wu, F.Y., 2009.Triassic Magmatism and Its Relation to Decratonization in the Eastern North China Craton.Science in China (Series D), 39(7):910-921 (in Chinese). http://earth.scichina.com:8080/sciDe/EN/abstract/abstract414373.shtml
      [67] Ye, H., Zhang, S.H., Zhao, Y., et al., 2014.Petrogenesis and Emplacement Deformation of the Late Triassic Dushan Composite Batholith in the Yanshan Fold and Thrust Belt:Implications for the Tectonic Settings of the Northern Margin of the North China Craton During the Early Mesozoic.Earth Science Frontiers, 21(4):275-292 (in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/281630323_Petrogenesis_and_emplacement_deformation_of_the_Late_Triassic_Dushan_composite_batholith_in_the_Yanshan_fold_and_thrust_belt_Implications_for_the_tectonic_settings_of_the_northern_margin_of_the_North_
      [68] Zhang, H.F., Zhu, R.X., Santosh, M., et al., 2013.Episodic Widespread Magma Underplating beneath the North China Craton in the Phanerozoic:Implications for Craton Destruction.Gondwana Research, 23(1):95-107.doi: 10.1016/j.gr.2011.12.006
      [69] Zhang, R.Y., Zhang, C.L., Sun, Y., 2013.Crustal Reworking in the North China Craton at~2.5 Ga:Evidence from Zircon U-Pb Ages, Hf Isotopes and Whole-Rock Geochemistry of the TTG Gneisses in the Zhongtiao Mountain.Acta Petrologica Sinica, 29(7):2265-2280 (in Chinese with English abstract).
      [70] Zhang, S.H., Zhao, Y., Song, B., et al., 2009a.Contrasting Late Carboniferous and Late Permian-Middle Triassic Intrusive Suites from the Northern Margin of the North China Craton:Geochronology, Petrogenesis, and Tectonic Implications.Geological Society of America Bulletin, 121(1-2):181-200.doi: 10.1130/b26157.1
      [71] Zhang, S.H., Zhao, Y., Liu, X.C., et al., 2009b.Late Paleozoic to Early Mesozoic Mafic-ultramafic Complexes from the Northern North China Block:Constraints on the Composition and Evolution of the Lithospheric Mantle.Lithos, 110(1-4):229-246.doi: 10.1016/j.lithos.2009.01.008
      [72] Zhang, S.H., Zhao, Y., Liu, J.M., et al., 2010.Geochronology, Geochemistry and Tectonic Setting of the Late Paleozoic-Early Mesozoic Magmatism in the Northern Margin of the North China Block:A Preliminary Review.Acta Petrologica et Mineralogica, 29(6):824-842 (in Chinese with English abstract). https://www.researchgate.net/publication/281629857_Geochronology_geochemistry_and_tectonic_setting_of_the_Late_Paleozoic-Early_Mesozoic_magmatism_in_the_northern_margin_of_the_North_China_block_A_preliminary_review
      [73] Zhang, S.H., Zhao, Y., Ye, H., et al., 2012.Early Mesozoic Alkaline Complexes in the Northern North China Craton:Implications for Cratonic Lithospheric Destruction.Lithos, 155:1-18.doi: 10.1016/j.lithos.2012.08.009
      [74] Zhao, G.C., Wilde, S.A., Cawood, P.A., et al., 2001.Archean Blocks and Their Boundaries in the North China Craton:Lithological, Geochemical, Structural and P-T Path Constraints and Tectonic Evolution.Precambrian Research, 107 (1-2):45-73.doi: 10.1016/s0301-9268(00)00154-6
      [75] Zhao, G.C., Sun, M., Wilde, S.A., et al., 2005.Late Archean to Paleoproterozoic Evolution of the North China Craton:Key Issues Revisited.Precambrian Research, 136(2):177-202. doi: 10.1016/j.precamres.2004.10.002
      [76] Zheng, J.P., Griffin, W.L., O'Reilly, S.Y., et al., 2004.U-Pb and Hf-Isotope Analysis of Zircons in Mafic Xenoliths from Fuxian Kimberlites:Evolution of the Lower Crust beneath the North China Craton.Contributions to Mineralogy and Petrology, 148(1):79-103.doi: 10.1007/s00410-004-0587-x
      [77] Zheng, J.P., Griffin, W.L., Ma, Q., et al., 2012.Accretion and Reworking beneath the North China Craton.Lithos, 149:61-78.doi: 10.1016/j.lithos.2012.04.025
      [78] Zheng, J.P., Ping, X.Q., Xia, B., et al., 2013.The Weak Neoproterozoic Thermal Records in North China and Its Significances for the Lithospheric Thickness.Acta Petrologica Sinica, 29(7):2456-2464 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YSXB201307015.htm
      [79] Zheng, J.P., Yu, C.M., Lu, F.X., et al., 2004.Geochemical and Geochronological Characteristics of Meta-Basaltic Xenoliths:Implications for the Evolution of Continental Lower Crust in Early Time.Science in China (Series D), 34(5):412-422 (in Chinese).
      [80] Zhu, R.X., Yang, J.H., Wu, F.Y., 2012.Timing of Destruction of the North China Craton.Lithos, 149(15):51-60.doi: 10.1016/j.lithos.2012.05.013
      [81] Zindler, A., Emil, J., 1988.Mantle Cryptology.Geochimica et Cosmochimica Acta, 52(2):319-333.doi: 10.1016/0016-7037(88)90087-7
      [82] 曹正琦, 翟文建, 蒋幸福, 等, 2016.华北克拉通南缘约2.5 Ga构造变质事件及意义.地球科学, 41(4): 570-585. http://www.earth-science.net/WebPage/Article.aspx?id=3275
      [83] 陈斌, 田伟, 刘安坤, 2008.冀北小张家口基性-超基性杂岩的成因:岩石学、地球化学和Nd-Sr同位素证据.高校地质学报, 14(3): 295-303. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXDX200803005.htm
      [84] 杜利林, 杨崇辉, 任留东, 等, 2009.山西五台山区滹沱群变质玄武岩岩石学、地球化学特征及其成因意义.地质通报, 28(7): 867-876. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD200907008.htm
      [85] 韩宝福, 加加美宽雄, 李惠民, 2004.河北平泉光头山碱性花岗岩的时代、Nd-Sr同位素特征及其对华北早中生代壳幔相互作用的意义.岩石学报, 20(6): 1375-1388. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200406006.htm
      [86] 郝奕玮, 骆满生, 徐增连, 等, 2014.华北陆块新元古代-中生代沉积盆地划分及其构造演化.地球科学, 39(8): 1230-1242. http://www.earth-science.net/WebPage/Article.aspx?id=2899
      [87] 林少泽, 朱光, 严乐佳, 等, 2013.燕山构造带晚古生代挤压变形事件的构造与年代学证据.科学通报, 58(34): 3597-3609. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB201334017.htm
      [88] 刘勇胜, 高山, 2007.华北地区中生代玄武岩高Nb/Ta值对地壳岩石再循环的直接记录.矿物岩石地球化学通报, 26(1): 19-28. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYDH200701002.htm
      [89] 罗镇宽, 李俊健, 关康, 等, 2004.辽宁凌源柏杖子金矿区花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄.地质调查与研究, 27(2): 82-85. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHWJ200402003.htm
      [90] 罗镇宽, 苗来成, 关康, 等, 2003.冀东都山花岗岩基及相关花岗斑岩脉SHRIMP锆石U-Pb法定年及其意义.地球化学, 32(2): 173-180. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX200302010.htm
      [91] 牟保磊, 邵济安, 储著银, 等, 2001.河北矾山钾质碱性超镁铁岩-正长岩杂岩体Sm-Nd年龄和Sr、Nd同位素特征.岩石学报, 17(3): 358-365. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200103002.htm
      [92] 裴福萍, 许文良, 于洋, 等, 2008.吉林南部晚三叠世蚂蚁河岩体的成因:锆石U-Pb年代学和地球化学证据.吉林大学学报(地球科学版), 38(3): 351-362. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ200803000.htm
      [93] 邵济安, 陈福坤, 路凤香, 等, 2006.辽西中生代软流圈底辟体的脉动式上涌.地球科学, 31(6): 807-816. http://www.earth-science.net/WebPage/Article.aspx?id=1643
      [94] 邵济安, 韩庆军, 张履桥, 等, 1999.内蒙古东部早中生代堆积杂岩捕掳体的发现.科学通报, 44(5): 478-485. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB199905003.htm
      [95] 邵济安, 路凤香, 李伍平, 2007.辽西中生代陆内底侵作用背景下形成的安山岩.岩石学报, 23(4): 701-708. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200704003.htm
      [96] 邵济安, 田伟, 张吉衡, 2015.华北克拉通北缘早二叠世堆晶岩及其构造意义.地球科学, 40(9): 1441-1457. http://www.earth-science.net/WebPage/Article.aspx?id=3150
      [97] 邵济安, 张任祜, 韩庆军, 等, 2000a.内蒙古喀喇沁堆晶岩捕掳体和寄主闪长岩的同位素年龄.地球化学, 29(4): 331-336. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX200004004.htm
      [98] 邵济安, 韩庆军, 李惠民, 2000b.华北克拉通早中生代麻粒岩捕掳体的发现.中国科学(D辑), 30(增刊): 148-153. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2000S1018.htm
      [99] 佘宏全, 王义文, 李庆环, 等, 2006.内蒙古赤峰柴胡栏子金矿基性麻粒岩包体特征及其成矿动力学意义.地质学报, 80(6): 863-875. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE200606008.htm
      [100] 田伟, 陈斌, 刘超群, 等, 2007.冀北小张家口超基性岩体的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成.岩石学报, 23(3): 583-590. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200703007.htm
      [101] 王芳, 陈福坤, 侯振辉, 等, 2009.华北陆块北缘崇礼-赤城地区晚古生代花岗岩类的锆石年龄和Sr-Nd-Hf同位素组成.岩石学报, 25(11): 3057-3074. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200911035.htm
      [102] 王月然, 刘树文, 李秋根, 等, 2005.五台山古元古代晚期的动力学背景:王家会花岗岩地球化学的制约.北京大学学报(自然科学版), 41(6): 840-850. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJDZ200506002.htm
      [103] 吴福元, 杨进辉, 柳小明, 2005.辽东半岛中生代花岗质岩浆作用的年代学格架.高校地质学报, 11(3): 305-317. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXDX200503003.htm
      [104] 吴鸣谦, 赵国春, 高建伟, 等, 2014.河北都山杂岩体地球化学特征及其地质意义.中国地质, 41(1): 108-121. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXDX200503003.htm
      [105] 阎国翰, 牟保磊, 许保良, 等, 2000.燕辽-阴山三叠纪碱性侵入岩年代学和Sr, Nd, Pb同位素特征及意义.中国科学(D辑), 30(4): 383-387. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK200004005.htm
      [106] 杨进辉, 吴福元, 2009.华北东部三叠纪岩浆作用与克拉通破坏.中国科学(D辑), 39(7): 910-921. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK200907005.htm
      [107] 叶浩, 张拴宏, 赵越, 等, 2014.燕山褶断带晚三叠世都山复式岩基成因及侵位变形:华北北缘中生代早期构造背景的制约.地学前缘, 21(4): 275-292. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY201404035.htm
      [108] 张拴宏, 赵越, 刘建民, 等, 2010.华北地块北缘晚古生代-早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景.岩石矿物学杂志, 29(6): 824-842. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSKW201006017.htm
      [109] 张瑞英, 张成立, 孙勇, 2013.华北克拉通~2.5 Ga地壳再造事件:来自中条山TTG质片麻岩的证据.岩石学报, 29(7): 2265-2280. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSKW201006017.htm
      [110] 郑建平, 余淳梅, 路凤香, 等, 2004.辽宁金伯利岩变基性岩石捕掳体地球化学及锆石年代学:示踪华北下地壳早期演化.中国科学(D辑), 34(5): 412-422. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK200405002.htm
      [111] 郑建平, 平先权, 夏冰, 等, 2013.华北深部岩石圈存在弱的新元古代热活动的同位素年代学信息:证据及意义.岩石学报, 29(7): 2456-2464. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201307015.htm
    • 加载中
    图(10) / 表 (4)
    计量
    • 文章访问数:  3467
    • HTML全文浏览量:  1736
    • PDF下载量:  8
    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2016-07-28
    • 刊出日期:  2017-02-01

    冀东-辽西中-晚三叠世柏杖子花岗质侵入岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因

      作者简介: 熊乐(1990-),男,博士,从事矿产勘查以及矿床地球化学研究.ORCID:0000-0001-8740-4021.E-mail: 601224101@qq.com
    • 1. 中国地质大学资源学院,湖北武汉 430074
    • 2. 湖南省地质调查院,湖南长沙 410116
    基金项目:  中国黄金集团地质科研项目 2012M521493

    摘要: 关于冀东-辽西中-晚三叠世具有埃达克质岩石特征的花岗质岩石的源区性质,存在较大争议,且以往对位于其北东向隆起区内的柏杖子岩体的成因研究程度低.对柏杖子花岗质侵入岩进行了系统的年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf同位素研究,结果显示:柏杖子岩体结晶年龄为233±3 Ma,岩石具有低MgO、Mg#和Co、Ni、Cr含量;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显示明显的Pb、Th正异常和Nb、Ta、Ti、P负异常;轻、重稀土元素分馏明显;87Sr/86Sr (t) 为0.704 45~0.705 24,εNd(t) 值为-7.3~-1.7;锆石εHf(t) 为-13.4~-5.9.综合分析认为,高Sr/Y比值和低Y含量的柏杖子岩体属于华北克拉通正常厚度镁铁质下地壳熔融的产物,岩石高Sr/Y比值、低Y含量和Nb-Ta负异常特征为继承的华北克拉通下地壳内在性质,并具有与太古宙-古元古代TTG岩石系列相一致的Nb-Ta解耦特征,表明柏杖子岩体源区物质有TTG岩石的贡献;岩石Sr-Nd-Hf同位素组成和低相容元素含量特征同样表明岩浆来源于受改造的下地壳熔融.早中生代玄武岩底侵过程中幔源组分的加入对华北克拉通下地壳形成改造,同时提供热源诱发下地壳物质熔融,形成的熔体向浅表侵位,经历一定程度的斜长石分离结晶,并最终形成柏杖子岩体.

    English Abstract

      • 华北克拉通北缘发育大量的晚古生代-早中生代岩浆岩,其中晚二叠世-早三叠世(262~236 Ma)、中-晚三叠世(231~210 Ma) 是2个重要的岩浆岩发育时期(邵济安等, 2000a; 阎国翰等, 2000; 吴福元等, 2005; 裴福萍等, 2008; 杨进辉和吴福元, 2009; 张拴宏等, 2010; Zhang et al., 2012; Zhu et al., 2012).晚二叠世-早三叠世岩浆岩主要岩性为含镁铁质岩石捕掳体、麻粒岩包体的花岗质侵入岩、闪长岩以及少量的碱性和基性侵入岩,地球化学、同位素特征显示花岗质岩石起源于下地壳的部分熔融,而镁铁质捕掳体为幔源玄武岩底侵作用的产物(邵济安等, 2000a; Yang et al., 2012).中-晚三叠世岩浆岩从碱性、中基性到酸性侵入岩及少量火山岩均有出露,广泛分布于兴蒙造山带、燕山褶皱带和辽东半岛.以往研究认为中-晚三叠世岩浆岩具有复杂的岩浆起源,包括大陆下地壳、软流圈地幔、富集岩石圈地幔和古老难熔的岩石圈地幔等组分(Yang et al., 2007; 裴福萍等, 2008; 杨进辉和吴福元, 2009; Ma et al., 2012),与软流圈物质上涌引起的基性岩浆底侵以及相关的的壳幔相互作用有关.

        冀东-辽西北东向隆起区内分布了多个中-晚三叠世中-酸性、碱性岩体,如都山杂岩(223~221 Ma)、大石柱子杂岩(224 Ma)、柏杖子花岗质侵入岩(222 Ma) 和河坎子正长岩(226~224 Ma) 等(罗镇宽等, 2003, 2004; Yang et al., 2012; 叶浩等, 2014).Yang et al.(2012)对河坎子正长岩研究认为,其与华北克拉通北缘其他地区中-晚三叠世碱性岩具有一致的源区,为富集的岩石圈地幔低程度部分熔融的产物.然而,对于冀东-辽西地区中-晚三叠世具有埃达克质岩石特征的花岗质岩石的源区性质,则存在较大的争议.叶浩等(2014)认为,都山杂岩和大石柱子杂岩来源于正常厚度的古老下地壳部分熔融形成的熔体与少量富集岩石圈地幔和亏损的软流圈地幔来源基性岩浆的混合作用形成.其他观点认为都山杂岩来源于华北克拉通加厚的下地壳(50~70 km) 熔融,源岩为TTG岩石和少量变质玄武岩、变沉积岩的部分熔融,源区残留矿物组合为角闪石+石榴石±少量斜长石(吴鸣谦等, 2014);或者源区含有部分新太古代结晶基底的变质岩(罗镇宽等, 2003).

        柏杖子岩体位于大石柱子杂岩北侧约3 km,与都山杂岩和大石柱子杂岩同处于冀东-辽西北东向隆起区内.由于以往针对柏杖子岩体成因研究程度低,缺乏详细的岩石地球化学及同位素地球化学研究.本文旨在通过对柏杖子岩体进行系统的同位素年代学、岩石地球化学以及Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究,探讨柏杖子岩体的源区性质,试图为冀东-辽西北东向隆起区内中-酸性岩浆岩成因研究提供借鉴,并对进一步认识华北克拉通三叠纪岩浆演化的深部动力学过程提供资料.

      • 华北克拉通是中国北方一个古老的地块,其最早的岩石记录可以追溯到古太古代(3.85~3.20 Ga; Liu et al., 1992; Song et al., 1996).华北克拉通基底由太古代-早元古代变质岩构成,基底之上为中元古代-新生代盖层.综合岩石组合、地球化学、地质年代学、构造演化和P-T-t演化轨迹等特征,华北克拉通被划分为东部和西部2个地块,2个地块之间所夹部分为华北中部造山带(图 1aZhao et al., 2001; 曹正琦等, 2016).在早元古代晚期,东、西地块拼合之后,华北克拉通整体进入了一个长期稳定的发展阶段(Ernst, 1988).直到0.98~0.60 Ga,火山岩携带的深源包体和少量地表基性岩浆所记录的新元古代事件,显示华北克拉通下地壳遭受了一定程度的改造作用(Zheng et al., 2004; 郑建平等, 2013).

        图  1  大地构造划分图(a) 和柏杖子地区地质简图(b) 和柏杖子地区地质剖面简图(c)

        Figure 1.  Tectonic setting (a) and geological sketch map of the Baizhangzi area (b) and profile of the Baizhangzi granitic rocks (c)

        古生代-早中生代时期,华北克拉通内发育了广泛的岩浆活动.辽宁复县、山东蒙阴地区中奥陶世金伯利岩喷发之后,华北克拉通的整体抬升导致了晚奥陶世-中石炭世的缺失(郝奕玮等,2014).晚古生代时期,由于古亚洲洋的消减、闭合,华北克拉通北缘的构造、岩浆活动都受到中亚造山带活动的强烈影响.中亚造山带的形成是一个长期而复杂的过程,导致了华北克拉通北缘大量中石炭世-二叠纪岩浆岩的侵位(Xiao et al., 2003; Windley et al., 2007; Zhu et al., 2012; 邵济安等, 2015).最终,索伦缝合带的形成,才表明古亚洲洋的完全闭合(Xiao et al., 2003),之后主要表现为造山后的构造-岩浆过程,在兴蒙造山带、燕山褶皱带、辽东半岛广泛发育了中-晚三叠世碱性、中基性-酸性侵入岩(邵济安等, 2000a; 阎国翰等, 2000; 吴福元等, 2005; 杨进辉和吴福元, 2009; Zhang et al., 2009a; Zhu et al., 2012).

        冀东-辽西地区位于华北克拉通北部,主体构造线呈NE-NNE向展布,区内地层、晚中生代盆地以及岩体的展布方向均呈NE-NNE向.区内分布了多个侵入岩体和数量众多的脉岩,包括都山杂岩体、大石柱子杂岩体和柏杖子岩体(图 1b1c) 等.岩体主要侵入到新太古代、中元古代地层之中.其中,都山杂岩体和大石柱子杂岩体出露面积较大,前者为冀东地区最大的花岗岩基.柏杖子岩体与都山杂岩体同处于冀东NE-NNE向隆起区内,沿NE向断裂侵入中元古界长城系,岩体产状与NE向断裂一致,倾向南东.岩体下边界与长城系局部呈断层接触,上边界与长城系为侵入接触.柏杖子岩体呈岩株状产出,地表出露面积较小,约为600 m×200 m,地表以下具有一定程度的膨大,但十分有限,两端呈岩脉状或分枝岩脉状延伸,是柏杖子金矿区的重要含矿围岩.柏杖子岩体整体岩性均一,无明显成分及矿物粒度分带特征,野外调查过程中未见包体及围岩捕掳体.局部断裂构造切穿部位岩石具有较高程度的破碎,常见后期煌斑岩脉沿断裂构造侵入柏杖子岩体之中,岩石整体无明显变形特征.

      • 柏杖子岩体岩性为花岗岩-石英二长岩过渡类型,岩石呈肉红色-浅红色,似斑状结构(深部为中粒结构),致密块状构造.主要矿物为钾长石、斜长石、石英和黑云母(图 2),钾长石含量约为45%,斜长石含量约为30%,石英含量约为15%,黑云母含量约为5%;副矿物有磷灰石、磁铁矿、锆石.靠近断裂部位岩石表现出一定程度破碎特征,具有硅化蚀变,颜色呈浅红色,岩石中有少量浸染状分布的自形黄铁矿;局部强烈硅化、黄铁矿化者,颜色可呈灰白色.

        图  2  野外露头照片(a) 和镜下显微照片(b)、(c)

        Figure 2.  Outcrop photograph (a) and thin section photomicrograph (b), (c) for Baizhangzi granitic rocks

        为了避开地表风化等因素对岩石地球化学分析结果的影响,柏杖子岩体样品均取自坑道内,尽量选取新鲜、无硅化蚀变的岩石样品,具体取样位置见图 1c.样品H120-1取自矿区120 m中段,用于锆石U-Pb定年.

        测试分析前先将锆石镶嵌于环氧树脂靶之中,锆石原位U-Pb同位素定年在中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR) 利用LA-ICP-MS完成.激光剥蚀系统为GeoLas 2005,激光剥蚀束斑大小为32 μm,ICP-MS为Agilent 7500a.详细的仪器参数、操作流程和数据处理方法描述见Liu et al.(2008, 2010).离线数据处理采用软件ICPMSDataCal 9.0完成(Liu et al., 2008).谐和图的绘制和U-Pb年龄计算采用Isoplot 3.0(Ludwig, 2003).

        在全岩主、微量元素测定之前,将样品研磨至小于200目并混匀.主量元素分析在澳实分析检测(广州) 有限公司采用荧光光谱仪(ME-XRF06) 完成.分析精度优于3%.微量元素分析在中国地质大学(武汉) 生物地质与环境地质国家重点实验室采用Optimass 9500型ICP-TOF-MS进行.分析前先将样品置放于Teflon坩埚中并加入HNO3和HF,然后放置于烘箱中在190 ℃条件下加热48 h;在115 ℃条件下蒸干后,再次加入HNO3溶解并蒸干;最后再加入浓度30% HNO3在190 ℃条件下加热12 h;最后将溶液转入聚乙烯料瓶中,并用浓度2% HNO3进行稀释.测试过程中对标样BCR-2和GSR-3的分析表明精度优于8%.

        Sr、Nd同位素测试在中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室采用Finnigan MAT261完成.在密封坩埚中使用HF+HNO3混合酸在110~200 ℃下将样品溶解.87Sr/86Sr比值采用86Sr/88Sr=0.119 4进行标准化,本次实验GBW04411的Sr同位素测定结果为0.759 92±0.000 10(2σ).143Nd/144Nd比值采用146Nd/144Nd=0.721 9进行标准化,La Jolla的Nd同位素测定结果为0.511 845±0.000 012(2σ).详细的实验条件和操作流程参照Ling et al.(2009).

        锆石原位Hf同位素在中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室采用激光剥蚀系统(GeoLas 2005) 与MC-ICP-MS (Neptune Plus) 联用分析完成.激光剥蚀束斑大小为44 μm.具体的仪器参数、操作流程描述见Hu et al.(2012).176Yb对176Hf的同位素干扰利用173Yb进行校正,176Yb/173Yb比值采用0.787 6(McCulloch et al., 1977).少量176Lu对176Hf的同位素干扰利用175Lu进行校正,176Lu/175Lu比值采用推荐值0.026 56(Blichert-Toft et al., 1997).离线数据处理采用软件ICPMSDataCal 9.0完成(Liu et al., 2009).

      • 花岗岩样品H120-1中锆石透明、自形,呈淡黄色.单颗锆石长50~110 μm,长宽比值为1~2(图 3).CL图像中锆石偏暗,除个别锆石无内部结构之外,其余锆石都具有典型的岩浆震荡环带.LA-ICP-MS分析样品H120-1中锆石颗粒为19个,数据点共20个(表 1).分析点H120-1-18偏离了谐和曲线,206Pb/238U年龄为早石炭世(348±24 Ma),谐和程度低,其余点年龄均谐和(图 4).剩余19个分析点被分为2组,其中一组3个点206Pb/238U年龄处于246~254 Ma,与早三叠世的岩浆活动和下地壳麻粒岩相变质作用事件相一致(邵济安等, 2000b; 王芳等, 2009; Zhang et al., 2009a);另一组分析点206Pb/238U年龄处于225~242 Ma,加权平均年龄为233±3 Ma (MSWD=6.2, n=16),为中三叠世,代表了岩浆结晶年龄.

        图  3  锆石CL图像

        Figure 3.  Cathodoluminescence (CL) images of zircons

        点号 Pba(10-6) Tha(10-6) Ua(10-6) Th/U 同位素比值 年龄(Ma)
        207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 208Pb/232Th 2σ 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 208Pb/232Th 2σ
        H120-1-1 430 1 291 1 328 0.97 0.052 95 0.002 84 0.269 10 0.015 05 0.036 83 0.000 76 0.011 49 0.000 42 328 116 242 12 233 5 231 8
        H120-1-2 357 1 046 994 1.05 0.050 61 0.003 11 0.249 02 0.015 56 0.035 54 0.000 65 0.011 59 0.000 38 233 145 226 13 225 4 233 8
        H120-1-3 542 1 649 1 310 1.26 0.053 23 0.002 87 0.266 43 0.015 05 0.036 22 0.000 67 0.011 32 0.000 37 339 122 240 12 229 4 228 7
        H120-1-4 430 1 195 1 226 0.97 0.052 35 0.002 95 0.280 30 0.015 88 0.038 84 0.000 63 0.012 36 0.000 39 302 132 251 13 246 4 248 8
        H120-1-5 403 1 213 1 207 1.00 0.049 67 0.002 74 0.252 95 0.014 02 0.036 94 0.000 68 0.011 56 0.000 38 189 123 229 11 234 4 232 8
        H120-1-6 475 1 385 1 290 1.07 0.051 10 0.002 90 0.269 32 0.014 72 0.038 29 0.000 68 0.011 62 0.000 40 256 131 242 12 242 4 234 8
        H120-1-7 349 1 070 1 111 0.96 0.053 37 0.002 87 0.272 40 0.014 95 0.036 91 0.000 74 0.011 21 0.000 43 346 122 245 12 234 5 225 9
        H120-1-8 350 1 022 1 049 0.97 0.051 57 0.003 10 0.269 02 0.015 77 0.037 85 0.000 69 0.011 46 0.000 42 265 137 242 13 240 4 230 8
        H120-1-9 484 1 379 1 547 0.89 0.051 53 0.002 78 0.279 17 0.015 99 0.039 16 0.000 77 0.012 11 0.000 40 265 92 250 13 248 5 243 8
        H120-1-10 369 1 081 1 272 0.85 0.052 41 0.002 98 0.267 23 0.015 11 0.036 94 0.000 68 0.011 70 0.000 40 302 130 240 12 234 4 235 8
        H120-1-11 458 1 307 1 299 1.01 0.051 07 0.002 75 0.270 30 0.014 43 0.038 31 0.000 73 0.011 91 0.000 38 243 121 243 12 242 5 239 8
        H120-1-12 377 1 118 1 009 1.11 0.050 45 0.002 88 0.257 46 0.014 44 0.036 96 0.000 58 0.011 41 0.000 37 217 133 233 12 234 4 229 7
        H120-1-13 549 1 660 1 811 0.92 0.053 18 0.002 61 0.265 20 0.011 99 0.036 24 0.000 58 0.011 23 0.000 35 345 111 239 10 229 4 226 7
        H120-1-14 526 1 434 1 557 0.92 0.050 50 0.002 87 0.279 52 0.015 46 0.040 20 0.000 71 0.012 48 0.000 42 217 131 250 12 254 4 251 8
        H120-1-15 287 786 868 0.91 0.049 94 0.003 45 0.255 68 0.017 18 0.037 17 0.000 69 0.012 18 0.000 43 191 156 231 14 235 4 245 9
        H120-1-16 636 1 806 2 171 0.83 0.052 33 0.002 24 0.265 25 0.011 13 0.036 68 0.000 52 0.011 85 0.000 35 298 98 239 9 232 3 238 7
        H120-1-17 409 1 168 1 362 0.86 0.050 26 0.002 91 0.261 91 0.015 18 0.037 72 0.000 62 0.011 98 0.000 41 206 133 236 12 239 4 241 8
        H120-1-18 314 727 746 0.97 0.074 78 0.005 58 0.639 08 0.079 67 0.055 52 0.003 96 0.015 17 0.000 90 1 063 150 502 49 348 24 304 18
        H120-1-19 362 1 076 1 161 0.93 0.052 32 0.003 12 0.258 18 0.015 88 0.035 72 0.000 65 0.011 64 0.000 43 298 132 233 13 226 4 234 9
        H120-1-20 296 863 826 1.05 0.050 77 0.003 26 0.252 64 0.015 90 0.036 19 0.000V65 0.011 54 0.000 40 232 148 229 13 229 4 232 8
        注:上标a代表样品数据与标样GJ-1数据对比计算而来.

        表 1  柏杖子花岗质侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年数据

        Table 1.  LA-ICP-MS zircons U-Pb dating data of Baizhangzi granitic rocks

        图  4  柏杖子花岗质侵入岩锆石U-Pb定年谐和图

        Figure 4.  Zircon U-Pb concordia diagram of Baizhangzi granitic rocks

      • 柏杖子岩体SiO2含量分布集中,为66.1%~68.0%;具有高K2O+Na2O (9.65%~9.91%) 和Al2O3(14.6%~15.5%) 含量,低P2O5(0.14%~0.20%)、TiO2(0.26%~0.29%) 和MgO (0.58%~0.77%,Mg#=27~33) 含量的特点(表 2).Na2O/K2O比值(0.90~0.97) 略小于1,在图 5中落入石英二长岩和花岗岩交界区域.图 6a显示富集大离子亲石元素(LILE,K、Rb、Ba、U)、亏损高场强元素(HFSE,Nb、Ta、Ti、P),具有较强的Nb、Ta、Ti、P负异常和较强的Pb、Th正异常.图 6b显示一致的右倾分布型式.强烈富集轻稀土元素(LREE),(La/Yb)N比值为58~71,(Gd/Yb)N比值为3.8~4.5,并具有一定程度的Eu (δEu=0.78~0.89) 负异常.稀土元素总量(ΣREE) 变化范围较小,为366×10-6~441×10-6.

        样品 H120-1 H120-2 K0-1 K0-12 115-4-1 115-4-2
        SiO2 66.10 67.03 67.73 67.42 66.80 67.98
        Al2O3 15.49 15.19 14.93 15.04 14.63 14.72
        Fe2O3 3.09 3.55 2.95 3.27 3.06 3.21
        CaO 1.32 1.21 1.42 1.50 1.28 1.23
        MgO 0.77 0.73 0.58 0.73 0.59 0.59
        Na2O 4.69 4.68 4.79 4.82 4.66 4.69
        K2O 5.22 4.97 4.96 5.07 5.01 5.04
        TiO2 0.29 0.28 0.26 0.26 0.27 0.26
        MnO 0.05 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05
        P2O5 0.18 0.15 0.14 0.20 0.14 0.14
        LOI 2.14 1.50 2.10 1.55 2.20 1.71
        Total 99.60 99.55 100.10 100.20 98.90 99.80
        Mg# 33.1 28.9 28.0 30.7 27.6 26.7
        Li 4.0 6.8 1.5 3.5 1.8 3.2
        Be 3.91 4.36 4.70 4.71 4.71 4.81
        Sc 9.20 5.44 12.71 9.57 7.65 9.55
        V 42.6 42.3 40.3 39.9 40.0 39.4
        Cr 15.8 13.1 13.1 13.1 12.8 12.5
        Ni 2.9 1.6 1.2 1.0 1.5 0.9
        Co 3.66 3.32 2.95 2.89 3.20 3.37
        Cu 12.7 21.9 11.7 16.6 12.9 7.4
        Zn 18.5 17.1 14.7 13.4 15.3 15.6
        Ga 19.4 20.1 19.7 19.4 19.8 19.3
        Rb 188 183 183 176 205 211
        Sr 610 592 460 481 495 474
        Y 12.37 11.56 11.01 12.10 10.98 10.46
        Zr 380 387 384 342 333 315
        Nb 18.85 19.93 23.28 21.05 23.71 22.56
        Cd 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.06
        Ba 1996 1428 1705 2545 1633 1263
        La 119.92 104.95 115.40 121.69 102.55 100.78
        Ce 212.48 186.52 197.06 208.49 181.32 183.68
        Pr 19.69 17.05 17.72 18.95 16.55 14.83
        Nd 62.55 54.00 54.52 58.59 51.36 46.38
        Sm 9.68 8.14 8.61 10.17 8.09 7.16
        Eu 2.30 1.93 1.98 2.56 1.91 1.66
        Gd 6.83 6.25 6.30 6.76 5.98 5.48
        Tb 0.77 0.69 0.68 0.72 0.67 0.62
        Dy 2.97 2.63 2.61 2.76 2.47 2.35
        Ho 0.54 0.49 0.47 0.50 0.46 0.45
        Er 1.48 1.31 1.31 1.38 1.26 1.23
        Tm 0.21 0.20 0.19 0.19 0.19 0.19
        Yb 1.41 1.30 1.27 1.24 1.21 1.19
        Lu 0.23 0.22 0.21 0.21 0.20 0.20
        Hf 8.40 7.87 7.95 7.38 7.18 7.21
        Ta 3.02 2.83 2.81 2.83 2.78 2.83
        Pb 45.7 35.6 27.9 22.8 168.2 35.3
        Th 13.08 12.33 17.01 12.53 15.39 13.88
        U 2.65 2.98 2.54 3.43 3.62 3.60
        REE 441.08 385.66 408.34 434.20 374.22 366.21
        δEu 0.82 0.80 0.79 0.89 0.80 0.78
        (La/Yb)N 60.8 57.9 65.3 70.5 60.5 60.6
        (Gd/Yb)N 4.0 4.0 4.1 4.5 4.1 3.8
        注:Mg#=100×Mg/(Mg+Fe),原子个数之比.

        表 2  柏杖子花岗质侵入岩主量元素(%) 和微量元素(10-6) 含量数据

        Table 2.  Major elements (%) and trace elements (10-6) contents for Baizhangzi granitic rocks

        图  5  柏杖子花岗质侵入岩Na2O+K2O-SiO2关系(a) 和K2O-SiO2关系(b)

        Figure 5.  The Na2O+K2O-SiO2 relations (a) and K2O-SiO2 relations (b) of Baizhangzi granitic rocks

        图  6  柏杖子花岗质侵入岩原始地幔标准化微量元素蛛网图(a) 和球粒陨石标准化稀土元素分布模式(b)

        Figure 6.  PM-normalized trace element spider diagram and chondrite-normalized REE pattern of Baizhangzi granitic rocks

      • 根据锆石U-Pb测年结果,柏杖子岩体87Sr/86Sr (t)(初始87Sr/86Sr比值) 和εNd(t) 值均校正至230 Ma (表 3).其中,87Sr/86Sr (t) 分布集中,为0.704 45~0.705 24.样品H120-2具有较高的εNd(t) 值为-1.7,其余样品εNd(t) 值均一,变化范围为-7.3~-6.9;相对于亏损地幔的两阶段Nd同位素模式年龄(tDM2) 介于1.61~1.15 Ga.柏杖子岩体样品Sr-Nd处于早中生代华北下地壳麻粒岩(佘宏全等,2006) 和堆晶岩(邵济安等,2006) 捕掳体范围内(图 7a),具有较低的87Sr/86Sr (t) 是柏杖子岩体样品的显著特点.

        样品 Sm (10-6) Nd (10-6) 147Sm/144Nd 143Nd/144Nd 2σ εNd(t) tDM(Ma) tDM2(Ma) fSm/Nd Rb (10-6) Sr (10-6) 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr 2σ 87Sr/86Sr (t)
        H120-1 9.68 62.6 0.093 5 0.512 121 3 -7.0 1 305 1 580 -0.52 188 610 0.892 0.707 764 6 0.704 834
        H120-2 8.14 54.0 0.091 1 0.512 389 5 -1.7 948 1 149 -0.54 183 592 0.894 0.707 740 6 0.704 801
        K0-1 8.61 54.5 0.095 5 0.512 124 6 -7.0 1 324 1 580 -0.51 183 460 1.151 0.708 488 4 0.704 706
        K0-12 10.2 58.6 0.105 2 0.512 123 7 -7.3 1 443 1 605 -0.47 176 481 1.059 0.708 722 3 0.705 243
        115-4-1 8.09 51.4 0.095 1 0.512 133 6 -6.9 1 308 1 565 -0.52 205 495 1.198 0.708 585 4 0.704 648
        115-4-2 7.16 46.4 0.093 3 0.512 122 5 -7.0 1 302 1 578 -0.53 211 474 1.288 0.708 677 3 0.704 445
        注:εNd(t) 采用现今CHUR比值143Nd/144Nd=0.512 638和147Sm/144Nd=0.196 6计算(Hamilton et al., 1983);tDMtDM2采用现今亏损地幔比值143Nd/144Nd=0.513 15和147Sm/144Nd=0.213 5计算(Goldstein et al., 1984; Peucat et al., 1989);147Sm衰变常数采用6.54×10-12 a-1.

        表 3  柏杖子花岗质侵入岩Sr-Nd同位素组成数据

        Table 3.  Sr-Nd isotopic compositions of Baizhangzi granitic rocks

      • 锆石原位Hf同位素分析结果见表 4.柏杖子岩体锆石εHf(t) 值主要为-13.4~-5.9,相对于亏损地幔的单阶段Hf同位素模式年龄(tDM) 为1.41~1.15 Ga,与全岩Nd模式年龄tDM2相一致.锆石H120-1-15的εHf(t) 值低(-49.6),未获得相关的U-Pb年龄,其tDM为2.80 Ga,可能代表继承的古老结晶基底锆石.柏杖子岩体锆石εHf(t) 均位于假定的2.5 Ga平均地壳(176Lu/177Hf=0.015) 演化区域之上(图 7b).

        样品 176Yb/177Hf 2σ 176Lu/177Hf 2σ 176Hf/177Hf 2σ t(Ma) Hf (0) 2σ Hf (t) 2σ tDM(Ma)
        H120-1-1 0.028 20 0.000 95 0.001 03 0.000 04 0.282 46 0.000 06 231 -11.6 2.2 -6.7 2.2 1 160
        H120-1-2 0.023 54 0.000 46 0.000 87 0.000 01 0.282 44 0.000 07 231 -12.4 2.4 -7.3 2.4 1 182
        H120-1-3 0.023 16 0.000 55 0.000 88 0.000 02 0.282 27 0.000 06 231 -18.4 2.1 -13.4 2.1 1 414
        H120-1-4 0.028 44 0.001 09 0.001 06 0.000 04 0.282 45 0.000 09 243 -11.8 3.3 -6.6 3.3 1 166
        H120-1-5 0.023 82 0.000 79 0.000 88 0.000 03 0.282 46 0.000 05 254 -11.4 1.9 -5.9 2.0 1 146
        H120-1-6 0.043 07 0.003 99 0.001 46 0.000 11 0.282 42 0.000 16 231 -12.9 5.5 -8.0 5.5 1 221
        H120-1-7 0.025 42 0.000 57 0.000 93 0.000 02 0.282 42 0.000 05 243 -12.8 1.8 -7.5 1.9 1 201
        H120-1-8 0.024 59 0.000 51 0.000 90 0.000 02 0.282 41 0.000 05 231 -13.3 2.0 -8.3 2.0 1 219
        H120-1-9 0.028 76 0.000 61 0.001 06 0.000 02 0.282 41 0.000 12 243 -13.4 4.3 -8.1 4.4 1 227
        H120-1-10 0.028 60 0.001 45 0.001 02 0.000 02 0.282 46 0.000 16 231 -11.5 5.8 -6.5 5.8 1 153
        H120-1-11 0.033 06 0.000 79 0.001 20 0.000 03 0.282 42 0.000 07 243 -12.9 2.6 -7.7 2.6 1 213
        H120-1-12 0.027 18 0.000 65 0.000 99 0.000 03 0.282 46 0.000 07 231 -11.4 2.4 -6.5 2.4 1 151
        H120-1-13 0.027 39 0.000 23 0.001 00 0.000 00 0.282 38 0.000 07 231 -14.4 2.7 -9.4 2.7 1 265
        H120-1-14 0.022 87 0.000 62 0.000 84 0.000 02 0.282 32 0.000 07 231 -16.3 2.6 -11.3 2.6 1 333
        H120-1-15 0.027 17 0.001 34 0.001 13 0.000 05 0.281 24 0.000 04 231 -54.5 1.4 -49.6 1.5 2 801
        注:εHf(t) 采用现今CHUR比值176Hf/177Hf=0.282 785和176Lu/177Hf=0.033 6计算(Bouvier et al., 2008);tDM采用现今亏损地幔比值176Hf/177Hf=0.283 294和176Lu/177Hf=0.039 33进行计算;176Lu衰变常数采用1.867×10-11 a-1(Söderlund et al., 2004).

        表 4  柏杖子花岗质侵入岩LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素数据

        Table 4.  LA-MC-ICP-MS in-situ zircons Hf isotopic results of Baizhangzi granitic rocks

        图  7  柏杖子岩体87Sr/86Sr (t)-εNd(t) 关系(a) 和柏杖子岩体Hf同位素演化(b)

        Figure 7.  The 87Sr/86Sr (t) vs. εNd(t) (a) and εHf(t) vs. t (b) of Baizhangzi granitic rocks

      • 柏杖子岩体具有高K2O含量(4.96%~5.22%),低MgO (0.58%~0.77%)、Co (2.9×10-6~3.7×10-6)、Ni (0.9×10-6~2.9×10-6) 和Cr (12.5×10-6~15.8×10-6) 含量的特征表明其主要来源可能是地壳物质熔融产生的熔体.岩石有较高的Sr/Y比值(39.7~51.2) 和低Y含量(10.46×10-6~12.37×10-6),在图 8a中落入埃达克质岩石区域范围.近年来,随着对具有埃达克质特征岩石研究的不断深入,主要形成了以下几种观点:(1) 年轻洋壳板片形成熔体与地幔楔橄榄岩相互作用(Kay, 1978);(2) 加厚镁铁质下地壳的熔融(Atherton and Petford, 1993);(3) 拆沉下地壳的熔融(Xu et al., 2002; Gao et al., 2004);(4) 含水地幔橄榄岩形成的熔体(Stern and Hanson, 1991; Macpherson et al., 2006);(5) 亏损地幔来源熔体受下地壳物质混染(Fu et al., 2012);(6) 下地壳物质熔融(Ma et al., 2012, 2015).

        图  8  Sr/Y-Y关系(a) 和87Sr/86Sr (t)-SiO2(Rb) 关系

        Figure 8.  The Sr/Y-Y relations (a) and initial 87Sr/86Sr vs. SiO2 and Rb diagrams

        柏杖子岩体不可能由年轻俯冲洋壳板片的产生熔体与地幔橄榄岩相互作用形成.中亚造山带内大量晚石炭世-二叠纪钙碱性岩浆岩的发育表明古亚洲洋在二叠纪末已经闭合(Xiao et al., 2003; Windley et al., 2007),古亚洲洋板片的俯冲时间与柏杖子岩体形成时间相差至少在20 Ma以上,并不能满足中-晚三叠世存在热的年轻洋壳这一条件.此外,柏杖子岩体与洋壳板片在Sr-Nd同位素组成方面也存在显著差异(图 7a).前已述及,柏杖子岩体高K2O含量,低MgO、Co、Ni和Cr含量的特征表明其源区以地壳物质为主,其不可能由地幔玄武岩直接演化而来.所以,柏杖子岩体只可能来源于拆沉下地壳的熔融、加厚镁铁质下地壳的熔融或下地壳物质熔融.

        假设岩石来源于华北克拉通拆沉下地壳的熔融,那么所形成的熔体在上升过程中应该和地幔橄榄岩相互作用形成高Mg、Cr、Ni相容元素特征(Gao et al., 2004),但这与所观测到的事实不相符.因此,柏杖子岩体可能主要来源于加厚镁铁质下地壳或下地壳物质的熔融过程.郑建平等(2004)对复县古生代金伯利岩基性捕掳体的研究表明,早古生代华北克拉通北缘地壳的厚度>30 km.在随后蒙古地体与华北克拉通的拼合过程中,中-晚二叠世燕山地区经历了SN向的缩短变形(林少泽等,2013).但是在这一过程中,对于华北克拉通北缘是否能够形成加厚的镁铁质下地壳(>45 km),仍然没有充足的地质证据加以支撑.假使华北克拉通北缘在早中生代存在加厚的镁铁质下地壳,并在热源驱动下熔融产生柏杖子岩体,根据Ma et al.(2015)对华北克拉通镁铁质下地壳(>45 km) 的模拟结果,所产生熔体(<25%熔融程度) 将显示极低的HREE、Y含量(<6.0×10-6) 和高Sr/Y比值(>190),这显然与柏杖子岩体微量元素特点不相符.然而,二辉麻粒岩、含斜长石辉石岩熔融(≤33 km和<25%熔融程度) 所产生熔体则能显示与柏杖子岩体相一致的HREE、Y含量和Sr/Y比值特征.此外,根据Huang and He (2010)计算结果,当岩浆源区具有平均下地壳Gd/Yb比值时,所产生熔体的(Gd/Yb)N比值可达5.8;而更深层次的镁铁质下地壳熔融并且残留矿物相中存在石榴子石时,产生熔体的(Gd/Yb)N比值将更高(Wang et al., 2007),但柏杖子岩体(Gd/Yb)N比值为3.8~4.5.因此,即使华北克拉通北缘早中生代存在加厚的镁铁质下地壳,也不可能由其在熔融过程中产生柏杖子岩体的微量元素特征,而该特征应该是华北克拉通正常下地壳的内在性质,与同时代水泉沟组火山岩相似(图 6a, 6b),岩石为正常厚度下地壳物质熔融形成.

        除此之外,岩石显著的Nb-Ta负异常应该也是继承了岩浆源区性质,因为Gao et al.(1998)根据古老麻粒岩地体估算的华北平均下地壳数据也具有显著的Nb-Ta负异常.但明显不同的是柏杖子岩体存在明显的Nb-Ta解耦(Nb/Ta=6.2~8.5),相邻地区的大石柱子岩体也具有类似特点,而冀东隆起区和建平隆起区之间的水泉沟组火山岩Nb-Ta解耦则不明显(图 6a).以往研究多数表明源区残留相中金红石和角闪石的出现是影响Nb/Ta比值的主要因素,残留相中金红石的出现会引起熔体中Nb/Ta比值的升高(刘勇胜和高山, 2007),而角闪石的出现则会引起Nb/Ta比值的降低(Foley et al., 2002).实际上,大陆下地壳范围内角闪石是作为一种常见造岩矿物而存在的,考虑到这样一个事实,很难将岩石的这种Nb-Ta强烈解耦简单地归因于源区角闪石的残留.由于华北克拉通范围内太古宙-古元古代TTG岩石系列分布广泛,而且是华北克拉通基底的重要组成部分.为此,本文统计了华北克拉通范围内广泛出露的太古宙-古元古代TTG岩石Nb/Ta比值分布,发现绝大部分TTG岩石Nb/Ta比值低于原始地幔值(17.39;Sun and McDonough, 1989),而阜平杂岩、南营花岗质片麻岩和涑水杂岩与柏杖子岩体Nb/Ta比值相一致(图 9).综合上述分析,柏杖子岩体Nb-Ta负异常及解耦特征也是继承了下地壳源区性质.

        图  9  冀东-辽西地区中-晚三叠世岩浆岩与太古宙-古元古代TTG岩石Nb/Ta比值分布范围

        Figure 9.  Distribution of Nb/Ta ratios of Middle to Late Triassic magma rocks in eastern Hebei-western Liaoning and of Archean-Paleoproterozoic TTG rocks

        柏杖子岩体具有低的87Sr/86Sr (t)(0.704 45~0.705 24) 和较大的εNd(t) 变化范围(-7.3~-1.7),这种EM1型同位素组成可以由下地壳或者富集岩石圈地幔引起.柏杖子岩体Sr-Nd同位素组成与华北北缘早中生代广泛发育的碱性岩相似(图 7a图 10b),该时期碱性岩被认为主要来源于富集的岩石圈地幔(阎国翰等, 2000; 牟保磊等, 2001; 韩宝福等, 2004; Yang et al., 2012; Zhang et al., 2012).尽管两者Sr-Nd同位素组成相似,但柏杖子岩体高K2O,低MgO、Co、Ni和Cr的特征表明其源区以地壳物质为主,而不可能由岩石圈地幔玄武岩浆混染下地壳物质形成.虽然相邻地区都山杂岩和大石柱子杂岩内局部发现了辉石岩和闪长质包体(叶浩等, 2014),表明有基性岩浆的注入,柏杖子岩体87Sr/86Sr (t) 与SiO2和Rb也呈现一定程度的负相关性(图 8b),这种负相关性有可能是少量基性岩浆的注入形成,但考虑到岩石SiO2含量变化范围很窄,此处笔者认为下地壳源区组成的不均一应是对这种负相关性更合理的解释.此外,柏杖子岩体Sr-Nd组成也处于早中生代华北下地壳麻粒岩(佘宏全等,2006) 和堆晶岩(邵济安等,2006) 捕掳体范围内(图 7a),εNd(t) 值与水泉沟组火山岩重叠,落入华北克拉通东部地块新太古代-古元古代镁铁质岩石演化区域内(图 10a).

        图  10  柏杖子岩体Nd同位素演化图解(a) 和晚古生代-早中生代岩浆岩Nd同位素演化图解(b)

        Figure 10.  The εNd(t)-t relations of Baizhangzi granitic rocks (a) and εNd(t)-t relations of other Late Paleozoic-Early Mesozoic igneous rocks (b)

        再者,图 10b图 7b中Nd和Hf同位素随时间均表现出一致的演化趋势,中-晚三叠世岩浆岩相比于晚石炭世-二叠纪末岩浆岩具有更高的εNd(t) 和εHf(t) 值,这种系统性的εNd(t) 和εHf(t) 值升高,代表了幔源岩浆活动的加强.柏杖子岩体年轻的Nd模式年龄(1.61~1.15 Ga) 和锆石Hf模式年龄(1.41~1.15 Ga) 也显示出幔源组分的贡献.从εNd(t) 值(-7.3~-1.7) 和εHf(t) 值(-13.4~-5.9) 分布范围来看,这种幔源组分没有显示出亏损特征,可能代表了富集岩石圈地幔或原始地幔组分.华北克拉通北缘早中生代广泛发育的碱性岩、基性-超基性岩都表明该时期地幔岩浆活动的存在(阎国翰等, 2000; 田伟等, 2007; Fu et al., 2012; Yang et al., 2012; Zhang et al., 2012),软流圈地幔上涌所引起的玄武质岩浆底侵是该时期幔源岩浆活动的主要机制.汉诺坝镁铁质麻粒岩包体中锆石年龄信息清晰地记载了这次玄武质岩浆底侵事件(230~220 Ma; Liu et al., 2010; Zheng et al., 2012; Zhang et al., 2013).此外,喀喇沁地区闪长岩中堆晶岩和镁铁质麻粒岩包体也记录了早中生代玄武质岩浆底侵事件(邵济安等, 1999, 2000a).玄武岩底侵过程中幔源组分的加入对华北克拉通下地壳进行了改造,同时能够提供热源诱发下地壳物质熔融,形成的熔体向浅表侵位形成柏杖子岩体.

        柏杖子岩体地球化学特征显示高度富集K、Rb、Ba、U等大离子亲石元素和LREE ((La/Yb)N=58~71),表明早中生代遭受改造的下地壳物质熔融形成熔体之后,还经历了一定程度的分异演化过程.一定程度的Eu (δEu=0.78~0.89) 和Sr负异常表明斜长石的分离结晶是重要的分异过程,而Nb-Ta和Ti负异常则是继承了岩浆源区自身性质,并非由含Ti矿物的分离结晶造成.

      • 通过对柏杖子花岗质侵入岩年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,笔者认为早中生代玄武质岩浆底侵过程中幔源组分的加入对华北克拉通下地壳形成改造,同时提供热源诱发下地壳物质熔融,形成的熔体向浅表侵位,经历一定程度的斜长石分离结晶之后,最终形成柏杖子岩体.岩体高Sr/Y比值、低Y含量、Nb-Ta负异常是继承了华北克拉通下地壳的内在性质,岩石的Nb-Ta解耦特征代表了岩浆源区有部分新太古宙-古元古代TTG岩石的贡献.

    参考文献 (111)

    目录

      /

      返回文章
      返回