阿根廷西部布雷地区a型花岗岩成因及构造意义

阿根廷西部布雷地区a型花岗岩成因及构造意义

0寒武系构造环境及构造背景a型花岗岩主要指在扩张环境下形成的特殊岩石，然后是由之司。阿拉伯地盾，指晚前寒武纪到早古生代的东非造山带（基于以上原因，本文选择埃塞俄比亚西部布雷地区石英二长岩，通过岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征，约束其岩石成因、构造环境及形成动力学背景，以期为该地区新元古代区域地质构造演化等提供新的参考.1德国亚地盾的岩石组合作为新元古代-早寒武纪形成的一条活动带，东非造山带完整的记录了冈瓦纳大陆裂解、海底扩张、洋陆俯冲及原始岛弧形成、陆陆碰撞以及碰撞后的走滑伸展等过程.自新元古代以来，其历经350Ma左右（850～500Ma），演绎了一段完整的泛非构造旋回，由此成为全球研究造山运动的绝佳场所之一（埃塞俄比亚布雷南部地区，大地构造隶东非造山带之西埃塞俄比亚地体（亦称为TuluDimtu造山带），南临莫桑比克构造活动带.作为莫桑比克带与阿拉伯-努比亚地盾的过渡地带，岩石特征上，它既广泛继承了阿拉伯-努比亚地盾特有的岩石组合，也发育了莫桑比克带典型的中高级变质岩.根据岩石组合及空间分布特征，西埃塞俄比亚地体内中酸性侵入岩广泛出露.其中，深成的侵入岩主要以大的岩基、岩株等形式侵入到Kemashi块体，岩性包括花岗闪长岩、闪长岩及二长岩等；而其他的中酸性侵入岩则主要呈岩株、岩脉等侵入到中-高级变质岩发育区（Daka、Sirkole、Denggi、Didese块体）.由于西埃塞俄比亚地体的形成与东非造山运动密切相关，区内以发育同构造和后构造期花岗岩类为特征（本文的石英二长岩样品主要采集于埃塞俄比亚布雷地区，位于西埃塞俄比亚地体Didesa块体中北部.花岗岩样品野外呈浅灰白色，中粗粒花岗结构，块状构造，岩石主要由钾长石（25%～30%）、斜长石（25%～30%）、石英（20%～23%）、黑云母（8%～10%）、碳酸盐矿物（1%～2%）和绿帘石（1%～2%）组成，岩石发生轻微碎裂，多见矿物表面显微裂纹较发育；钾长石主要为微斜长石和条纹长石，呈他形粒状，粒径多数为5～10mm，内部包含或边缘镶嵌有斜长石和石英构成包含嵌晶结构；斜长石呈半自形柱状，粒径0.5～3.5mm，斜长石表面多发生轻微土化和绢云母化，可见发育聚片双晶和卡钠复合双晶；石英呈他形粒状，粒径0.2～2.0mm；黑云母呈半自形片状，片径0.2～2.0mm，多发生蚀变；碳酸盐矿物呈他形晶，多分布于长石和石英颗粒孔隙之间；绿帘石呈他形粒状，多同黑云母集合体混杂分布（图3).2岩石学和地球化学分析本文选取埃塞俄比亚布雷地区典型样品进行锆石U-Pb同位素定年和全岩主微量元素分析，其中，锆石U-Pb定年测试在武汉上普分析测试有限责任公司完成.在实验测试之前，对全岩样品进行破碎、淘洗和磁选分离出锆石精样，然后在双目镜下挑选出所需的锆石颗粒.将所挑选锆石粘贴上玻璃基板上，注入环氧树脂胶结，待其固结后抛光至锆石颗粒核部出露，制成样品靶以待测试.在分析之先对锆石样品进行阴极发光（CL）内部结构照相，为锆石选点提供依据.锆石U-Pb定年利用LA-ICP-MS同时分析完成.激光剥蚀系统为GeoLasHD,ICP-MS为Agilent7900.激光能量80mJ，频率5Hz，激光束斑直径32µm.具体分析条件及流程详见文献全岩主微量分析在自然资源部中南矿产资源监督检测中心完成.分析测试之前，将去除风化面的新鲜岩石样品碎至200目进行全岩地球化学分析.主量元素分析采用帕拉科生产的AXIOS型X-荧光光谱仪，将样品按1∶10的比例放入Li3分析的结果3.1稀土元素特征埃塞俄比亚布雷地区后构造花岗岩锆石U-Pb年代学测试结果见附表1～附表3和图4.本文用于定年的锆石多呈浅棕色，透明-半透明，晶型较好，颗粒较大，多为柱状或长柱状，长宽比2∶1～3∶1，具有明显的振荡环带.测试样品的Th含量为（96.2～337.0）×10锆石稀土元素特征显示：重稀土元素富集，轻稀土元素相对亏损.尽管少量锆石的轻稀土元素上升，但是重稀土仍呈正常趋势，说明热液虽然对锆石有些许的影响，但是整体不影响定年结果.本文的锆石具有明显的负Eu异常（δEu=0.27～0.86，均值为0.43）和正的Ce异常（δCe=0.93～1514.04，均值为331.90),Y/Ho比值为29.81～34.70，具有典型岩浆锆石的特征（3.2主要的微带特征6件样品的主量元素分析结果较为均一，整体具有高的SiO6件样品的稀土元素总量相对较高（112.48×103.3锆用作hf相位选取已测锆石U-Pb年龄的样品进行Hf同位素测试，结果显示（附表4）：锆石的4讨论4.1岩石及矿物组合长期以来，关于A型花岗岩的研究备受学者青睐（尽管如此，本文仍采用A型花岗岩的定义来讨论.可以肯定的是，目前A型花岗岩所能达成的普遍共识特征为：（1）岩石类型上不仅包含了碱性岩类，也包括一些碱钙性、弱碱-准铝、弱过铝甚至强过铝质岩石；（2）矿物组合上则以石英、铁镁质暗色矿物和碱性长石为主；（3）化学成分上通常具有富硅、碱，贫钙、镁、铝，高的Fe/（Fe+Mg）、K通常，高分异的I型、S型花岗岩与A型花岗岩在矿物成分及组成上具有一定的相似性，因而难以区分.但是，由于S型花岗岩通常具有过铝质（A/CNK>1）、高P4.2结晶分异形成关于A型花岗岩的成因机制众说纷纭，至今尚未统一.截至目前，取得较为一致意见的成因模式主要包括：（1）幔源玄武质岩浆结晶分异；（2）深部的长英质地壳物质部分熔融形成；（3）幔源的玄武质岩浆同化混染地壳物质并发生结晶分异形成；（4）幔源基性岩浆与深熔花岗质岩浆混合作用的结果.埃塞俄比亚西部布雷地区A型花岗岩具有相对较低的Th/U比值（3.06～6.48，均值为4.57），与Wallaga地区的A型花岗岩一致（2.30～6.28，均值为3.68），与幔源岩石的Th/U比值相近（原始地幔Th/U值为4,布雷地区A型花岗岩具有相对较高的La/Sm比值（6.29～10.40，均值为8.06>8）和相对较低的Sm/Yb比值（1.41～2.89，均值为2.35>6），与西部Wallaga地区的A型花岗岩具有相似特征，排除了石榴子石和角闪石作为残留相，说明源区存在着辉石的残留相（图9a），同时也说明A型花岗岩的形成深度较浅（4.3地壳形成、东西佐纳陆碰撞前已述及，A型花岗岩既可以形成于板内的非造山环境，也可以形成于其他多种构造环境中，如板块汇聚的活动边缘背景（西埃塞俄比亚地体在新元古代历经了地壳裂解与坳拉谷形成（900～800Ma）；海底扩张、洋陆俯冲及原始岛弧形成（810～740Ma）；岛弧带增大、花岗闪长岩基侵位、阿拉伯-努比亚地盾镁铁质下地壳形成、东西冈瓦纳陆陆碰撞（760～700Ma）；逃逸构造、北西向断裂系及阿拉伯-努比亚地盾北部大规模伸展构造的形成（650～550Ma）等几个演化阶段.本文的研究样品年龄为631±4Ma(MSWD=2.9），其与Wallaga地区的A型花岗岩形成时代接近（550～625Ma），均形成于东非造山运动后伸展阶段，由此说明了埃塞俄比亚西部布雷地区石英二长岩形成于后伸展拉张环境.前已述及，区域上的后构造期花岗岩主要沿Baruda-TuluDimtu-Yubdo构造带及北西向剪切带分布.因此，推测埃塞俄比亚西部的A型花岗岩的形成可能与陆陆碰撞的后伸展作用导致岩石圈减薄，伴随着一系列大规模的走滑剪切作用（如北西向的Mega剪切带，图2）使得幔源玄武质岩浆上涌，其后发生了一定的结晶分异作用有关.5u-pb年龄(2）布雷岩体具有相对较高的SiO(3）布雷岩体