原特提斯洋俯冲起始——来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据.pdf

第43卷第2 期2024年3月岩石矿物学杂志ACTAPETROLOGICA ETMINERALOGICAVol.43,No.2:250273Mar.,2024Doi:10.20086/ki.yskw.2024.0204原特提斯洋俯冲起始来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据张同悦,张建新,于胜尧1，3,祁（1中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室，山东青岛2 6 6 10 0；2.中国地质科学院地质研究所，北京10 0 0 37；3崂山国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，山东青岛2 6 6 2 37）摘要：形成于弧前背景的岩浆岩可能记录了俯冲起始的重要证据。本文以北祁连走廊南山蛇绿混杂岩带新识别出的富锯辉长岩和斜长花岗岩为研究对象，在野外观察的基础上,结合岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学的综合研究,对原特提斯洋初始俯冲的时间进行约束,并探讨其形成过程及构造意义。锆石U-Pb定年结果显示富锯辉长岩样品锆石加权平均2 0%Pb/238U年龄为512 4Ma；两个斜长花岗岩样品的锆石加权平均2 0%Pb/238U年龄分别为52 2 3Ma和5191Ma。全岩地球化学结果显示富锯辉长岩的Nb含量为7.4910-10.8 0 10-Ti0，含量为1.50%2.08%,Nb/U值为11.9 13.4，（Nb/La）0.5,明显高于岛弧玄武岩，其sNd(t)值介于+4.38 +5.7 8 之间。斜长花岗岩样品K,0含量（0.31%1.6 6%）和K,0/Na,0值（0.0 5 0.43）较低，稀土元素分布模式较为平缓，具有轻微的Eu正或负异常，相对富集Ba、Sr、U 等大离子亲石元素，亏损Nb、T a 等高场强元素,结合其正的Nd（t）值（+3.35)和高、正的锆石Hf(t)值（主要在6.2 12.9之间）,类似于弧前大洋斜长花岗岩。综合这些研究资料和区域地质，我们认为百经寺斜长花岗岩可能形成于俯冲初始阶段高温环境下俯冲洋壳部分熔融，随着俯冲继续，俯冲板片在更深部的部分熔融形成埃达克质熔体，并交代地慢楔形成富锯辉长岩。这些研究资料表明北祁连所代表的原特提斯洋的初始俯冲发生在早寒武世。关键词：初始俯冲；富辉长岩；斜长花岗岩；北祁连；原特提斯洋中图分类号：P588.12；P597Proto-Tethys Ocean subduction initiation:New evidence from the EarlyCambrian forearc magmatism in the Northern Qilian OrogenZHANG Tong-yue,ZHANG Jan-xin,YU Sheng-yao*s,QI Yu and LI Chuan-zhil(1.MOE Key Lab of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;2.The Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China;3.Laboratory for MarineAbstract:The magmatic rocks formed in the forearc setting are considered to possibly record key evidences for sub-duction initiation.In this paper,the niobium-rich gabbro and plagiogranite are newly reported in the Corridor Nan-shan ophiolitic melange zone of the North Qilian Orogen.Based on field observation,combined with comprehensivestudies of petrology,geochemistry,isotope geochemistry and chronology,the time of initial subduction of proto-Tethys Ocean is constrained and its evolution model and tectonic implication are discussed.Zircon U-Pb dating收稿日期：2 0 2 3-12-0 1；接受日期：2 0 2 4-0 1-2 8；编辑：郝艳丽基金项目：中国地质调查局地质调查项目（DD20221649）；国家自然科学基金项目（42 37 2 2 47）；山东省自然科学基金项目（ZR2020JQ16）作者简介：张同悦（2 0 0 0-），女，硕士研究生，地质学专业，E-mail：196 6 8 2 5414 q q.c o m；通讯作者：张建新（196 6-），研究员，主要从事造山带的变质与变形作用研究，E-mail：z j x 6 6 y e a h.n e t；于胜尧（198 1-），博士，教授，主要从事大地构造和岩石学研究,E-mail:yushengyao 。钰,李传志1文献标识码：A文章编号：10 0 0-6 52 4(2 0 2 4)0 2-0 2 50-2 4Mineral Resources,Laoshan Laboratory,Qingdao 266237,China)第2 期results reveal a weighted average 20pb/28s zircon age at 5124 Ma for a niobium-enriched gabbro sample,and5223 Ma and 5191 Ma for two plagiogranite samples.The niobium-rich gabbro samples have Nb contents of7.49x10-6 10.80 x10-,Ti0,of 1.50%2.08%,Nb/U values of 11.913.4 and(Nb/La)0.5,which areobviously higher than those of island-arc basalts.Nd(t)values of Nb-enriched grabbro are between+4.38 and+5.78.Plagiogranite samples have low K,0 content(0.31%1.66%)and low ratios of K,0/Na,0(0.05 0.43).The chondrite-normalized rare earth element pattern is relatively flat,with weakly positive Eu or negativeanomalies.The plagioclase samples are relatively enriched in large ion lithophile elements such as Ba,Sr and U,and depleted in high field strength elements such as Nb and Ta.Combing their positive 8Nd(t)value(+3.35)andhighly positive Hf(t)ranging(mostly between 6.2 to 12.9),we suggest an oceanic plagiogranite.The new data,along with the regional geology,indicate the Baijingsi plagiogranites are resulted from partial melting of the youngand hot subducting oceanic slab at shallow depths in relatively high temperature during subduction initiation stage.Subsequently,the partial melting of subducting slab led to product of adakitic melts,which metasomatized or inter-acted with the upper mantle wedge peridotites,then the partial melting of metasomatized mantle peridotites gave riseto Nb-enriched basaltic magma.These data indicate that initial stage of subduction of the Prototethyan ocean(Paleo-Qilian ocean)occurred in the Early Cambrian.Key words:subduction initiation;Nb-enriched gabbro;plagiogranite;North Qilian;Proto-Tethys OceanFund support:Geological Survey Project of China Geological Survey(DD20221649);National Natural ScienceFoundation of China(42372247);Natural Science Foundation of Shandong Province(ZR2020JQ16)初始俯冲（SI)是地球板块构造的一个关键阶段,指俯冲带发育为成熟俯冲体系之前的短暂过程，但人们对其仍知之甚少（Whattam and Stern，2 0 11）。对初始俯冲的研究具有重要意义，就特定板块而言，可以深人理解板块构造几何学、运动学及动力学过程,并预测板块行为；就全球板块构造而言，为理解地球演化提供新的制约，对比类地行星（如火星、金星等)的演化过程,还有助于揭开地球独特性和宜居性等未解之谜，也为研究宜居地球复杂系统协同演化提供参考依据（杨高学，2 0 2 3）。根据驱动力来源的不同，初始俯冲的机制可分为诱发和自发两类（Gurnis et al.，2 0 0 4；St e r n，2004）。诱发俯冲是指在外力挤压下产生的俯冲起始,主要包括俯冲极性翻转和俯冲迁移（杨高学等，2021）。而自发俯冲指相邻板块之间在密度差的作用下由重力作用产生的俯冲起始，可能发生在地慢柱头周缘、转换断层及被动大陆边缘，典型实例如Izu-Bonin-Mariana 和 Tonga-Kermadec 的汇聚边界（陈晨等，2 0 18）。大部分SSZ型蛇绿岩的岩石序列与Izu-Bonin-Mariana洋内弧俯冲系统具有良好的对应关系,所以自发俯冲模型可能更符合洋内初始俯冲机制（Pearce and Robinson，2 0 10；W h a t t a m a n dStern,2011)。不论是自发还是诱导俯冲起始机制，俯冲起始张同悦等：原特提斯洋俯冲起始一一来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据251过程中均会形成相应的地质记录,且自发和诱导俯冲起始机制所形成的地质记录大多是一致的（What-tamand Stern，2 0 11；杨高学，2 0 2 3）。深人研究俯冲起始的地质记录是解开俯冲起始机制的基础,更是检验俯冲起始机制最直接、最有效的手段，还可对地慢属性提供制约，揭示不同源区对大陆地壳增生的贡献,并有效恢复古大洋及相关构造单元的演化历史，进而对其动力过程提供制约（杨高学，2 0 2 3）。通常认为,俯冲起始地质记录主要为俯冲带（SSZ)型蛇绿岩、弧前玄武岩、玻安岩和变质底板（Reaganetal.，2 0 10；杨高学，2 0 2 3）。洋内俯冲作用是形成SSZ型蛇绿岩的主要机制,如 Izu-Bonin-Marianna弧前（Shervais，2 0 0 1；史仁灯，2 0 0 5）。研究表明，Bonin和Mariana弧前地区的初始弧火成岩组合剖面基本一致，底部均为似洋中脊型玄武岩，基底则是SSZ型蛇绿岩，自下而上依次为地慢橄榄岩、辉长岩、席状岩墙（Reagan et al.，2 0 10；Is h i z u k a e t a l.，2011）。这一对应关系表明SSZ 型蛇绿岩形成于初始俯冲阶段的弧前背景（Stern，2 0 0 4；Re a g a n e t a l.，2010;Ishizuka et al.,201l;Whattam and Stern,2011；St e r n e t a l.，2 0 12）。弧前玄武岩是地慢楔熔融的最初产物,形成于俯冲起始之前的扩张中心或俯冲起始之后靠近海沟的位置,是俯冲起始后最初形成的岩石（Reagan et al.，2 0 10；Is h i z u k a e t a l.，2522011)。玻安岩由残留地慢再次发生部分熔融形成，是弧前盆地形成环境的重要岩石学标志（Sternetal.，2 0 12）。变质底板的出现是蛇绿岩形成并就位于初始俯冲阶段的关键证据,也被认为是 SSZ型蛇绿岩的重要标志（Wakabayashi and Dilek，2 0 0 0，2003;Bortolotti et al.,2013)。近年来在俯冲带弧前地区发现弧前玄武岩（FA B，又称MORB-like玄武岩）、玻安岩、埃达克岩（即高锶低钇中酸性岩）、富锯玄武岩（NEB）及高镁安山岩(HMA)等多种不同初生弧岩浆岩组合,称为洋内弧弧前玄武岩家族（肖庆辉等，2 0 16;Ishizukaetal.，2 0 18）。其中，富铌玄武岩最早是在1993年由Sajona等人在研究菲律宾Mindanao的Zamboanga半岛的岛弧玄武岩时提出，它是由高铌玄武岩的定义演化而来的（Sajona etal.，1993）。由于它与大洋板片的俯冲作用密切相关，有关富锯玄武岩的研究越来越受到人们的关注（张海祥等，2 0 0 5；李永军等，2 0 14）。富岛弧玄武岩是一类硅饱和并富钠的岛弧玄武岩,与正常岛弧玄武岩相比,它具有相对高的 Nb(710-61610-)、T i 0,(1%2%)和 P,0s含量以及低LILE/HFSE和LREE/HFSE值，并显示出弱的Nb、T a 负异常（有时出现弱的正异常），(La/Nb)pm值小于2,但很少小于0.7(Sajona etal.，1993，1996；夏林等，2 0 0 9；李永军等，2 0 14）。富Nb玄武岩的共生岩石组合极为独特,或与埃达克岩共生,或为埃达克岩+富锯玄武岩+高镁安山岩组合（Sa j o n a e t a l.，1994）。它们通常被认为是大洋板片俯冲作用的直接产物,属典型的岛弧岩浆岩组合,有特定的构造环境意义（许继峰等，2 0 0 1；王强等，2003，2 0 0 6；张海祥等，2 0 0 5）。蛇绿岩中的长英质岩脉可用于限定其形成的构造环境和源区特征（Dilek andFurnes，2 0 14；Pe a r c e,2014）。许多学者报道了侵人蛇绿岩套基性-超基性岩石的长英质花岗岩，这些花岗岩通常被称为大洋斜长花岗岩（Aumento，196 9；M o o r e s a n d Vi n e，1971;Li and Li,2003;Koepke et al.,2004,2007)。前人将大洋斜长花岗岩分为4种类型（Li and Li，2003）：分馏型斜长花岗岩，一般由海底扩张过程中基性岩浆在低压下的分离结晶和分异作用形成（Co l e ma n a n d Pe t e r ma n，197 5）；剪切型斜长花岗岩，来源于靠近扩张中心的洋壳下部发育的剪切带内热液蚀变的蛇绿辉长岩的部分熔融（FlaglerandSpray，1991)；俯冲型斜长花岗岩,形成于俯冲岩石矿物学杂志带,由深俯冲的大洋板块部分熔融而成（Scarrowet al.，2 0 0 1；Li a n d Li，2 0 0 3）；逆冲型斜长花岗岩,发育于逆冲蛇绿岩中，由沉积物部分熔融形成，其同位素特征与MORB不同（Skjerlieetal.，2 0 0 0）。然而，随着对大洋斜长花岗岩研究的不断深入，人们发现还存在着另一种特殊类型的大洋斜长花岗岩，常发育于弧前地区,受年轻的热洋壳俯冲作用的控制,具有独特的岩石学和地球化学特征,可称为弧前花岗岩(Ishikawa et al.，2 0 0 2；G u i v e l e t a l.，2 0 0 3;Shervais,2008;Haase et al.,2015;Joun et al.,2019）,对初始俯冲具有一定指示意义（Liet al.，2022)。特提斯洋是地球显生宙期间位于北方劳亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间的巨型海洋,它在新生代期间的闭合形成现今东西向展布的欧洲阿尔卑斯山、土耳其-伊朗高原、喜马拉雅山和青藏高原（吴福元等，2 0 2 0）。特提斯（原、古和新)构造体制以反复的地质体增生和新的俯冲带形成为特征,为初始俯冲动力学研究提供了一个天然的实验室(Zhang et al.，2021）。原特提斯洋的形成被认为与罗迪尼亚超大陆的裂解有关,并在早古生代晚期闭合（Liet al.，2018）。位于阿拉善地块和柴达木地块之间的祁连造山带记录了原特提斯洋扩张、俯冲、闭合、大陆边缘增生和碰撞造山的完整过程（Panetal.，2 0 12；张建新等，2 0 15）。但是,识别古俯冲作用的初始俯冲相关地质记录往往非常困难（Stern et al.，2 0 12;Dilek and Furnes，2 0 14）。一方面,初始俯冲持续时间相对于整个俯冲过程较短,地质记录有限（Sternet al.，2 0 12；Re a g a n e t a l.，2 0 19）；另一方面，初始俯冲的地质记录在后期俯冲过程中会被侵蚀或改造(Hickey-Vargas et al.,2018;Ishizuka et al.,2018)。在北祁连造山带，目前与初始俯冲有关岩石组合仅报道出露于北祁连大岔大坂，以弧前玄武岩（辉长-辉绿岩)和玻安岩为特征（陈雨等，1995;Xia et al.，2012）,其形成时代为519 50 5Ma。这些初始俯冲的岩石组合在空间的分布如何？是否还存在其他岩石学标志来指示古祁连洋（原特提斯洋）的初始俯冲？最近，我们在北祁连百经寺地区新识别出富锯辉长岩(NEG)和斜长花岗岩的岩石组合,本文通过对其岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学研究，结合区域地质资料,探讨了北祁连洋初始俯冲的时间及其演化，为原特提斯洋的俯冲起始的机制和第43卷第2 期时空格局提供进一步的依据1地质背景北祁连造山带位于华北与（中）祁连地块之间，东北与阿拉善地块以龙首山断层为界，西南与祁连地块以主边界断层为界，西被阿尔金左移走滑断裂所切割,并且可与北阿尔金造山带相对比（许志琴等，1999；Zhang et al.，2 0 0 1）。北祁连造山带被认为是原特提斯构造域最北部的构造拼合体，发育有俯冲及增生造山作用有关的早古生代蛇绿混杂岩、高压/低温变质岩、岛弧岩浆杂岩和弧后盆地，构成完整的“弧-沟-盆 古板块构造体系（图1a）（许志琴等，1994；张建新等，1997，1998；Xiaetal.，2003;Zhang et al.,2012;Yu et al.,2021)。北祁连的大多数蛇绿岩形成于岛弧或弧后环境,具有SSZ性质，年龄为50 0 Ma左右（相振群等，2007；曾建元等，2 0 0 7；孟繁聪等，2 0 10；Xiaetal.，2012）。从空间分布来看,北祁连蛇绿岩可分为南带（玉石沟-川刺沟-东草河-小八宝河,或叫托莱山蛇绿岩带）、中带（大岔大坂-清水沟-百经寺带,或叫走廊南山蛇绿岩带）和北带（九个泉-扁渡口-老虎山,或叫走廊南山北坡蛇绿岩带）（Songetal.，2013）。其中南蛇绿岩带以玉石沟蛇绿岩为代表,中带以大岔大坂蛇绿岩为代表,北带蛇绿岩以九个泉蛇绿岩为代表（张建新等，2 0 15）。玉石沟蛇绿岩被认为是北祁连造山带中时代最早的蛇绿岩,形成于568533M a，表明古祁连洋（原特提斯洋）的开启时间在新元古代末期一早寒武世（史仁灯等，2 0 0 4；Songetal.，2 0 13）。前人认为大岔大坂蛇绿岩形成于弧前环境（Xia et al.，2 0 12），已获得的辉长岩的锆石U-Pb 年龄集中在519 50 5Ma之间,表明北祁连洋在早古生代早期（寒武纪)已开始发生俯冲作用（孟繁聪等，2 0 10；Xiaetal.，2 0 12；张建新等，2015）。九个泉蛇绿岩锆石U-Pb年龄为49 2 490Ma,被认为形成于弧后盆地扩张脊环境，表明弧后盆地在早奥陶世打开（夏小洪等，2 0 10；Songetal.，2 0 13；张建新等，2 0 15）。3个蛇绿岩带从南到北分别代表了古祁连洋（原特提斯洋）的开启时间、俯冲增生时间和弧后盆地打开时间,对了解原特提斯洋的形成和演化过程有重要意义（史仁灯等，2004；夏小洪等，2 0 10；Xiaetal.，2 0 12；So n get al.,2013)。张同悦等：原特提斯洋俯冲起始一一来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据253北祁连高压/低温变质岩石分布在北祁连造山带中段祁连县清水沟-百经寺一带，呈NW-SE向延长大约2 0 0 km,且与具有弧火山岩性质的绿片岩相岩石呈断层（剪切带）接触（张建新等，2 0 15）。北祁连高压/低温(HP/LT)变质带被认为是早古生代与洋壳俯冲有关的增生楔的深部组成部分，以含HP/LT蓝片岩和榴辉岩为特征,还发现有含硬柱石榴辉岩产出（Zhang and Meng，2 0 0 6；Zh a n g e t a l.，2007),其时代为 48 9 46 3 Ma（So n g e t a l.，2 0 0 4;Zhang et al.，2 0 0 7）。北祁连HP/LT变质岩经历了与俯冲和折返有关的多期变质和变形作用,HP/LT的混杂岩组合代表了北祁连早古生代与洋壳俯冲有关的俯冲隧道（张建新等，2 0 15）。北祁连的弧岩浆杂岩分布广泛,其中在北祁连中段主要分布在HP/LT变质带的北部,部分分布在HP/LT变质岩片之间,与后者成构造叠置关系（张建新等，2 0 15）。北祁连的弧岩浆杂岩包括钙碱性火山岩、火山碎屑岩及深成花岗质侵人岩，时代为510450Ma（张建新等，1997；Wang et al.，2 0 0 5;吴才来等，2 0 10；Chenetal.，2 0 14）。值得注意的是，在祁连地块的北部也识别出一个弧岩浆带（吴才来等，2 0 10），表明在北祁连南缘（祁连地块北缘）存在一个早古生代早期的大陆弧,其形成与北祁连洋向南俯冲有关（Tseng et al.，2 0 0 9；Xi a o e t a l.，2009；张建新等，2 0 15；Peng et al.，2 0 2 2)。2样品野外关系及岩相学特征样品采集于祁连县东约35km的百经寺地区（图1b）。该地区出露的主要岩石构造单元为弧前蛇绿岩片和高压/低温变质岩片。其中蛇绿岩片主要由辉绿岩、辉长岩、蛇纹岩、绿片岩（变基性火山岩)和少量斜长花岗岩等组成,与南侧的HP/LT变质岩片之间呈断层接触。所采集的样品分布在弧前蛇绿岩片中（图1b）,其中辉长岩在露头上呈透镜体分布在绿片岩中,出露宽度2 0 50 m（图2 a）;斜长花岗岩也分布在绿片岩中,出露宽度10 2 0 m（图2 d)。富铌辉长岩呈灰绿色,中粒辉长结构,块状构造（图2 a、2 b）。主要矿物包括斜长石（50%6 5%）、辉石（30%40%）、角闪石（5%10%）和黑云母（2%5%），含少量石英、磷灰石等副矿物。辉石呈半自形短柱状,粒径1 3mm，干涉色较高。斜长石呈半自形板柱状,粒径0.5 3mm,聚片双晶发育,以绢云母2549900E岩石矿物学杂志10000EO张肃南O第43卷10100ENN,00.66大岔大坂N,OE.88民乐祁祁连图1b：连010前寒武纪基底蛇绿混茶岩L0.85,90.88,SO.88tO.8860.88图1北祁连中段岩石构造单元简图（a）和百经寺地区地质简图及采样点位置（b)（改自Zhangetal.，2 0 12)Fig.1 Simplified geological map showing major litho-tectonic units in the North Qilian(a)and geological sketch map ofBaijingsi area,showing sample locations(b)(modified after Zhang et al.,2012)20km志留系复理石花岗岩b44066m5023T25Y4540262km片理产状正断层10031地302083530406850石炭系-二叠系地层第四系逆冲断层榴辉岩块体10033N.00.86块泥盆系磨O拉石辉长岩A4082m弧前蛇绿岩片39A4062.m4144mQ L0 9-1-1Q 12 2-4-2.1-2.670Q L2 2-4-5.1QL11-5-3.24243HP/LT变质岩片变硅质岩夹层10035石炭系-三叠系沉积岩HP/LT变超基性岩质岩弧火山杂岩LLLL杂岩逆断层断层弧后火山第2 期化为特征(图2 c)。斜长花岗岩呈灰绿色，中粒结构,块状构造（图2d、2 e）。主要矿物包括斜长石（50%6 0%）、石英（2 0%30%）、角闪石（5%10%）和黑云母（2%a张同悦等：原特提斯洋俯冲起始一一来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据D2555%），含少量磷灰石、磁铁矿等副矿物。斜长石呈半自形柱状或粒状,粒径1 3mm,聚片双晶发育,并伴有绢云母化特征（图2 f）。石英干净透明,呈不规则他形粒状,粒度1 2 mm。PyPyPIPIPy500umPIdefPIQIZPQtz-quartz.30 m,以He为载气,氩气为补偿气,详细的测试方Qz500um图2 样品野外及镜下照片Fig.2 Field photographs and microphotographs of studied samplesa一富锯辉长岩野外露头；b一富锯辉长岩呈灰绿色；c一富铌辉长岩中的辉石具有较高的干涉色（正交偏光）；d一斜长花岗岩野外露头；e一斜长花岗岩呈灰绿色；f一斜长花岗岩（正交偏光）；Py一辉石；Pl一斜长石；Qtz一石英aoutcrop of Nb-enriched gabbros;bgray-green Nb-enriched gabbros;cpyroxene in Nb-enriched gabbros has a high interference color(crossed nicols);doutcrop of plagiogranites;egray-green plagiogranites;fplagiogranite(crossed nicols);Py-pyroxene;Plplagioclase;3分析方法3.1锆石U-Pb年代学选取1个富锯辉长岩样品和2 个斜长花岗岩样品细碎至2 0 0 目后,运用常规的重力和磁法分选后，在双目显微镜下人工挑选出锆石，然后进行制靶。样品QL09-1-1采用锆石SHRIMPU-Pb测定，在中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心SHRIMP仪器上完成。实验加速电压为10 kV,离子束电流为3 6 nA,离子束直径为2 5 30 m。斜长花岗岩样品锆石U-Pb定年测试分析工作由中国地质科学院完成。利用激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS）对样品QL11-5-3.2和样品QL22-4-5.1的锆石进行U-Pb年代学分析测定。激光剥蚀过程中激光斑束直径为法及流程、数据处理等可见侯可军等（2 0 0 9）。数据处理采用ICPMSDataCal 程序（Liuetal.，2 0 10）。锆石U-Pb谐和图采用Isoplot3.0程序绘制。3.2锆石Hf同位素锆石 Hf 同位素分析是在前述锆石 U-Pb 同位素基础上完成的。利用中国地质科学院的NeptunePlus型多接收等离子质谱和GeoLasPro193nm激光剥蚀系统(LA-MC-ICP-MS）对锆石的Hf同位素进行分析。实验过程中以He作为剥蚀物质载气，根据锆石大小,剥蚀直径选用44 m。H f 测点位置与U-Pb年龄测点位置一致,测定时使用锆石国际标样GJ-1作为参考物质。相关仪器运行条件及详细分析流程见侯可军等(2 0 0 7)。分析过程中锆石标准GJ-1 的17 6 Hf/17Hf测试加权平均值为0.2 8 197 30.0 0 0 0 13（2 g）,在误差范围内（Elhlou etal.，2 0 0 6）。计算初始17 6 Hf/177Hf256时,Lu 的衰变常数 入=1.8 6 510-/a（Sc h l e i e r e tal.，2 0 0 1），s H f（t）计算采用球粒陨石Hf同位素值17 Lu/177 Hf=0.033 2、17 6 H f/17 7 H f=0.2 8 2 7 7 2(Bl i-chert-Toft and Albarede，1997)。在Hf 的地慢模式年龄计算中，亏损地慢模式年龄（tpM）计算采用(17 Yb/177 f)Dm=0.038 4,(17 f/17 H f)m=0.2 8 3 2 5（G r i f f i n e t a l.，2 0 0 2）。地壳模式年龄计算时,采用平均地壳的17 Lu/177 Hf=0.015(Grifin et al.,2002)。3.3全岩元素与Sr-Nd-Pb同位素在详细的岩相学鉴定基础上，选取新鲜岩石样品粉碎至2 0 0 目以下,进行主、微量及稀土元素以及Sr-Nd-Pb同位素分析。全岩主量、微量、稀土元素的分析由武汉上谱分析科技有限责任公司完成。全岩主量元素分析仪器使用日本理学（Rigaku）生产的ZSXPrimusI型波长色散X射线荧光光谱仪（XRF）,4.0 k W 端窗靶X射线光管，测试条件为电压50 kV,电流6 0 mA，主量各元素分析谱线均为K。数据校正采用理论系数法,测试相对标准偏差(RSD）2%。全岩微量元素和稀土元素（REE)含量在武汉上谱分析科技有限责任公司利用Agilent7700eICP-MS分析完成，检测方法据GB/T14506.30-2010,误差0.5,符合Sajona 等(1993，1996)所提出的富Nb玄武岩特征，20a16%/oeN+0Da1284张同悦等：原特提斯洋俯冲起始-似长石正长岩似长石岩正长岩石英碱性二长岩岩亚碱性长辉长闪长岩闪长辉长辉长岩花岗闪岩长岩一一来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据并且在Nb/La-MgO及Nb/U-Nb图解中落人富Nb玄武岩区域（图6）。稀土和微量元素配分图（图7 a）显示富铌辉长岩弱的轻稀土元素（LREE）富集与重稀土元素（HREE）亏损，其（La/Yb）值为2.5左右,且相对富集大离子亲石元素（LILE）,并呈现出明显的Nb、T a 负异常(图 7 b)。斜长花岗岩 Si0,(60.08%62.45%）和 Na,0(3.86%5.52%）含量较高，Fe,0,T（5.44%6.37%）和K,0(0.31%1.66%）含量相对较低。在TAS图解中（图4a），样品点落在闪长岩-花岗闪长岩区域,具有亚碱性成分。SiO2-K,0图解表明斜长花岗岩属低钾系列和钙碱性系列（图4b）。稀土配分图（图7 a）显示斜长花岗岩轻稀土元素（LREE）8b76543花岗岩21261富锯辉长岩斜长花岗岩钾玄岩系列高钾钙碱性系列钙碱性系列低钾（拉斑）系列030Fig.4 TAS diagram(a,after Middlemost,1994)and SiO2-K,0 diagram(b,after Peccerllo and Taylor,1976)04050w(SiO,)/%图4TAS图解（a，据Middlemost，1994)和SiO,-K,O图解(b，据Peccerillo and Taylor，197 6)60708090404550556065w(Si,)/%707580855a421040图5百经寺富辉长岩Fe2O,/MgO-SiO,图解（a，据Winchester andFloyd，1997）、Cr-Y 图解（b，据Dilek andFig.5 Fe,0,/Mg0-Si0,(a,after Winchester and Floyd,1997),Cr-Y(b,after Dilek and Furnes,2014)and TiO,-Mgo10000bMariana1000E孤前玄武岩9-01/a0)m拉斑10010钙碱Mariana玻安岩4550W(Sio,)/%2.5C玻2.0F岩81.5MORB,(OLL)1.0KMarianaIAT狐前玄武岩0.505560Furnes，2 0 14)和TiO,-Mg0图解(c，据Le Bas，2 0 0 0)(c,after Le Bas,2000)diagrams of Nb-enriched gabbros in Baijingsi.KMariana弧前玄武岩Mariana玻安岩玻安岩65110W(Y)/10-6100510W(MgO)/%1520岛弧玄武岩2621000.0a100.0岩石矿物学杂志2.5102ab2.0(eT)u/qN)m1.51.00.50第43卷个MORB个OIB富锯玄武岩(n)M/(qN)m富锯玄武岩101岛弧玄武岩10048W(MgO)/%图 6 Nb/La-MgO(a)和 Nb/U-Nb(b)判别图解(据Kepezhinskas et al.，1996)Fig.6 Nb/La-MgO(a)and Nb/U-Nb(b)diagrams(after Kepezhinskas et al.,1996)12一富锯辉长岩-斜长花岗岩10-11000.0b100.0100w(Nb)/10-610110210.010.01.01.00.1LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLu图7 百经寺富锯辉长岩和斜长花岗岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地慢标准化微量元素蛛网图(b)（标准化值据 Sun and McDonough，198 9)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle-normalized trace element spider diagram(b)for theBaijingsi Nb-enriched gabbros and plagiogranites(normalization values after Sun and McDonough,1989)富集与重稀土元素（HREE）亏损,具有轻微的Eu正负异常，（La/Yb）为4.0 7 6.90。微量元素原始地慢标准化蛛网图显示相对富集Ba、Sr、U 等大离子亲石元素，而亏损Nb、T a 等高场强元素（图7 b）。4.4全岩 Sr-Nd-Pb 同位素6个富辉长岩样品和1个斜长花岗岩样品的全岩Sr-Nd-Pb同位素组成分析结果见表5和表6。结果显示，富锯辉长岩的Isr=0.705600.70574，Nd(t）值介于+4.38 +5.7 8 之间，校正后的(206Pb/204Pb)