江西玉华山火山-侵入杂岩及暗色包体岩石成因与壳-幔岩浆混合作用研究

There is increasing evidence to indicate that mantle-derived magmas play an important role in genesis of many Mesozoic granites and volcanic rocks in South China by providing heat and material. However, how to identify the mantle component in granitic rocks has puzzled geologists for a long time. The Yuhuashan volcanic-intrusive complex in Jiangxi Province,similar to the Xiangshan complex, lies in the Shi-Hang magmatic zone with high εNd(t) values and low Nd model ages. The complex shows relative high εNd(t) values and contains a great abundance of mafic microgranular enclaves, which are suitable for studying the crust-mantle interactions. This project will carry on studies on petrography, mineral chemistry, geochemistry and isotopic geochemistry for Yuhuashan complex and mafic microgranular enclaves therein.These data will be used to discriminate their types, to trace their sources and to make clear their petrogenesis.Hf and O isotopic compositions of zircons from the mafic enclaves not only allow a test of the magma-mixing hypothesis for the petrogenesis, but also fingerprint the details of origin of mantle-derived magma. This can help us to a better understanding of the crust-mantle interaction and the geodynamic setting responsible for the formation of the Han-Hang and Shi-Hang zone in South China.

越来越多的研究表明幔源岩浆在华南许多花岗岩-火山岩的形成过程中起了重要的作用，主要体现在提供热能和直接的物质输入。但如何从花岗质岩石中识别出幔源组分则一直困扰着地质学家。江西玉华山火山-侵入杂岩位于相山火山盆地西北侧，位于华南内陆Nd模式年龄低值带（十-杭带）上，同时含有十分丰富的岩浆成因的镁铁质暗色包体，为研究壳-幔相互作用提供了重要的素材。本项目拟对玉华山火山-侵入杂岩及其中的暗色包体开展岩相学、矿物化学、岩石地球化学和同位素地球化学的研究工作，探讨岩石成因类型、源区以及成岩过程。特别强调对暗色包体中的锆石开展微区Hf-O同位素分析，通过对比研究，为岩浆混合成因提供直接证据，同时为幔源岩浆端员的源区提供最有效的限制。以此更加深入和细致地认识到该区壳-幔相互作用过程，探讨深部岩浆活动的动力学机制。同时为赣杭带和十-杭带岩浆岩形成的大地构造背景提供指示。

赣杭火山岩带是华南非常重要的一条构造-岩浆-成矿带。很多白垩纪的火山-侵入杂岩沿赣杭带分布，岩石成因和构造背景的研究还很薄弱。通过对玉华山火山-侵入杂岩主要由流纹质碎斑熔岩和花岗斑岩组成，锆石U-Pb定年表明它们形成于约135-136Ma。碎斑熔岩和花岗斑岩是准铝质到弱过铝质的，有A型花岗岩的地球化学特征：高的碱含量（Na2O+K2O=7.57%-8.35%）、高的FeOT/MgO比值（3.15-4.47）、高的高场强元素含量（Zr=239-529 ppm, Zr+Nb+Ce+Y=384-711 ppm）、高的10000×Ga/Al比值（2.30-3.22）。它们也有高的形成温度（814oC-876oC）。全岩εNd(t)值变化在-8.1~-7.4，锆石εHf(t)值变化在-10.8~-6.4。玉华山火山-侵入岩可能是由元古代变质基底部分熔融而来。镁铁值暗色包体中的锆石具有跟寄主岩一致的形成年龄，但具有更高的εHf(t)值（-10.3~-2.1）。暗色包体也有更高的全岩εNd(t)值(-7.1~-5.1)。表明暗色包体和寄主岩石具有不同的源区，为岩浆混合作用提供了直接证据。暗色包体具有高的MgO含量（2.64%-5.90%）和K2O含量（3.19%-4.75%），为橄榄安粗岩系列。地球化学特征表明其形成于经过俯冲流体交代的富集岩石圈地幔的部分熔融。高温基性岩浆的底侵，导致下地壳变质基底的部分熔融形成了玉华山火山-侵入杂岩。我们建议俯冲的古太平洋板块的后撤，形成的弧后拉张环境，是玉华山火山盆地形成的构造背景。