随州硅不饱和与硅饱和-过饱和正长岩的成因关系及其地质意义

The Xiangpo-huashanzhai alkaline complex in the Suizhou area of South Qinling consists of both silica-undersaturated nepheline syenite and silica-saturated to -oversaturated alkaline syenite and nordmarkite. Their petrogenesis and relationship remain unclear so far, which limits our understanding of the cogenetic mechanism of the silica-undersaturated and silica-saturated to -oversaturated syenites in this region. Based on detail field work, this project will carry out an integrated study of petrology, mineral chemistry, geochronology, geochemical and Sr-Nd-Hf-O isotopic compositions for three types of syenite in this complex. Our aims are following: (1) investigating their rock assemblages and spatial variations, (2) establishing the sequence during their crystallization, (3) revealing their formation processes, magma sources and deep processes during their magma generation, (4) understanding the petrogenesis relationship among the nepheline syenite, alkaline syenite and nordmarkite in the Xiangpo-huashanzhai complex, (5) constraining the cogenetic mechanism of the silica-undersaturated and silica-saturated to -oversaturated syenites in Suizhou area, (6) combined with the previous studies on the alkaline intrusive rocks in the Pingli-ziyang and Zhushan-zhuxi areas in the west part of South Qinling，discussing the differences in the magma sources and petrogenesis between them; and (7) getting an in-depth understanding of the geodynamic background for the early Paleozoic alkaline rocks in South Qinling.

南秦岭随州响坡-花山寨碱性杂岩体中既有硅不饱和的霞石正长岩，又有硅饱和到过饱和的碱性正长岩和英碱正长岩，它们的成因关系至今仍不清楚，直接限制了对该区硅不饱和与硅饱和到过饱和正长岩同源产出机制的认识。在详细野外工作基础上，项目将开展该杂岩体中三种硅饱和程度不同的正长岩的岩石学、矿物化学、年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素的综合研究，查明它们的岩石组合特征及分布规律，建立它们矿物结晶的先后顺序，揭示它们的岩石成因和岩浆源区组成及岩浆产生的深部作用过程，据此理清响坡-花山寨杂岩体中霞石正长岩、碱性正长岩和英碱正长岩之间的成因关系，从而限定研究区硅不饱和与硅饱和-过饱和正长岩同源产出的机制，并与南秦岭西部的平利-紫阳和竹山-竹溪碱性岩区进行地球化学和岩石成因的系统对比，探讨南秦岭东、西部碱性岩在岩浆源区及岩石成因上的差异，以深化对南秦岭早古生代碱性岩形成动力学背景的认识。

南秦岭随州响坡-花山寨碱性杂岩体中既有硅不饱和的霞石正长岩，又有硅饱和到过饱和的碱性正长岩和英碱正长岩，它们的成因关系至今仍不清楚，直接限制了对该区硅不饱和与硅饱和到过饱和正长岩同源产出机制的认识。在详细野外工作基础上，项目开展了该杂岩体中三种硅饱和程度不同的正长岩的岩石学、矿物化学、年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素的综合研究，厘定了三种正长岩的形成时代误差范围内基本一致，均形成于约440Ma的早古生代。矿物化学研究结果显示这些正长岩中的暗色矿物均有碱性的角闪石和辉石，属经典的碱性岩矿物组合。锆石Lu-Hf同位素和全岩Sr-Nd同位素结果表明这同一时期两类不同硅饱和类型岩石的具有同源演化关系，同位素组成的差异性表明它们共生产出的机理还存在同源演化以外的其他岩浆作用过程。为了扩展碱性岩岩石成因研究，增加了对河南信阳和安徽女山碱性-偏碱性火山岩中携带的深部地壳包体的研究：对信阳4个无石榴石长英质麻粒岩包体进行了锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究，以及全岩的主-微量元素分析。结果表明冥古宙地壳组分可能存在于华北克拉通南部的深部地壳，随后可能遭受了古太古代到古元古代时期复杂的改造。华北克拉通锆石的Hf地壳模式年龄（峰值约为3.94 Ga）要老于华南克拉通（峰值约为3.77 Ga）。这意味着华北克拉通相比华南克拉通更可能找到更多的冥古宙大陆地壳；对女山长英质到镁铁质麻粒岩包体和锆石捕掳晶的研究，建立显示华北克拉通东南部深部地壳精细结构与演化的下地壳剖面柱状图。我们的数据揭示女山下地壳的底部更年轻，且主要由长英质、中性和镁铁质麻粒岩组成。这一趋势反映地壳的垂向增生，包括中太古代和新太古代新生物质的加入，新太古代、古元古代和晚中生代反复的再造。新元古代、古生代和早中生代的锆石捕掳晶可能记录了华北克拉通与扬子板块的俯冲事件，这些事件也影响到了华北克拉通东南部下地壳的性质。