柴北缘构造带东段乌兰地区晚二叠世—中三叠世花岗岩成因及其地质意义

柴北缘构造带内发育大规模的印支期花岗岩,其成因过程和构造背景仍存在争议.为确定该地区花岗岩的形成时代、成因和岩浆活动的构造背景,本文选取柴北缘构造带东段乌兰地区花岗岩和花岗闪长岩进行了岩相学、全岩地球化学、锆石U?Pb年代学和Lu?Hf同位素研究.它们以高SiO2、K2O含量,低MgO、CaO含量和Mg#为特征,属于弱过铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩(A/CNK=0.99～1.08),相对富集轻稀土元素(LREE)和Rb、K、Cs等大离子亲石元素,相对亏损重稀土元素(HREE)和Nb、Ta、Ti等高场强元素.LA?ICP?MS锆石U?Pb定年显示花岗岩和花岗闪长岩侵位年龄分别为256±3 Ma和243±1 Ma,均为印支期岩浆活动的产物.Lu?Hf同位素组成显示花岗岩的εHf(t)值为-6.2～-2.7,对应的二阶段模式年龄(TDM2)为1676～1452 Ma,花岗闪长岩的εHf(t)值为-4.8～-0.2,对应的二阶段模式年龄(TDM2)为1577～1280 Ma,富集的Hf同位素组成反映其原始岩浆起源于中元古代地壳物质的部分熔融.然而,花岗闪长岩具有较高的Mg#值和Cr、Ni含量,结合其较高的εHf(t)值暗示花岗闪长岩形成过程中可能有幔源物质的贡献.此外,花岗岩和花岗闪长岩中均发育暗色镁铁质包体,包体和寄主岩中斜长石具有环带结构和筛状结构,并发育刀刃状黑云母和针状磷灰石,暗示岩浆演化过程中存在岩浆混合作用.从空间上看,乌兰地区三叠纪花岗岩体与西秦岭同期岩浆岩共同构成了青海南山岩浆岩带,结合前人对该区域地质背景分析,本文认为这一时期花岗质岩体的形成与古特提斯洋向北俯冲密切相关,大洋俯冲诱发幔源岩浆底侵到下地壳,并使下地壳发生部分熔融产生了区域上广泛分布的花岗质岩浆.