北山造山带对揭示中亚造山带(CAOB)南缘地球动力学和地壳演化具有至关重要的作用。以往研究多集中于北山造山带东段的镁铁质和长英质岩体,而西段火成岩的岩浆来源与构造背景研究相对薄弱,尤其缺乏对花岗质岩浆活动的时空限定,从而制约了对该造山带构造演化及成矿效应的认识。本文通过详细的年代学研究识别出北山造山带西段四期花岗质岩浆活动,即晚志留-早泥盆世(421~411Ma)、早二叠世(294~286Ma)、中二叠世(275~271Ma)和中三叠世(~240Ma)。其中,晚志留-早泥盆世花岗岩具有高硅、高碱、过铝质特征(A/CNK=1.02~1.18),且Sr/Y较高(~52),Nb-Ta-Ti亏损,结合富集的Sr-Nd-Hf同位素组成[εNd(t)=-4.27~-3.57,(87Sr/86Sr)i=0.7089~0.7101,εHf(t)=-1.08~1.13],极低的MgO、Cr和Ni含量以及相关俯冲活动记录,认为其来源于板片俯冲诱发的增厚下地壳部分熔融。早二叠世花岗岩呈高硅、高碱、偏铁质、准铝质-弱过铝质特征(A/CNK=0.93~1.02),具有低Sr含量、负Eu异常、低Zr/Hf和高Ga/Al比值,类似高分异I型花岗岩,其同位素组成相对富集[εHf(t)=-0.07~6.73、εNd(t)=-3.36~-2.67、(87Sr/86Sr)i=0.7072~0.7107],表明其来源于新生下地壳的部分熔融并有古老地壳物质的参与。结合早二叠世期间北山西段处于后碰撞伸展背景下的地壳减薄阶段,提出该期花岗岩是拆沉作用引发软流圈上涌导致下地壳部分熔融的产物。中二叠世花岗岩具有高硅、高碱、弱过铝质特征(A/CNK=0.99~1.07),高Zr含量和Ga/Al比值,属A2型花岗岩,其Sr-Nd-Hf同位素组成[εHf(t)=0.86~5.64,εNd(t)=-2.40~-1.60,(87Sr/86Sr)i=0.7082~0.7089]与早二叠世花岗岩相似,指示新生地壳与古老地壳的混合来源,可能形成于裂谷相关的构造环境。中三叠世花岗闪长斑岩脉具有低硅、低碱、准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.98~1.02)、显著Nb-Ta亏损、高Zr和高Ga/Al比值特征,同样属于A2型花岗岩,结合其较高的MgO、Cr和Ni含量以及弱富集的Sr-Nd-Hf同位素组成[εHf(t)=-2.96~2.80,(87Sr/86Sr)i=0.7054~0.7062,εNd(t)=-1.77~-1.68],指示其可能源于后碰撞末期拆沉地壳的部分熔融。上述花岗岩的时空分布和岩石成因揭示北山造山带西段在古生代至早中生代经历了完整的造山旋回,包括志留-泥盆纪的板片俯冲、石炭-二叠纪碰撞至后碰撞阶段、以及三叠纪后碰撞末期向陆内造山的转换,为古亚洲洋的俯冲演化与最终闭合提供了重要约束。
CAI et al. (Thu,) studied this question.