汇聚板块边缘是板块消亡的地方,一般包括俯冲构造环境及之后的碰撞构造环境,它可以分为洋-陆板块汇聚、陆-陆板块汇聚,是一种重要的板块构造活动。在汇聚板块边缘,由于板块俯冲过程能够携带大量地表物质进入深部地幔进行再循环或者元素分异,故对陆壳生长、岩浆活动和金属成矿起着重要作用。同时后期碰撞造山作用对于陆壳构造变形、变质作用及岩浆活动也具有重大贡献。研究汇聚板块边缘岩浆活动对于更好地了解陆壳物质运移、再循环和演化具有重要意义。本文以西藏拉萨地体北部那曲地区中生代岩浆岩和华北克拉通东南缘徐淮地区利国侵入杂岩为例,研究汇聚板块边缘岩浆活动特征。青藏高原自古生代以来经历了冈瓦纳大陆与劳亚大陆间特提斯洋的发育、俯冲闭合以及后期印度-欧亚大陆碰撞,是全球典型的俯冲碰撞造山带。作为亚洲大陆最南缘的拉萨地块,记录着大量的俯冲碰撞构造演化信息,是研究青藏高原汇聚板块边缘重要的地区之一。尽管前人对拉萨地块进行了众多的地质研究,但是,仍存在着许多不同的认识和争议,如拉萨地块的来源与基底问题、构造演化、岩石成因及深部动力学问题等。同时拉萨地块北部广泛出露的中生代岩浆岩具有正的εHf(t)值与拉萨地块南部相似,暗示了显生宙重要的陆壳生长时期。但是,由于缺少足够的岩石学、地球化学、地球物理证据,对于大陆地壳的生长机制、深部动力学过程仍不明了。本次我们选择拉萨地体北部那曲地区早白垩世晚期中酸性侵入岩和火山岩为研究目标,通过野外地质考察、岩石矿物学、同位素地球化学(Hf-O)及年代学(锆石U-Pb)研究,来揭示~110 Ma岩浆大爆发事件的成因及构造背景,同时对拉萨地体来源和基底性质进行限定。位于拉萨地体北部的那曲岩浆岩体形成于早白垩世晚期,由侵入岩黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩和火山岩安山岩、流纹英安岩及流纹岩组成。拉萨地体北部那曲地区早白垩世侵入岩U-Pb年龄为~112 Ma,属于拉萨地体中北部早白垩世晚期岩浆爆发的产物。两种岩性的地球化学特征较为相似,为高钾钙碱性至钾玄岩系列,弱至中等过铝质特征。它们富集碱性元素,Rb、Th、K、U和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti、P元素,具有高Al2O3含量(12-16 wt.%)、Rb/Sr比值(1.3-33)和低Mg指数(15-39)的特征。同时原位Hf-O同位素显示样品具有较负且变化大的εHf(t)=-25.9~0.5和正的δ18O=7.9-11.5‰。侵入岩的以上特征指示了源区可能为陆壳沉积物质与幔源物质相互作用,并经历了不同程度的分离结晶作用。那曲侵入岩是拉萨地体中北部约120-100 Ma早白垩世晚期岩浆爆发事件产物之一。此次岩浆爆发事件在岩体成分上具有很大的变化范围(玄武岩、流纹岩、安山岩、闪长质包体,黑云母二长花岗岩和黑云母花岗岩),前人研究认为其构造背景可能为班公-怒江洋岩石圈南向俯冲引起的板片断裂。我们推断可能与新特提斯洋闭合有关,特别是新特提斯洋脊俯冲,板片窗打开造成软流圈上涌熔融形成,并且对拉萨地体北部地壳的增长有着重要的贡献。那曲中酸性火山岩为一套安山岩、流纹英安岩和流纹岩组合。其中,中性安山岩的形成时代为111.9±1.2ma,酸性流纹质火山岩的形成时代为109.2±3.5ma,在误差范围内一致,都为早白垩世,为~112ma拉萨地体中北部的岩浆爆发事件的产物。其中那曲火山岩sio2含量变化较大为51.9wt.%~74.6wt.%,具有低mgo含量(0.37wt.%~3.65wt.%)及低mg#(16~58)值特征。岩石为弱至中等过铝质特征,蛛网图上富集th、u,而亏损nb、ta、p、ti高场强元素。稀土元素整体表现为轻稀土(lree)富集、重稀土(hree)亏损的趋势,且轻重稀土分异程度强((la/yb)n=8.8~14.9),具eu负异常(δeu=0.46)。那曲中酸性火山岩体的锆石ti温度计为720℃左右。锆石ce(Ⅳ)/ce(Ⅲ)普遍在2~250之间,大多小于200,指示岩浆具有低的氧逸度,应该距离相关俯冲带比较远。锆石εhf(t)大多集中在-7.7~0.5之间,对应的hf模式年龄(tdmc)为918~1336ma。而锆石δ18o值为4.57‰~9.46‰之间,大多高于幔源结晶的锆石o同位素值(~5.3‰)而与沉积来源的锆石o同位素值接近,暗示了陆壳物质的贡献。另外,安山岩锆石核部点(106ma和108ma)具有更负的εhf(t)值(-16.6和-30.4)、更老的hf模式年龄(tdmc为1785ma和2481ma)和偏正的δ18o值(5.10‰和7.06‰)说明了残留的古老陆壳物质也可能参与了那曲中酸性火山岩的形成。综合以上证据,本次研究初步认为那曲中酸性火山岩为壳幔混合成因,很可能是与新特提斯洋闭合有关,特别是新特提斯洋脊俯冲,板片窗打开、低角度俯冲的板片后撤等,引起软流圈物质上涌,并造成上覆古老岩石圈地幔或陆壳物质发生部分熔融形成,且其熔融产物经历了不同程度的分离结晶作用。尽管青藏高原拉萨地体早期的构造演化还不清楚,但是随着研究的进展,近年来越来越多古老的物质被报道。我们对那曲花岗闪长岩(~110ma)进行了原位u-pb锆石定年及hf-o同位素研究,并得到了一组继承锆石,重要的是最古老的锆石具有自形晶特征。那曲花岗闪长岩300多颗锆石结果显示具有5个年龄峰值,分别为~3.45ga,~2.56ga,~1.76ga,~900ma和~111ma。这些锆石具有很大变化范围的εhf(t)值(-45.1~9.2)和相应的hf模式年龄(924~3925ma),锆石δ18o值同样变化较大(-5.80~9.64)。锆石~2.56ga,~1.76ga和~900ma年龄峰值暗示了拉萨地体经历了新太古代陆壳生长和再循环作用,见证了古元古代晚期构造岩浆事件,表现为与羌塘地块、喜马拉雅地块和印度地块具有亲缘性。这些继承锆石具有~3.5ga古太古代年龄,其中一颗古太古代锆石(3454ma)具有负的εhf(t)值(-4.8)、更老的hf模式年龄值(3935ma)和正的δ18o值(7.27),暗示古老陆壳的存在。更重要的是,这些古太古代锆石具有完整的自形晶,暗示了它们为近源搬运的砾岩,或者通过同化混染作用或深部熔融过程中从基底岩石中分离捕获的。不管是哪种过程,这些自形晶古太古代锆石都暗示了在青藏高原那曲研究区附近可能存在古太古代基底。古老的太古宙华北克拉通,中生代发生了克拉通破坏(岩石圈减薄),并作为岩石圈减薄研究的天然实验室而备受关注。尽管目前已经取得了大量重要的研究成果,但对华北克拉通东部中生代破坏减薄的机制和深部动力学过程仍存在争议。而解开这个问题的切入点即为埃达克岩,故本文在整理前人资料的基础上,对徐淮地区利国中生代侵入杂岩进行岩石学、同位素年代学及地球化学研究,以期能够揭示埃达克岩成因、pb同位素之谜及华北克拉通破坏的动力学背景。徐淮地区中生代利国侵入杂岩由花岗闪长斑岩和含角闪石闪长玢岩组成,形成于早白垩世,随之伴生的还有铜、铁矿化。利国侵入杂岩具有较高的sio2含量(64.0-71.6wt.%)、k2o含量(2.95-3.70wt.%)、na2o含量(4.78-5.52wt.%),且k2o/na2o比值为0.54-0.75,表现出相对富na2o的特征。利国中酸性侵入岩样品具有轻稀土富集,重稀土亏损特征((la/yb)n=12.6-26.7),弱至无eu异常,相对富集大离子亲石元素k、rb、ba、sr,亏损高场强元素th、nb、ta、zr。徐淮利国中酸性侵入岩样品具有高的sr含量(502-655ppm),低的y(3.0-9.1ppm)和yb(0.25-0.98ppm)含量,以及高的sr/y比值(55.9-178.3)具有典型的埃达克岩特征。样品具有高mg#值和低feot/mgo比值特征,属于高镁埃达克岩范畴。对于这种高镁特征,前人用拆沉(榴辉质)下地壳或者板片俯冲模型解释。一个关键的证据是这些埃达克岩中存在下地壳包体。但是这些包体都是干的,而岩浆岩含水较高,这并不平衡,因此这些包体更可能是岩浆侵位过程中捕获的外来包体,而不是来源于埃达克岩的源区。此外,前人报道的富nb玄武岩及包体中角闪岩相退变质现象也无法用拆沉模型解释。样品87sr/86sri(0.70615-0.70670),εnd(t)(-3.72~-7.13)特征与俯冲相关的洋壳沉积物相似。并且,本次研究岩体高放射性成因pb同位素值((206pb/204pb)t=18.041-18.990、(207pb/204pb)t=15.531-15.637、(208pb/204pb)t=24.854-38.848)与扬子基底较为接近,暗示了扬子基底贡献的可能性,同时我们又不能排除早元古代麻粒岩相变质时造成的下地壳pb同位素的均一化。岩体继承锆石~1.8ga、~2.5ga年龄峰值与华北地块碎屑锆石相似,暗示了华北地块下地壳基底的参与。在埃达克岩判别图上,这些岩石落入俯冲洋壳部分熔融的区域。以上证据支持(~130ma)洋脊俯冲模型是华北克拉通破坏的主要机制,低角度俯冲的机械侵蚀和之后埃达克质岩浆、a型花岗岩浆的热侵蚀对于华北克拉通的减薄破坏都起着关键作用。