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华北陆块东南缘紧邻三叠纪由华南陆块与华北陆块俯冲／碰撞形成的大别-苏鲁造山带,其中广泛分布的中生代岩浆岩是其源区性质和形成的地球动力学背景的最直接载体,能够提供大陆俯冲带丰富而复杂的壳幔相互作用信息,对于认识深俯冲陆壳物质再循环和大陆岩石圈地幔演化具有十分重要的意义。因此,将这些岩浆岩的成因与华南陆块深俯冲有机联系起来可以为探讨华北克拉通破坏和大陆俯冲带壳幔相互作用过程提供重要制约。本学位论文以华北陆块东南缘早白垩世基性侵入岩为研究对象,对它们进行了详细的岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩主微量元素和Sr-Nd同位素、全岩和单矿物氧同位素以及锆石Lu-Hf同位素分析。结果用于限定它们的岩石成因,探讨大陆俯冲带壳幔相互作用及其对上覆岩石圈的改造。本文研究的对象为华北陆块东南缘五个辉长质侵入岩体：济南岩体、邹平岩体、金岭岩体、铁铜沟岩体和沂南岩体,其中沂南岩体与大别-苏鲁造山带和郯庐断裂带的距离最近,金岭岩体、济南岩体和邹平岩体最远,而铁铜沟岩体位于中间。岩石类型为辉长岩和辉长闪长岩。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,这些岩体侵位于早白垩世(119±4-136±2Ma)。它们具有较低的SiO2(47.43-54.46wt.%)和较高的MgO (4.10-16.09wt.%,Mg#=56-77)、 Cr(58.0-1318ppm、Ni(14.8-316ppm)含量。在稀土元素和微量元素分配模式上表现出明显的LREE和LILE富集,HREE和HFSE亏损,具有岛弧型微量元素分布特征。它们具有富集型放射成因同位素组成,表现为高的全岩初始87Sr/86Sr比值(0.7042-0.7111)和低的εd(t)值(-16.3--5.0)以及低的锆石εHf(t)值(-23.3--0.6),对应的两阶段全岩Nd模式年龄为1.33-2.24Ga,两阶段锆石Hf模式年龄为1.21-2.64Ga。大多数样品全岩和单矿物的δ180值高于正常地幔的δ180值。上述地球化学特征表明,这些早白垩世辉长质岩石来源于富集地幔源区的部分熔融。它们的两阶段全岩Nd和锆石Hf模式年龄与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩一致,表明这些辉长质岩石的富集地幔源区是俯冲华南陆壳物质贡献的结果。三叠纪大陆碰撞过程中,俯冲华南陆壳物质来源的长英质熔体与上覆华北大陆岩石圈地幔楔橄榄岩发生反应形成了富集的地幔源区。该地幔源区具有主量元素上富化,微量元素和同位素富集的特征,这是大陆俯冲隧道内板片-地幔相互作用的结果。在早白垩世岩石圈伸展构造环境下,该富集地幔易于发生部分熔融,从而形成了这些辉长质岩石。华北陆块东南缘早白垩世辉长质岩石全岩元素和同位素组成随着与大别-苏鲁造山带距离的由近及远,即从东南到西北方向呈现规律性的变化,K2O/Na2O、Ce/Pb、La/Nb和初始Sr同位素比值逐渐降低、而εNd(t)值和锆石εHf(t)值逐渐升高。这种空间效应反映深俯冲华南陆壳物质对上覆华北大陆岩石圈地幔改造程度的变化,即从东南到西北方向随着与大别-苏鲁造山带之间的距离由近及远改造程度逐渐减弱。俯冲华南陆块对上覆华北岩石圈影响的空间范围约为200-300公里。综上所述,华北陆块东南缘早白垩世基性岩是俯冲华南陆壳物质再循环和壳幔相互作用的产物。因此,这些基性岩浆岩为大陆俯冲带壳幔相互作用提供了岩石学和地球化学纪录。