活动大陆边缘经历了强烈的弧岩浆作用、壳幔相互作用、矿化作用、变形作用，就如同造山旋回模式的板块构造（Zhangetal.,）。大陆弧通过洋壳向大陆或增生的过渡岩石圈俯冲形成（Duceaetal.,）。大陆弧的岩浆作用相比于岛弧更加复杂，因为前者总是与地幔起源的岩浆和先存大陆地壳的相互作用有关，并且其岩浆岩种类繁多。因此，研究大陆弧岩浆作用对了解深部壳幔过程和地壳演化十分重要。华北克拉通（NCC，NorthChinaCraton）北缘是中亚造山带（CAOB，CentralAsiaOrogenicBelt）的东南缘（图1），被认为是晚古生代主动大陆边缘的一部分（Hsuetal.,）。二叠纪NCC北缘活动大陆弧背景一直是争论的焦点，特别是古亚洲洋闭合的时间问题，并提出了不同的地球动力学模型（Zhangetal.,;Zhouetal.,）。根据对NCC和索伦缝合带不同构造单元的认识，一些研究者认为向南俯冲的古亚洲洋结束于晚奥陶世（-Ma）（Xuetal.,）。中国北部内蒙古赵井沟早二叠世岩浆作用产生了侵入性辉长闪长岩和花岗岩（包括黑云母花岗岩、钾长石花岗岩和细粒花岗岩）。本文研究目的是：（1）在早二叠世NCC北缘大陆弧背景下的古亚洲板片向南俯冲至少持续了约Ma；（2）了解复杂的壳幔相互作用和不同的地幔-地壳源区产生了这些岩石。基于此，本文分析测试了这些岩石的锆石U-Pb地质年代学、全岩地球化学、Sr-Nd-Hf同位素组成。锆石的U-Pb数据显示岩石侵位于早二叠世，辉长闪长岩（.1±1.8Ma）比花岗岩（黑云母花岗岩：.0±1.6Ma、钾长石花岗岩：.7±2.1Ma和细粒花岗岩：.2±2.9Ma）早形成约10Myr。地球化学数据指示岩石有钙碱性到高K钙碱性和偏铝质到过铝质，并伴随有富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（LILE），亏损高场强元素（HFSE），是典型的大陆弧岩浆岩。辉长闪长岩具有低到中等的Mg#值（38-59，平均值为50），中等的Cr（45.0ppm）和Ni（36.5ppm）含量，中等富集的Sr-Nd-Hf同位素组成（86Sr/86Sr）i值为0.-0.；（t）值为-7.8--7.0；（t）值为-11.2--6.7）。这些特征结合变化范围较大的Rb/Y、Ba/La、Th/Yb、Th/Ce、Th/Sm比值和Ba含量指示辉长闪长岩起源于与俯冲有关的富集大陆岩石圈地幔（SCLM，被板片来源的流体和约5%的沉积物熔体交代）。辉长闪长岩样品中Eu较弱的负异常到较强的正异常指示在岩浆演化过程中没有没有残余的长石堆积或分离结晶。花岗岩具有相似的年龄和富集同位素的特征（87Sr/86Sri=0.-0.；(t)=?11.4-?9.2；(t)=?12.8-?7.2），Nd和Hf模式年龄分别为-Ma和-Ma，这指示它们起源于古老的镁铁质下地壳部分熔融产生。黑云母花岗岩和钾长石花岗岩存在Eu较弱的负异常到较强的正异常和相对较低的Zr饱和温度（-℃）。相反，细粒花岗岩具有Eu负异常和相对较高的Zr饱和温度（-℃）。这些特征指示细粒花岗岩（具有斜长石堆晶）的岩浆源区比黑云母花岗岩和钾长石花岗岩（没有斜长石堆晶）的源区更深。赵井沟不同的地幔和地壳来源参与了大陆弧岩浆活动的产生，指示了在NCC北缘强烈且复杂的壳幔相互作用与早二叠世古亚洲洋洋壳向南俯冲有关。图1：（A）CAOB的构造框架图；（B）CAOB南部和NCC北缘的地质简图图2：赵井沟地区和钻孔ZK岩石剖面的地质简图图3：代表性的锆石颗粒阴极发光图和U-Pb相关图；（A-C）辉长闪长岩；（D-F）黑云母花岗岩；（G-I）钾长石花岗岩；（J-L）细粒花岗岩图5：早二叠世时期赵井沟和NCC北缘构造背景和壳幔过程的地球动力学模型

参考文献：LuZhangandShao-YongJiang."EarlyPermiancontinentalarcmagmatismintheZhaojinggouareaofthenorthernNorthChinaCraton:Implicationsforcrust-mantleinteractionsduringsouthwardPaleo-Asianplatesubduction."Lithos().

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