Ar–Ar dating and Sr–Nd–Pb isotopic character of Paleogene basalts from the Xialiaohe Depression, northern Bohai Bay Basin: implications for transformation of the subcontinental lithospheric mantle under the eastern North China Craton

Autor: Li-Hui Chen, Guang-Da Yang, Zhen-Yan Chen, Guo-Gang Cai, Chang-Zhi Wu, Jun Li, Iain M. Samson, Lianxing Gu
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Canadian Journal of Earth Sciences. 51:166-179
ISSN: 1480-3313
0008-4077
DOI: 10.1139/cjes-2013-0085
Popis: Paleogene basalts are widely distributed in the Xialiaohe Depression, which lies in the northern part of the Bohai Bay Basin, the second largest petroleum-bearing basin of China, in the northeastern part of the North China Craton. The basalts mainly occur in three formations: the Paleocene Fangshenpao Formation (PFF), the Eocene Shahejie Formation (ESF), and the Oligocene Dongyin Formation (ODF). The PFF is dominated by tholeiites, whereas the ESF and ODF are characterized by alkaline basalts with minor tholeiites. These basalts contain generally lower contents in large-ion lithophile elements (LILEs) and most high-field-strength elements (HFSEs) relative to ocean-island basalts (OIBs), except for positive anomalies for Ba, Sr, Eu, and Ti, and are characterized by OIB-like Sr and Nd isotopic compositions and by abnormally low radiogenic lead isotopic composition. They display a positive correlation between 206Pb/204Pb and 143Nd/144Nd, and a negative correlation between 206Pb/204Pb and 87Sr/86Sr. The geochemical characteristics of these basalts are quite different from that expected from magmas derived from crustal contamination or melting from a uniform asthenospheric mantle source, but is consistent with derivation from newly formed lithospheric mantle. Combined with the geochemical character of the ESF and ODF basalts, we ascribe the abnormally low radiogenic lead isotopic composition for the Paleocene PFF basalts to newly formed lithospheric mantle that originated from recycling of delaminated thickened lithosphere in Late Mesozoic, including a lower crustal component. Resume : Des basaltes datant du Paleogene sont distribues agrande echelle dans la depression d'Xialiaohe, situee dans la partie nord du bassin de la baie de Bohai. Ce bassin constitue le deuxieme plus important bassin petrolifere de la Chine; il se situe dans la partie nord-est du craton de Chine du Nord. Les basaltes sont surtout presents dans trois formations : la Formation de Fangshenpao, datant du Paleocene, la Formation de Shahejie, datant de l'Eocene et la Formation de Dongyin, datant de l'Oligocene. La Formation de Fangshenpao est dominee par des tholeiites alors que les formations de Shahejie et de Dongyin sont caracterisees par des basaltes alcalins avec des quantites moindres de tholeiites. Ces basaltes contiennent generalement moins d'elements lithophiles agrand rayon ionique (LILE) et une tres grande portion d'elements aforte liaison atomique par rapport aux basaltes d'iles oceaniques (OIB), al'exception des anomalies positives pour Ba, Sr, Eu et Ti, et ils sont caracterises par des compositions isotopiques Sr et Nd de type OIB et par une composition isotopique anormalement basse d'isotope radiogenique de plomb. Ils presentent une correlation positive entre 206Pb/204Pb et 143Nd/144Nd ainsi qu'une correlation negative entre 206 Pb/ 204 Pb et 87 Sr/ 86 Sr. Les caracteristiques geochimiques de ces basaltes sont passablement differentes de ce aquoi l'on s'attend de magmas provenant d'une contamination crustale ou d'une fusion apartir d'une source mantelique asthenospherique uniforme, mais elles sont compatibles avec une provenance d'un manteau lithospherique nouvellement forme. En se basant sur les caracteristiques geochimiques des basaltes de Shahejie et de Dongyin, nous assignons la composition anormalement basse d'isotope radiogenique de plomb des basaltes de la Formation de Fangshenpao (Paleocene) aun manteau lithospherique nouvellement forme qui provient du recyclage de la lithosphere epaissie delaminee au Mesozoique tardif et qui comprend une composante de la croute inferieure. (Traduit par la Redaction)
Databáze: OpenAIRE
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