秦岭杂岩中斜长角闪岩多期变质作用研究及其地质意义

发布时间：2018-05-16 21:14

本文选题：秦岭杂岩 + 高压-超高压岩石　；参考：《西北大学》2015年硕士论文

【摘要】：近10多年来,北秦岭秦岭杂岩中多种类型高压-超高压岩石的不断发现,以及其是早古生代陆壳俯冲一深俯冲作用产物的深入研究,开启了深入理解和认识秦岭造山带早古生代构造演化过程的新途径。斜长角闪岩作为秦岭杂岩的主要组成岩石之一,其原岩性质和变质演化历史的深入研究,尤其是它们与区内高压—超高压岩石之间的相互关系以及是否经历高压—超高压变质的研究,可为进一步理解北秦岭早古生代陆壳俯冲—深俯冲作用的性质、规模和构造属性提供关键的约束。为此,本文选择秦岭杂岩中清油河、西峡北和耿家店村三个斜长角闪岩进行了系统的岩相学、地球化学和年代学研究,取得的主要成果如下：1、清油河斜长角闪岩原岩年龄为774±13Ma,其后经历了493±5Ma榴辉岩相变质和448±7Ma角闪岩相变质：西峡北斜长角闪岩经历了-500Ma,-450Ma,-420Ma和-400Ma的多期变质；耿家店村斜长角闪岩形成时代886-613Ma之间,两期变质年龄分别为～495±3Ma和～452±6Ma。三地斜长角闪岩均具有与区内高压—超高压岩石一致的峰期变质(～500Ma)和退变质年龄(～450Ma和～420Ma),这些斜长角闪岩可能经历了与区内高压-超高压岩石一致的变质演化过程,它们都应是北秦岭早古生代时期高压-超高压变质带的一部分。2、上述新确定的斜长角闪岩早期变质(～500Ma)和晚期(～450Ma和～420Ma)退变质时代与前人已报导的北秦岭杂岩中其它露头的高压—超高压岩石的峰期变质及其退变质时代在误差范围内基本一致,且和高压-超高压岩石一样,斜长角闪岩的峰期变质时代(500-490Ma)和退变质时代(～450Ma,-420Ma)主体来岩石样品来自同一个样品或同一个样品中的同一颗锆石的不同部位,充分说明该岩石亦经历了一个完整的由俯冲-深俯冲、之后折返抬升的连续的构造演化过程,并暗示现今秦岭杂岩中出露的一些低级变质相岩石先期也可能经历了高压-超高压变质,只是由于后期强烈的退变质作用的改造而难于识别和辨认,北秦岭早古生代经历了高压-超高压变质的岩石可能远比目前观察到的丰富。3、清油河和耿家店村南斜长角闪全岩Sr-Nd同位素εNd(t)分别3.28-4.29和3.46-6.46,清油河原岩中的锆石Hf同位素εHf(774)=5.93-11.10；在Zr-Zr/Y、Zr-Ti和Hf-Th-Ta图解中,斜长角闪岩均落在E-MORB和板内玄武岩区域内,在Ta/Yb-Th/Yb图解中它们落在拉斑玄武岩区域内。结合野外地质产状、区域地质背景,尤其是其原岩形成时代(700-843Ma)远早于其峰期变质时代(-500Ma)的综合分析,认为这两地斜长角闪岩是先其就位到陆壳之中的基性岩浆岩后来发生陆壳俯冲—深俯冲再折返抬升退变质的产物；西峡北斜长角闪岩其εNd(t)为-4.66-+2.54,其原岩可能为凝灰质岩石,为典型副变质成因的斜长角闪岩。这一研究结果,与区内高压—超高压榴辉岩原岩具有大陆拉斑玄武岩的特征以及官坡和松树沟地区典型陆壳成因超高压岩石的研究一起,进一步共同表明北秦岭高压-超高压变质岩带的形成是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物。4、本次研究获得清油河斜长角闪岩的原岩形成时代为774±13Ma,耿家店村南斜长角闪岩形成时代介于886-613Ma之间,与区内正变质高压—超高压岩石原岩的形成时代(700-843Ma)基本一致,均为新元古代中-晚期；另外,这些斜长角闪岩和区内正变质高压—超高压岩石全岩Sr-Nd同位素特征与南秦岭广泛发育的新元古代中晚期基性岩墙具有相似的特征,暗示北秦岭早古生代俯冲陆壳物质可能来自南秦岭新元古代地质体。5、本次研究从耿家店村南斜长角闪岩(原岩为基性岩石,Si02含量介于48.48-50.17%之间)的锆石中获得岩浆成因的锆石年龄为886±5Ma年龄,但其锆石CL图像却没有显示基性岩浆岩锆石典型的板状结构,而是显示中酸性岩浆锆石的典型的岩浆振荡环带特征；另外,该岩石全岩具有较高的正的εNd(t)值3.46-6.46,而其锆石Hf同位素εHf值都是负值,8Hf(886Ma)=-9.76～-2.84,平均-5.63,全岩与其锆石的地球化学性质不相匹配。因此,本文认为886±5Ma的年龄值并不代表该斜长角闪岩原岩的形成时代,其锆石可能是该斜长角闪岩原岩就位过程中捕获的岩浆碎屑锆石。由此获得一重要启示,即,在研究确定基性高级变质岩石原岩形成时代时,不能简单的认为变质锆石核部的岩浆锆石年龄值就一定代表该变质岩石的原岩形成时代,而是要仔细综合分析甄别锆石CL图像、岩石性质、岩石地球化学及其锆石同位素等特征之间是否符合岩石学原理(科学逻辑)的一致性,去伪存真。
[Abstract]:In this paper , the study of petrographic , geochemical and chronology of the early Paleozoic continental crust subduction and deep subduction of Qinling Orogenic Belt is studied in this paper .
The metamorphic age ( ~ 500Ma ) and the metamorphic age ( ~ 450Ma and ~ 420Ma ) are consistent with the high - pressure - ultrahigh pressure rocks in the north Qinling .
In the illustration of Zr - Zr / Y , Zr - Ti and Hf - Th - Ta , the amphibolite falls within the area of E - MORB and in - plate basalt . In the area of Ta / Yb - Th / Yb , they fall within the area of the lamactic basalt . In combination with the geological conditions in the field , the regional geological background , especially its original rock formation age ( 700 - 843Ma ) , is far from its peak period metamorphic age ( -500Ma ) .
The results of this study show that the formation of high pressure - ultrahigh pressure metamorphic rock belt in North Qinling is a product of continental crust subduction - deep subduction .
In addition , the Sr - Nd isotopic characteristics of the whole rock of the amphibolite and the positive metamorphic high pressure in the region are similar to that of the new Proterozoic middle and late base rock walls which are widely developed in the south Qinling Mountains , suggesting that the early Paleozoic subduction continental crust material in the north Qinling is 886 卤 5Ma ages , but the zircon CL images do not show the typical tabular structure of the zircons of the basic magmatic rock , but show the typical magmatic oscillation girdle characteristics of the middle - acid magmatic zircons .
In addition , the rock whole rock has a high positive 蔚Nd ( t ) value of 3.46 - 6.46 , and its zircon Hf isotope 蔚Hf value is negative , 8Hf ( 886Ma ) = - 9.76 ~ - 2.84 , the average - 5.63 , the whole rock and its zircon geochemical characteristics do not match . Therefore , this paper considers that the zircon age value of the metamorphic zircon core does not represent the formation age of the amphibolite .
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P588.3

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