华夏地块诸广-万洋山地区早古生代陆内岩浆作用与岩石成因

发布时间：2018-06-22 18:16

本文选题：陆内长英质岩浆作用 + 壳幔相互作用　；参考：《南京大学》2017年博士论文

【摘要】：大陆地壳的形成和演化是地球科学研究领域的根本性问题之一,作为其主要组成部分的长英质岩浆岩记录了陆壳增生和再造的重要信息。因此,长英质岩浆岩的成因和演化研究一直是固体地球科学研究的热点之一。近年来,针对长英质大火成岩省的研究表明,巨量幔源岩浆底侵/内侵是诱发中下地壳广泛部分熔融的重要机制之一。华夏地块早古生代巨量陆内岩浆岩以花岗岩类为主,是研究这一科学问题的良好对象之一。本文选取华夏地块诸广-万洋山地区早古生代镁铁质-长英质岩浆岩进行了详细的矿物学、岩石学、地球化学和地质年代学综合研究,讨论了这些岩浆岩的成因及其构造背景,并在结合前人研究的基础上,探讨了壳幔相互作用在华夏地块早古生代巨量陆内岩浆岩形成过程中的作用。依据矿物组合,诸广-万洋山地区早古生代花岗岩类可分为三组,A组含角闪石花岗岩类,准铝质,具有相对低的初始87Sr/86Sr值(0.7052至0.7116)、相对高的εNd(t)值(-7.0至-3.0)和相对高的锆石εHf(t)值(-6.9至-2.8);C组二云母花岗岩,弱过铝-强过铝质,具有相对高的初始87Sr/86Sr值(0.7153至0.7219)、相对低的εNd(t)值(-9.4至-7.3)和相对低的锆石εHf(t)值(-9.0至-7.2);B组黑云母花岗岩地球化学组成大致介于A组角闪石花岗岩类与C组二云母花岗岩之间。锆石U-Pb测年结果显示,这些岩浆岩的结晶年龄从A组含角闪石花岗岩类到B组黑云母花岗岩,再到C组二云母花岗岩,依次降低(从443 Ma到431Ma,在误差范围内有所重叠)。来自于关田石英闪长岩中的镁铁质微粒包体虽然具有和寄主岩类似的Sr-Nd同位素特征,但具有明显高的锆石εHf(t)值(-1.0± 0.5)。此外,A组含角闪石花岗岩类具有弱的Eu负异常,而B组黑云母花岗岩和C组二云母花岗岩则具有明显的Eu负异常。鉴于华夏地块早古生代存在大量I型花岗岩,且多数岩体含有岩浆成因镁铁质微粒包体,再加上近年来证实的同时代镁铁质岩浆岩(如高镁玄武岩等),我们认为底侵的巨量幔源岩浆为华夏地块早古生代大规模花岗岩类的形成提供了热量和部分物质贡献,而非此前认为的纯壳源物质重熔且鲜有幔源岩浆参与。探讨长英质岩浆岩形成和演化过程中的壳幔相互作用离不开对镁铁质岩浆岩的研究。研究表明,扶溪二长苏长岩既具有幔源镁铁质岩浆岩特征(高MgO、Cr和Ni含量,含橄榄石和辉石),也具有壳源岩浆岩特征(高SiO2、K2O、Rb、Ba和LREE含量,含钾长石和低钙斜长石)。此外,该二长苏长岩与伴生的花岗闪长岩具有类似的Sr-Nd-Hf同位素特征:相对高的初始87Sr/86Sr值(0.7081至0.7098)、相对低的εNd(t)值(-6.8至-6.3)和锆石εHf(t)值(-8.0至-7.4)。结合已有研究认识到:华夏地块早古生代镁铁质岩浆岩在Sr-NNd-Hf同位素上具有宽泛的变化范围(初始87Sr/86Sr值,0.7041至0.7102;εNd(t)值,-8.4至1.8;加权平均锆石εHf(t)值,-7.4至5.2),具有低的Ce/Pb和Nb/U比值(分别为0.59-13.1和3.5-20.9)。值得注意的是,华夏地块早古生代高镁(10 wt.%)镁铁质岩浆岩往往具有低的εNd(t)值(--5),而大部分相对低镁(10wt.%)镁铁质岩浆岩却具有高的εNd(t)值(-4),暗示具有富集同位素特征的高镁镁铁质岩浆岩可能经历了明显的地壳混染和/或同化了部分壳源长英质岩浆。我们认为,华夏地块早古生代镁铁质岩浆岩可能并不源于富集的地幔源区,更可能来自于一个中等亏损的地幔源区。华夏地块早古生代陆内岩浆活动的动力学机制一直是个争议的话题。结合华夏地块早古生代岩浆岩分布和构造变形特征,以及古地理、古生物学研究成果,我们认为华南板块可能自晚奥陶世开始自冈瓦纳大陆裂解,最终在早泥盆世完成。在华南板块从冈瓦纳大陆的裂解过程中,来自板块边界的构造应力诱发了陆内构造薄弱带(如断陷盆地)幔源岩浆的上涌,进而导致中下地壳的大范围部分熔融形成同期巨量陆内岩浆岩。
[Abstract]:The formation and evolution of continental crust is one of the fundamental problems in the field of earth science research . Although the Mg - Fe particle inclusions in the quartz diorite have similar Sr - Nd isotopic characteristics to the host rocks , it has a significantly higher zircon 蔚Hf ( t ) value ( - 1.0 卤 0.5 ) . In addition , there is a weak Eu negative anomaly in Group A , and the biotite granite and C - group of biotite granite in Group A have obvious Eu negative anomaly . In view of the large amount of I - type granites in the early Paleozoic of Cathaysian block , and most of them contain magmas - derived magnesium - iron particle inclusions , and the mantle - mantle interaction in the formation and evolution of the long - British magmatic rocks is not required to be involved in the study of the magmatite of the same time . It is worth noting that the early Paleozoic magnesium - iron magmatic rocks in Cathaysian block have a low 蔚 Nd ( t ) value ( -4 ) , and most of the relatively low Mg ( 10 wt . % ) magmatite has a low 蔚 Nd ( t ) value ( -4 ) .
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P588.1

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