扬子北缘随应地块及邻区新元古代900-780 Ma岩浆事件及其构造意义

发布时间：2018-08-08 19:19

【摘要】：华南克拉通在中-新元古代的构造演化总体是在全球Rodinia超大陆汇聚与裂解的背景下发展的。但是,华南不同单元参与超大陆聚散过程的时限、位置、地质表现和动力学机制等细节仍不清楚,甚至产生严重的争论。例如:(1)华南是否经历了与全球一致的Grenville期(~1300 l 000 Ma)造山事件?(2)华南前寒武纪统一基底的形成经历了怎样的演化过程?(3)在Rodinia超大陆聚散转换中,华南不同单元由造山转入非造山环境的时限和地质记录是什么?这些问题是人们研究华南陆壳演化历史、Rodinia超大陆演化过程及其动力模型时,所关注的热点和前沿。扬子板块北缘是新元古代岩浆活动强烈的区域,记录了扬子板块新元古代由造山环境向非造山环境转变的全过程。但由于后期构造-岩浆活动的破坏以及沉积盖层的覆盖,新元古代早期侵入体在扬子板块北缘出露较少。三里岗岩体、大磊山岩体及其伴生的火成岩是该区珍贵的新元古代早中期的地质体,为人们提供了进一步研究和检验扬子板块北缘构造演化过程和动力学机制的机会。为此,本文将以上述火成岩为研究对象,通过大比例尺的区域地质调查和详细同位素年代学和地球化学工作,来揭示扬子板块北缘新元古代860 780Ma之间岩浆作用特点和壳幔演化信息,并探讨华南在Rodinia超大陆的聚散转换中的地质表现和动力学机制。SIMS法锆石U Pb定年结果显示,三里岗基性侵入岩形成的时间为~871 Ma。基性岩具有相对较高的FeO(9.27 12.17 wt.%)、MgO(6.25 9.85 wt.%),低的SiO2(45.37 49.73 wt.%)、Al2O3(13.29 16.13 wt.%)、K2O(0.32 1.13 wt.%),其TFeO/MgO比值较小(0.73 1.50),属于中 低钾的亚碱性系列。基性岩的稀土元素含量低(∑REEs=45.4 87.2 ppm),显示为稍微右倾的稀土元素配分模式,没有Eu异常。在微量元素蛛网图上,表现为选择性富集大离子亲石元素(LILEs,如Rb、Ba、Pb和Sr),而亏损高场强元素(HFSEs,如Ta、Nb和Ti)。样品的锆石εHf(t)值(+10.5 +12.9)、δ18O值(+5.25 +6.03‰)、以及全岩εNd(t)(+4.0 +7.1)均接近于当时的亏损地幔值。样品中LILEs和LREEs相对亏损HFSEs和HREEs富集,指示其其源区为遭受了俯冲板片流体的交代作用,其形成环境为弧环境。三里岗基性岩与三里岗闪长质 花岗质岩体在空间上伴生。SIMS法和LA ICP MS法锆石U Pb定年结果显示,三里岗花岗岩岩体形成的时间为~860Ma,不是过去认为的中生代,年龄值接近于或略晚于基性岩的年龄。三里岗岩体为富含角闪石的闪长质 花岗质岩体,其SiO2含量变化于60.35 71.38 wt.%之间,具有相对较低的Al2O3(14.09 16.42 wt.%)、K2O(1.38 3.67 wt.%)和Na2O(3.97 5.33 wt.%),相对较高的TiO2(0.44 0.87 wt.%)、TFeO(2.03 5.91 wt.%)和MgO(1.03 3.16 wt.%,对应的Mg#=49 58),属于钙碱性岩浆岩。其主要矿物组合和元素地化特征均与Barbarin(1999)定义的主动大陆边缘的富含角闪石钙碱性花岗岩(Amphibole-rich Calc-alkaline Granitoids,ACG)类似。岩体LREEs相对HREEs富集稀土元素配分模式,没有Eu元素负异常;在微量元素标准化蛛网图上相对富集Rb、Ba、Th、U、K和Pb,而相对亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素。三里岗岩体的锆石εHf(t)值(+7.9 +11.7)、δ18O值(+5.83 +6.20‰)和全岩(87Sr/86Sr)i(0.7033 0.7041)、εNd(t)(+3.4 +4.9)接近于或略低于三里岗基性岩的对应比值,指示二者具有相似的源区特征,为新生的下地壳基性岩部分熔融后与基性矿物发生反应的产物。同属扬子北缘的大磊山地区发育多组不同性质的新元古代火成岩组合,既有大磊山地区的淡色的二长花岗质岩体及钙碱性火山岩;也包括红安群出露区的双峰式火山岩,以及侵入原红安群基性侵入岩。锆石U Pb结果显示,大磊山岩体形成的时间为新元古代中期~800 Ma,而不是过去认为的太古宙。岩体具有较高的SiO2(71.53 77.05 wt.%)、K2O(3.93 5.00 wt.%)和Na2O(3.15 4.23 wt.%),低的MgO(0.13 0.66 wt.%)、TiO2(0.11 0.31 wt.%)、TFeO(0.83 2.30 wt.%)和P2O5(0.02 0.09 wt.%),属于钙碱性岩石的范畴。大磊山岩体的铝饱和指数ASI一般大于1.1(1.08 1.27),CIPW标准矿物中出现有含量大于1 vol.%(1.2 3.2vol.%)的标准刚玉分子,属于过铝质花岗岩,其矿物和地化组成与Barbarin(1999)定义的白云母过铝质花岗岩(Muscovite-bearing Peraluminous Granitoids,MPGs)类似。岩体的稀土元素含量高,表现为右倾斜的稀土元素配分模式和Eu元素的强烈的负异常(δEu=0.10 0.64)。在微量元素原始地幔标准化的蛛网图上,明显富集Rb、Th、Pb等元素,而亏损Ba、Ta、Nb、Sr、Zr和Ti元素。岩浆锆石具有负的εHf(t)值(-12.0 -7.7)和全岩εNd(t)值(-9.5 -7.9)对应的TDM2年龄集中在2249 2008 Ma,指示为古老地壳物质的再造。大磊山岩体是泥质源区在低温条件下白云母脱水熔融的产物,其成因与再循环的陆表沉积物的熔融有关。空间上与大磊山岩体伴生的变玄武安山岩的年龄787±7 Ma,接近于或略小于大磊山岩体结晶年龄。玄武安山岩具有低的SiO2(53.42 56.21 wt.%),MgO(0.78 3.57 wt.%)、K2O(0.43 1.25 wt.%);高的TiO2(1.52 1.75 wt.%)、TFeO(9.03 11.73 wt.%),属于亚碱性系列。玄武安山岩稀土元素以LREEs相对HREEs富集为主要特征,无明显的Eu的异常;在微量元素蛛网图上,具有Rb、Ba、Th和Pb等元素正异常,强烈Ta、Nb和Ti以及弱的Sr元素的负异常。大磊山变玄武安山岩岩石成因中并没有遭受地壳的混染,富集LILEs和LREEs、亏损HFSE的以及负的锆石εHf(t)值(-18.0 -3.6)指示为富集地幔源区,可能是再循环古老沉积物释放的流体和熔体共同交代地幔楔的结果。本文新的地质和地化数据表明,大洪山一带残留了新元古代早期洋壳或者洋壳俯冲有关的岩石组合,既包括中带的蛇绿岩套,也包括北带的弧有关的岩石组合。三里岗基性岩(~871 Ma)和花岗质岩体(~860 Ma)共同证实了该区弧岩浆活动的存在,大洪山增生杂岩带保留扬子板块最内部新元古代造山事件的踪迹。区域上,庙湾 神农架增生楔 弧系统(accretionary wedge-arc system)向东可能延伸至扬子板块北缘的大洪山杂岩一带,庙湾和神农架代表的洋盆最终关闭的时间不会早于~850 Ma。大磊山S型花岗岩(~800 Ma)及玄武安山岩(~787 Ma)均指向了古老沉积岩再循环熔融有关的过程,这与新元古代早期850 Ma的洋壳俯冲有关的岩浆活动明显不同。大磊山及其邻区的岩浆组合的地质和地化特征共同表明,大磊山岩体(~800 Ma)是陆壳俯冲至中下地壳深度时顶层沉积物的部分熔融的产物,而玄武安山岩是富集大陆岩石圈地幔在后碰撞环境下部分熔融的产物;~800 780 Ma之后,扬子北缘的岩浆源区中来自古老陆壳的贡献越来越多,代表着大构造环境逐渐向碰撞、后碰撞环境转变的造成。因此,新元古代中期~800 780 Ma可能是大磊山地区(甚至扬子板块北缘)构造机制发生转换的重要时期。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P534.3;P588.11
，

本文编号：2172792