中南半岛新生代玄武岩、橄榄岩及巨晶锆石地球化学组成

发布时间：2018-11-24 13:08

【摘要】：大陆玄武岩及其地幔捕虏体和捕虏晶的地球化学组成很好的反演了岩石圈和深部地幔的化学和物理演化历史,开展这些岩石和矿物的地球化学研究是地球科学家认识岩石圈和深部地幔的有效途径。广泛分布于东南亚中南半岛的新生代玄武岩富含地幔捕虏体和巨晶锆石等捕虏晶。巨晶锆石提供了研究地幔交代作用及了解元素在地幔中迁移规律的另一个窗口。但是,巨晶锆石的成因却知之甚少。此外,中南半岛玄武岩与铁、铝土、宝石等矿产资源密切相关,备受国际关注。特别是老挝和柬埔寨,资源开发和地质研究程度极低。鉴于新生代大陆玄武岩及地幔捕虏体和巨晶锆石研究的重要科学意义,以及地区资源竞争日趋激烈的局势,针对地区研究不平衡的现状,拟对老挝和柬埔寨新生代玄武岩及其地幔捕虏体和巨晶锆石进行地球化学研究。运用元素地球化学和同位素示踪技术,探讨玄武岩及巨晶锆石成因。利用玄武岩和地幔捕虏体及巨晶锆石的“岩石探针”作用,反演地幔源区属性和深部地质作用过程。在中南半岛区域地质演化背景和玄武岩时空分布框架下,阐明玄武岩成因背后蕴涵的地幔动力学机制,为中南半岛及邻区新生代玄武岩及巨晶锆石成因研究提供基础数据。本论文分析了老挝和柬埔寨的新生代拉斑和碱性玄武岩的主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素数据,及柬埔寨东南部尖晶石二辉橄榄岩的矿物主量、微量元素数据,以及来自柬埔寨东北部宝石村的6粒巨晶锆石的U-Pb年龄、Hf-0同位素、微量元素数据及包裹体鉴定结果。中南半岛新生代玄武岩具有亏损的同位素组成(εNd0),但其富集不相容元素,其地球化学组成类似于OIB,同位素和不相容元素之间出现“解耦”。富集的不相容元素特征与近期的由低部分熔融程度熔体参与的地幔交代事件相关。玄武岩来源于软流圈地幔减压熔融,其动力学机制是印度-欧亚板块碰撞和西太平洋板块、印度洋板块俯冲拖拽联合作用下的中南半岛软流圈地幔南东向挤出构造。柬埔寨东南部地幔橄榄岩的环带橄榄石和单斜辉石从核部亏损逐渐到边部富集微量元素的特点,以及环带矿物边部越不相容元素越富集的特征,表明橄榄岩受到了硅酸盐熔体的交代作用。巨晶锆石含有低的U、Th、Y、P及稀土元素含量(130-288ppm)。巨晶锆石具有亏损轻稀土和逐步富集重稀土的正斜率稀土配分形式,并且具有Ce正异常。SIMS锆石U-Pb加权平均年龄为0.98 ±0.04 Ma (2σ)。巨晶锆石具有均一的氧同位素组成,其δ180加权平均值为5.0 ±0.02%0(2σ),这与地幔氧同位素组成一致。应用LA-MC-ICPMS测试的巨晶锆石的1766Hf/177Hf加权平均值为0.283007±0.0000026 (2σ),其εHf (0.98 Ma)值为7.9,进一步说明巨晶锆石来自亏损地幔。巨晶锆石含有大量磷灰石包裹体,并具有由斜锆石和Al-Fe-Zr硅酸盐玻璃组成的反应边结构。这表明巨晶锆石结晶于富磷酸的流体和/或富Zr的硅酸盐熔体。
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【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P588.1;P597.3

【参考文献】