南秦岭东段新元古代岩浆活动及构造演化

发布时间：2020-06-26 03:08

【摘要】：秦岭造山带是一条由多期次构造运动叠加改造从而塑造成的复合型造山带,是连接华北板块和扬子板块的重要纽带。南秦岭内广泛记录了新元古代岩浆事件,对于这些岩浆记录的研究能够帮助我们更好的理解南秦岭与扬子北缘在新元古代之间的构造关系。柞水地区小磨岭杂岩及邻区冷水沟杂岩内保留了925Ma~680Ma之间的多期岩浆记录,前人研究结果显示其代表了区内由早期岛弧环境向晚期陆内裂谷环境的转变。其中,冷水沟辉长岩及邻区碾盘沟辉长闪长岩具有较为一致的U-Pb谐和年龄(~621Ma),且与李家砭杂岩体内辉长岩的U-Pb年龄一致,反映二者为同期岩浆活动形成的产物。由于绿片岩相变质作用以及强烈的流体活动,样品中辉石大部分已转变为角闪石,而残余辉石的内部成分极不均一。本文三个基性岩样品锆石的Th/U比值及CL图像均显示岩浆锆石的特征,因此所得U-Pb年龄可以代表岩浆冷却结晶的年龄。冷水沟辉长岩样品的亏损地幔模式年龄,即T_(DM)的范围是1.1-1.35Ga,表明其原岩结晶于中元古代。考虑到样品较为亏损的Hf-O同位素特征(ε_(Hf)(t)=-3.3~+5.3;δ~(18)O=3.48~5.09),我们认为冷水沟基性岩样品来自于亏损地幔的部分熔融。而风化面之上样品(LSG6-03)样品Hf-O同位素范围的扩大,体现了富集组分对样品源区的改造作用。碾盘沟辉长闪长岩样品具有更为亏损的Hf-O同位素特征(ε_(Hf)(t)=5.8~11.1;δ~(18)O=-3.72~-2.58),其负的δ~(18)O值反映了岩浆与低δ~(18)O流体发生高温水岩作用的过程。其亏损地幔模式年龄(0.84-0.97Ga)明显滞后于冷水沟样品,并且与李家砭辉长岩中继承锆石的年龄(845±22 Ma)较为一致,显示其为~621Ma的岩浆事件引起先存岩浆岩熔融的产物。锆石CL图像未显示出热液蚀变改造的痕迹,反映出岩石的形成过程经历了基性岩浆与低δ~(18)O俯冲流体之间的高温水岩反应,最后形成了低δ~(18)O岩浆并结晶出碾盘沟低δ~(18)O岩石。冷水沟及碾盘沟基性岩样品与南秦岭及扬子北缘新元古代晚期岩浆记录的锆石U-Pb-Hf特征较为相似,均代表了一种弧后伸展环境。为了更加详细的理解南秦岭新元古代岩浆活动及构造演化过程,本文同时对小磨岭杂岩内宋家屋场辉长(辉绿)岩体自核部至边部所采三个岩浆岩样品进行了详细的锆石年代学及Hf、O同位素研究。其中,边部样品JTS16-02应为围岩闪长岩体卷入构造破碎带之内的产物。核部样品为两个基性岩样品,其粒度由于同化混染作用而不均一。样品的Hf同位素显示较为亏损的特点,然而其轻微富集的O同位素特征以及较宽的Hf、O同位素范围,反映其形成于受到富集组分改造的亏损地幔源区。而闪长岩样品JTS16-02较为富集的Hf、O同位素特征,表明其为早新元古代南秦岭与扬子北缘俯冲活动引发的岛弧岩浆作用的产物。前人对南秦岭东段新元古代岩浆活动的研究结果显示,新元古代早期(＞735Ma)南秦岭及扬子北缘广泛发育岛弧岩浆作用。对比本文冷水沟及九天山样品,我们认为南秦岭与扬子北缘在新元古代晚期发生了由岛弧环境向弧后伸展环境的转变。冷水沟及碾盘沟基性岩为南秦岭新元古代最晚一期基性岩浆活动的产物,代表了南秦岭新元古代基性岩浆活动的结束,区内构造环境转变为陆内伸展环境。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P534.3
【图文】：

照片,辉长岩,冷水,显微镜下

中-细粒结构，块状构造。本文在野外观察到一条明显的风化面（图4.1 A），并分别对风化面之下的辉长岩（LSG16-02）和风化面之上的辉长质砾岩（LSG16-03）进行了采样。风化面之下的辉长岩（LSG16-02）（图 4.1 B）粒度较粗，上部辉长质砾岩（LSG16-03）的砾石成分与辉长岩相同，二者均受到了广泛的绿片岩相变质作用（图 4.1C）。风化面之上辉长质砾岩样品 LSG16-03 中的砾石成分与下部冷水沟辉长岩样品 LSG16-02 的组成类似，其主要矿物为：辉石（25%）、角闪石（20%）、长石（45%）及少量石英（3%）。副矿物主要为少量榍石及磷灰石，镜下可见方解石脉体，大颗粒矿物被细脉肢解（图 4.1C）。矿物普遍发生溶蚀，呈港湾状（图 4.1D）。样品中长石颗粒较大，其表面发生严重的黏土化、帘石化（图 4.1E）。辉石由于强烈蚀变

照片,辉石,背散射,绿帘石化

难反映其原岩信息。因此，选择岩石内封闭温度体，通过其 U-Pb 年代学和 Hf-O 同位素地球化特征及其形成过程。碾盘沟辉长闪长岩由于绿片岩相变质作用以及成分在镜下难以确定。因此，我们对薄片中的部进行了电子探针（EPMA）分析。背散射照片显残余辉石的内部成分极不均一（图 4.2）。电子退变为阳起石（Act），大颗粒长石被绿帘石（E法辨别矿物轮廓。

【参考文献】