额尔古纳地块兴华渡口群变质作用研究

发布时间：2020-10-24 10:12

　　 研究区位于中亚造山带东段(国内被称之为兴蒙造山带)中国东北地区的额尔古纳地块内绿林林场地区,区内发育前寒武纪地层兴华渡口群变质岩系,该变质岩系主要集中分布在白卡鲁山以北青松林场-绿林林场一带,大致呈北东-南西向不规则带状延伸,多呈透镜体状产出在凤水山片麻岩和寒武世岩体中,此变质岩系是研究额尔古纳地块前寒武纪地质体变质属性的重要窗口之一。该研究区出露的兴华渡口群主要有变质表壳岩和变基性岩,其中变质表壳岩包含有黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、含石榴黑云二长片麻岩、含石榴矽线黑云片麻岩、含石榴矽线黑云片岩、石榴矽线黑云片岩、石榴矽线二云片岩等。变质基性岩包含有斜长角闪岩。本论文以记录了多阶段变质演化历史的石榴矽线黑云片岩和石榴矽线二云片岩为重点研究对象,重点研究该变泥质岩的变质演化过程和变质时代。岩石地球化学特征表明,绿林林场兴华渡口群变泥质岩的原岩主要是富铝粘土岩,物源为地壳之上的长英质为主,且原岩沉积时经历了较高程度的风化,变基性岩原岩具有岛弧钙碱性玄武岩的特征,形成在岛弧或岛弧向大陆过渡的构造环境。利用岩相学分析和相平衡模拟以及矿物温压计计算,限定出绿林林场兴华渡口群变质岩系经历了三个变质演化阶段其中变泥质岩早期进变质阶段(M1)的以石榴石包裹体中保留的高Mg~#、低Ti的黑云母为记录,温压范围为650°C,6 kbar,矿物组合为黑云母+白云母+石榴石+矽线石+石英+流体;近峰期高角闪岩相变质阶段(M2),温压范围大约为710-720°C,5-6 kbar,矿物组合为黑云母+石榴石+矽线石+钾长石+石英+熔体;后期退变质阶段(M3),主要是记录了白云母脱水熔融反应的逆反应,限定的温压范围是640°C,4-5 kbar,矿物组合为黑云母+白云母+石榴石+斜长石+矽线石+石英+流体,这三个阶段构成典型的顺时针P-T轨迹。石榴石变斑晶的数值模拟结果表明,用Carlson(2006)模型模拟出约经历15 Ma近峰期变质时间时,其模拟结果与实测数据最为吻合,说明该变泥质岩所经历的近峰期变质时间最多持续15 Ma。锆石U-Pb年代学测试研究结果表明,绿林林场兴华渡口群变泥质岩的原岩形成年龄为~600 Ma,属于新元古代,变质年龄为~500 Ma,属于泛非期。综合上述研究结论,认为绿林林场兴华渡口群变泥质岩在~500 Ma的泛非期,经历了最高级别达到高角闪岩相的变质作用,根据其P-T轨迹得出其主要是经历了俯冲-碰撞-造山-折返的过程。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P588.3
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与选题依据
    1.2 研究思路及方法
    1.3 本论文依托的科研项目
    1.4 论文工作量
第2章 额尔古纳地块区域地质概况
    2.1 区域构造
    2.2 区域岩石地层单元
        2.2.1 前寒武系
        2.2.2 古生界
        2.2.3 中生界
    2.3 区域岩浆岩
第3章 样品制备及分析测试方法
    3.1 单矿物分选、制靶及图像采集和全岩粉末分析
    3.2 电子探针（EPMA）-矿物化学分析测试
    3.3 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年
    3.4 全岩地球化学分析
第4章 变质作用P-T-t轨迹的反演方法
    4.1 限定变质作用P-T-t轨迹的方法
        4.1.1 变质P-T-t轨迹正演法
        4.1.2 变质P-T-t轨迹反演法
    4.2 高精度年代学方法确定变质时代
第5章 额尔古纳地块绿林林场兴华渡口群变质作用
    5.1 野外地质特征
    5.2 岩相学特征
    5.3 矿物化学特征
    5.4 矿物组合、变质反应及变质期次划分
第6章 岩石地球化学特征
    6.1 变泥质岩
        6.1.1 地球化学特征
        6.1.2 原岩物质源区与沉积环境
    6.2 变基性岩
        6.2.1 地球化学特征
        6.2.2 原岩类型
        6.2.3 构造环境
第7章 变质演化P-T条件
    7.1 变质相平衡模拟分析
        7.1.1 变质相平衡基本原理
        7.1.2 视剖面计算
        7.1.3 视剖面结果
    7.2 矿物温压计计算
        7.2.1 地质温压计计算基本原理
        7.2.2 地质温压计计算
    7.3 绿林林场变泥质岩的变质过程与P-T轨迹
第8章 石榴石变斑晶扩散环带数值模拟
    8.1 石榴石扩散环带数值模拟的基本原理
    8.2 石榴石扩散环带数值模拟结果
第9章 兴华渡口群变质岩系锆石U-Pb年代学以及大地构造意义
    9.1 锆石U-Pb定年
    9.2 原岩时代
    9.3 变质时代
    9.4 大地构造意义
第10章 结论
    10.1 结论
    10.2 主要创新点
    10.3 存在问题
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
附表

【参考文献】

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本文编号：2854332