冀北丰宁永利碳酸岩体的发现及其地质意义

发布时间：2020-11-06 09:41

　　 华北克拉通作为我国最大也是最古老的克拉通,长期以来就是地质学者的重点研究对象。特别是古—中元古代之交华北克拉通由统一结晶基底向伸展裂解构造体制转变的时限问题一直是前寒武纪研究的热点。本文通过对位于冀北丰宁四岔口乡永利村附近一处碳酸岩岩体的研究,为华北克拉通初始裂解的时限提供可靠的地质证据。该岩体大致沿北西向展布,以透镜状产出,宽在300-400m之间,长度为1km左右,周围零星分布着数个小型碳酸岩体露头。岩体内可见大量斜长角闪岩及辉石黑云斜长片麻岩捕虏体。永利碳酸岩的矿物成分主要为方解石,含量大于90%,为典型方解石碳酸岩类型。根据其地球化学元素分析,主量元素成分主要为CaO和CO2,CaO平均含量达54.01%,CO2含量主要反映在烧失量上,平均含量为42.60%,为典型的钙质碳酸岩类型。稀土元素原始地幔标准化曲线总体走势较为平稳,其轻/重稀土元素比值在2.041~3.999μg/g之间,平均为2.623μg/g。在C、O同位素方面,δ13CV-PDB在0~-0.2‰之间,平均为-0.1‰,δ18OV-SMOW的值在14.68‰~18.80‰,平均为16.74‰。运用LA-ICPMS锆石U-Pb测年,得到碳酸岩的成岩年龄为1806±36Ma(MSWD=3.3),碳酸岩内斜长角闪岩捕虏体年龄为1848±12Ma(MSWD=0.88)。碳酸岩多产出于相对稳定的板内环境,绝大多数跟裂谷和板内伸展裂解事件相关,且它的物质来源一般较深,是探究岩石圈构造环境的理想岩石。本文通过对冀北丰宁永利碳酸岩体的研究,显示永利碳酸岩岩浆可能来源于原始地幔,并遭受到下地壳的混染作用,说明其岩浆来源于地幔柱和下地壳耦合产生的熔融体。通过构造环境判别图分析,永利碳酸岩样品点均投在WPB板内玄武岩区域内或附近,说明它的形成与板内大陆裂谷环境有关,结合其成岩年龄为1806±36Ma,这表明1.8Ga左右,华北板块已然开始裂解,形成的深大断裂,为碳酸岩岩浆的侵位提供了有利通道,使得碳酸岩岩浆能够快速上升到地表。这也表明在1.8Ga左右,华北板块开始由统一的结晶基底向伸展裂解构造体制转变,为限定华北克拉通初始裂解时间提供了可靠的证据。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P588.245
【部分图文】：

8、综合分析：在前期充分收集和整理室内资料的基础上，通过对永利碳酸岩体详细的野外地质调查，结合岩石学、地球化学、年代学以及同位素地球化学分析，了解永利碳酸岩的物质组成及产状，获取永利碳酸岩的形成时代，系统的讨论永利碳酸岩体的岩石成因，判断其形成的构造背景以及其所代表的地质意义，最终完成论文的编写工作。

2、区域地质2.1 大地构造背景研究区大地构造位置处于华北板块北缘的中部地区，地处燕辽裂陷槽北部。赵国春等（2002a）认为华北克拉通基底从东往西依次由东部陆块、中部碰撞带以及西部陆块三个主要的构造单元所构成的，其中西部陆块则由北部的阴山地块和南部鄂尔多斯地块沿孔兹岩带拼合而成（图 2-1），研究区位于东、西陆块拼合的中部碰撞带内。其内发育多期以伸展裂解构造背景为主的岩浆事件，这些岩浆事件，保留了众多有关大地构造学和年代学的信息，是研究华北板块早—中元古代构造演化的重要对象。

区域上古元古代的地层以红旗营子群为主，是河北省区域地质调查队在1958 年进行 1:100 万张家口幅区域地质调查时所建立的，由于建群的地点位于崇礼县红旗营子村，故命名为红旗营子群。在过去的很长一段时间里通常将它与冀北承德地区的新太古代单塔子群进行对比。1975 年河北地质局第二区域地质队在 1:20 万承德幅地质调查中将单塔子群自下而上划分为燕窝铺组、白庙组、凤凰嘴组以及刘营组等。1987 年，河北区调队在石人沟—红旗地区开展 1:5 万区域地质调查中，发现单塔子群中存在明显的角度不整合现象。胡学文等（1989）根据原岩建造的差异、变质程度的差异、混合岩化作用的不同、构造样式的差异、同位素年代的差异建议将单塔子群予以解体，提出下部燕窝铺组和白庙组地层依旧为单塔子群，而上部的凤凰嘴组、刘营组等地层归为古远古届红旗营子群，两者呈角度不整合接触。这个观点也得到大多数学者的支持（王启超，1995；刘树文等，2007）。区域上以崇礼—赤城—大庙断裂为界，断裂以北划分为红旗营子群，以南归为单塔子群（图 2-2）。
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本文编号：2872973