西秦岭伯阳—元龙地区中泥盆统变砂岩年代学、地球化学及其构造意义

发布时间：2020-11-21 19:30

　　 本文的研究对象是西秦岭北带天水市伯阳镇保安村-元龙镇红星村地区出露的一套角闪岩相变砂岩地层,前人对这套变砂岩形成时代有不同看法,对其地质意义的研究目前还很薄弱。本文对伯阳-元龙地区变砂岩进行了岩石学、地球化学和碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究,揭示了变砂岩的地质特征、矿物和岩石学特征、形成时代、物源区和沉积环境特征,并对变砂岩进行原岩恢复,在此基础上,结合西秦岭地区相关资料及已有的研究成果,探讨其构造意义。论文得到以下认识:(1)研究区变砂岩的原岩中含有偏基性的火山物质,经过角闪岩相变质形成变砂岩中的镁铁质矿物。变砂岩中石英含量很高且变质重结晶,但是却出现了黑云母和角闪石等镁铁质矿物,原岩中应该有一些偏基性的火山物质,其加入成熟度较高的石英砂岩再经过角闪岩相变质作用后出现暗色矿物。由于红星村变砂岩中镁铁质矿物含量明显高于保安村剖面的变砂岩,红星村剖面变砂岩原岩中的基性火山物质应该多于保安村剖面变砂岩的原岩。(2)对变砂岩进行的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,变砂岩碎屑锆石年龄的时间跨度极大(407~2483 Ma),伯阳镇保安村南部和元龙镇红星村南部样品最小年龄均为早泥盆世,且有多个测点的年龄数据落入早泥盆世范围,说明变砂岩的沉积时代不应早于早泥盆世,结合区域地质资料将这套地层划归中泥盆统。这可能是现有文献中,在西秦岭北带少有的中泥盆统物质记录。(3)伯阳镇保安村南和元龙镇红星村南的变砂岩样品中碎屑锆石U-Pb年龄分别在407-563 Ma和396-587Ma有最大峰值,对应北秦岭寒武纪到早泥盆世的岩浆活动;在905-1094 Ma和926-1085 Ma分别有一个次级峰值,该次级峰值年龄与秦岭造山带和扬子克拉通的岩浆活动时间对应,反映北秦岭与Rodinia超大陆聚合相关的物源,及来自扬子克拉通物源;在637-847 Ma和626-824 Ma有较小的几个峰值,可能反映了与Rodinia超大陆裂解有关的岩浆活动,这个时间段的岩浆活动目前在西秦岭地区报道得比较少。可识别的变质锆石年龄集中在700-1000 Ma和1700~1900 Ma这两个区间内,代表秦岭群变质岩。变砂岩中2粒具有榴辉岩相变质锆石稀土元素地球化学特征的碎屑锆石分别给出年龄767±10 Ma和800±9 Ma,说明新元古代西秦岭可能存在榴辉岩相的超高压变质带。(4)变砂岩的地球化学特征反映其主体形成于活动大陆边缘构造背景,碎屑锆石年龄特征反映其主要物源是西秦岭造山带和扬子克拉通,说明在中泥盆世时西秦岭造山带的天水-武山板块缝合带已经基本缝合,导致大量源自扬子克拉通的沉积物能够到达西秦岭北带;但当时天水-武山板块缝合带可能尚未完全缝合,局部仍存在活动大陆边缘环境。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P588.3;P534.44;P597.3
【部分图文】：

8图 2-1 西秦岭北部及邻区构造简图（据丁仨平等，2009；裴先治等，2009；胥晓春等，2014 修改）1-新生界；2-下白垩统；3-上三叠统小河子陆相酸性火山岩系；4-晚三叠世石英正长斑岩；5-上泥盆统大草滩群；6-中泥盆统舒家坝群；7-中泥盆统未分；8-下志留统葫芦河群；9-下志留统红土堡群变基性火山岩；10-志留系太阳寺岩组；11-上奥陶统草滩沟群；12-中-上奥陶统陈家河群变质中-酸性火山岩；13-奥陶系李子园群；14-寒武纪-早奥陶世关子镇蛇绿岩；15-南华系木其滩岩组；16-中元古界宽坪岩群；17-古元古界陇山岩群；18-古元古界秦岭岩群；19-加里东早期闪长岩-石英闪长岩；20-加里东晚期花岗岩；21-印支期花岗岩；22-区域性断裂；23-天水-武山构造带范围；24-采样点

图 2-2 伯阳镇保安村南变砂岩露头区路线地质剖面图2.1.2 区域边界断裂特征新阳-元龙韧性剪切带（区域上可称为天水-宝鸡走滑剪切带）是西秦岭造山带和祁连造山带的边界，是二者后期发生走滑拼贴的构造界面（刘成军，2013）。受天水-宝鸡断裂带（新生代活动断裂带）晚期活动的改造及新生代盆地的覆盖和影响，出露较少，仅在天水市元龙地区北侧和新阳镇东细尾子沟-蚰蜒嘴地区的较小范围出露较好。元龙地区北侧剪切带主要发育黑云长英质糜棱岩和碎屑岩，其南侧发育中上奥陶统草滩沟群变质砂岩。细尾子沟-蚰蜒嘴一带主要发育钙质糜棱岩、花岗质糜棱岩、长英质糜棱岩和黑云母斜长质糜棱岩等各类糜棱岩类构造岩。两地黑云母40Ar/39Ar同位素定年结果（347.95±2.17Ma 和 351.70±1.72Ma）表明，早石炭世新阳-元龙韧性剪切带发生了强烈的走滑构造拼贴，并伴随较为广泛的中酸性岩浆侵入作用及褶皱运动（丁仨平等，2009）。天水-武山板块缝合带是商丹缝合带的西延部分，沿天水-武山板块缝合带分布着

19图 3-1 保安村南变砂岩野外照片（a、b）和显微照片（c、d），红星村南变砂岩显微照片（e、f）c、e-单偏光图像，d、f-正交偏光图像；Afs-碱性长石， Amp-角闪石，Ap-磷灰石，Bt-黑云母，Qtz-石英3.2 样品分析方法主、微量元素地球化学分析工作在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。其中，全岩的主量元素分析用碱熔玻璃片法测定，元素分析误差小于 5%。微量和稀土元素分析在 Elan 6100DRC 型电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）上进行，分析精度误
【参考文献】

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本文编号：2893489