冀北赤城、宣化高压麻粒岩的岩石学特征及原岩恢复

发布时间：2017-08-16 00:23

  本文关键词：冀北赤城、宣化高压麻粒岩的岩石学特征及原岩恢复

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【摘要】：高压麻粒岩作为组成造山带下地壳物质的重要部分,清楚的记录了下地壳乃至核幔边界环境的演变过程。本文选择冀北赤城沃麻坑和宣化大东沟的高压麻粒岩作为研究对象,通过对两地高压麻粒岩的岩相学、矿物学、地球化学及年代学进行研究,确定了高压麻粒岩的原岩及其形成的构造环境,从而为华北克拉通高压麻粒岩研究提供了新的实例。赤城沃麻坑高压麻粒岩主要以透镜状、团块状的形式产于石榴黑云角闪片麻岩和石榴斜长角闪片麻岩中,由于构造变形的影响,透镜体有时出现“S”变形。岩相学研究表明,赤城高压麻粒岩主要经历了三期的变质演化阶段:第一阶段为原岩形成阶段,矿物组合为Cpx+Pl+Q,第二阶段为峰值高压麻粒岩相阶段,矿物组合为Grt+Cpx+Q+Pl,第三阶段为角闪岩相退变质阶段,矿物组合为Amp+Pl±Grt。高压麻粒岩中的石榴子石主要由铁铝榴石(Alm)、镁铝榴石(Prp)、钙铝榴石(Grs)和少量的锰铝榴石(Sps)组成,自其石榴子石颗粒核部至边部的位置,Ca O和Mg O含量分别介于6.326%~8.106%和3.063%~6.409%之间。高压麻粒岩中的斜长石包括三种产状:颗粒边部有石榴子石“红眼圈”的斜长石(An=36)、与单斜辉石共生的斜长石(An=29.9~38.8)和与角闪石共生的斜长石(An=28.5~32.6),这三种产状的斜长石都为中长石。岩石中单斜辉石为次透辉石。运用Grt-Cpx温度计和Grt-Cpx-Q-Pl压力计计算得出峰值麻粒岩相的压力为1.037GPa~1.196GPa,温度是619.7℃~658.6℃。高压麻粒岩中微量元素Sr和Ba的含量都高于地壳平均值,其余Rb、Cs、Ta、Nb、Hf、Zr和Th/U比值都低于地壳平均值,其稀土元素配分模式有两类:右倾型和平坦型,总体特点为轻稀土富集和重稀土平坦。利用X函数,高压麻粒岩的X值都为正(3.87~6.56),说明原岩为火成岩类,其变质岩原岩恢复图解和构造环境判别图表明原岩为辉长岩,且原岩年龄为1904±12Ma,原始岩浆为拉斑玄武岩系列,形成环境为岛弧环境。宣化大东沟高压麻粒岩主要以透镜状、团块状的形式产于黑云斜长片麻岩中,由于构造变形的影响,透镜体有时出现“X”节理和石英脉有时出现“Z”变形。岩相学研究表明,宣化大东沟高压麻粒岩主要经历了三期的变质演化阶段:第一阶段为原岩形成阶段,矿物组合为Cpx+Pl+Q,第二阶段为峰值高压麻粒岩相阶段,矿物组合Grt+Cpx+Q+Pl,第三阶段为退变质阶段,包括退变质早期中压麻粒岩相阶段、退变质中期低压麻粒岩相阶段、退变质晚期角闪岩相阶段。退变质早期中压麻粒岩相阶段,矿物组合Grt+Opx+Cpx+Pl,退变质中期低压麻粒岩相阶段,矿物组合Cpx+Opx+Pl,退变质晚期角闪岩相阶段,矿物组合Amp+Pl±Grt。自高压麻粒岩石榴子石颗粒核部至边部的位置,Ca O和Mg O含量分别介于5.503%~8.224%和4.542%~6.69%之间。高压麻粒岩中的斜长石包括三种产状:颗粒边部有石榴子石“红眼圈”的斜长石(An=48.6~71.1)、与单斜辉石共生的斜长石(An=49.7~62.2)和与角闪石共生的斜长石(An=51.1),颗粒边部有石榴子石“红眼圈”中的斜长石为中长石、拉长石和培长石,另两种产状的斜长石为拉长石。岩石中单斜辉石为次透辉石。运用Grt-Cpx温度计和Grt-Cpx-Q-Pl压力计计算得出峰值麻粒岩相的压力为0.901GPa~1.173GPa,温度是662.6℃~801.7℃。高压麻粒岩中微量元素Sr和Ba的含量都高于地壳平均值,其余Rb、Cs、Ta、Nb、Hf、Zr和Th/U比值都低于地壳平均值,稀土元素配分模式为右倾斜,特点为轻稀土富集和重稀土平坦。利用X函数,高压麻粒岩的X值为正(4.43~6.57),说明原岩为火成岩类,其变质岩原岩恢复图解和构造环境判别图表明原岩为辉长岩,原始岩浆为拉斑玄武岩系列,形成环境为岛弧环境。综上所述,赤城和宣化两地的高压麻粒岩野外产状都以透镜状、团块状的形式产于围岩中,其单斜辉石都为次透辉石。但是,两地高压麻粒岩的围岩、高压麻粒岩所经历的构造运动、矿物成分、退变质产物及变质期次有所不同。赤城沃麻坑高压麻粒岩的退变质作用较宣化大东沟抬升较快;矿物成分方面,沃麻坑高压麻粒岩中的石榴子石中Ca O和Mg O含量分别略高于和低于宣化大东沟高压麻粒岩;“红眼圈”中的斜长石种类较宣化单一;温压计测算的峰值麻粒岩相的温度和压力分别较宣化大东沟低和高。微量元素方面,两地高压麻粒岩中的Sr和Ba含量高于地壳平均值,其余Rb、Cs、Ta、Nb、Hf、Zr和Th/U比值都低于地壳平均值,且宣化大东沟高于赤城沃麻坑(U和Th例外)。从稀土配分模式来看,两地高压麻粒岩都有右倾、轻稀土富集重稀土平坦的特点,但赤城沃麻坑高压麻粒岩还有一类平坦型,轻重稀土分异程度未有宣化大东沟明显。追溯两地高压麻粒岩的原岩和构造环境,两地的高压麻粒岩原岩都为辉长岩,原始岩浆为拉斑玄武岩系列,形成的环境为岛弧环境,赤城沃麻坑高压麻粒岩的原岩年龄为1904Ma。
【关键词】：岩石学特征 原岩恢复 高压麻粒岩 赤城 宣化 冀北
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P588.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-18
• 1.1 研究现状11-14
• 1.1.1 高压麻粒岩的研究现状11-12
• 1.1.2 研究区高压麻粒岩的研究现状12-14
• 1.2 论文的选题依据及意义14-15
• 1.3 论文研究简述15-16
• 1.3.1 论文的研究内容15
• 1.3.2 论文拟解决的问题15
• 1.3.3 论文研究思路15-16
• 1.4 论文研究进度及完成工作量16-18
• 1.4.1 论文研究进度16-17
• 1.4.2 论文完成工作量17-18
• 第2章 区域地质概况18-20
• 2.1 区域构造背景18-19
• 2.2 区域地层19-20
• 第3章 岩相学及矿物学特征20-33
• 3.1 野外基本地质特征20-22
• 3.2 岩相学及变质期次划分22-26
• 3.2.1 岩相学特征22-23
• 3.2.2 变质期次划分23-26
• 3.3 高压麻粒岩矿物学特征26-31
• 3.3.1 石榴子石矿物化学特征26-29
• 3.3.2 单斜辉石矿物化学特征29-30
• 3.3.3 斜长石矿物化学特征30-31
• 3.4 变质P-T条件估算31-33
• 第4章 高压麻粒岩的地球化学特征33-38
• 4.1 分析测试方法33
• 4.2 主量元素33-35
• 4.3 微量元素35-36
• 4.4 稀土元素36-38
• 第5章 高压麻粒岩原岩恢复及构造环境判别38-41
• 5.1 高压麻粒岩原岩恢复38-40
• 5.2 高压麻粒岩构造环境判别40-41
• 第6章 锆石U-PB年代学41-44
• 6.1 锆石U-PB年龄的测定41-43
• 6.1.1 测试方法41
• 6.1.2 样品特征及测试结果41-43
• 6.2 地壳演化探讨43-44
• 结论44-45
• 致谢45-46
• 攻读学位期间取得学术成果46-47
• 主要参考文献47-51
• 附表51-62
• 图版62-65

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本文编号：680622