华北陆块南缘碱性岩地球化学研究及其大地构造意义

发布时间：2017-09-18 15:35

  本文关键词：华北陆块南缘碱性岩地球化学研究及其大地构造意义

  更多相关文章： 华北陆块南缘 碱性岩 A型花岗岩 正长岩 中元古代 新元古代 中生代 构造演化

【摘要】：华北陆块南缘发育了大量的碱性岩,这些碱性岩形成于不同的时代,具有不同的成因。本文选取了中元古代的龙王幢A型花岗岩、新元古代的双山角闪正长岩和中生代的张士英角闪正长岩和太山庙A型花岗岩作为研究对象。通过岩体的地球化学、锆石学等研究方法,探讨其成因及构造意义。进而试图阐述华北南缘的碱性岩构造旋回及华北南缘构造演化历史。中元古代的龙王幢花岗岩具有高硅SiO2=70.7~72.68%,富碱(Na2O=2.45 3.54%、K2O=4.56~6.35%)。在K2O-SiO2图解上龙王幢碱性花岗岩显示高钾钙碱性-碱玄岩系列的特征。具有明显的轻重稀土分异LREE/HREE=9.6～ 17.6, Eu的负异常。富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素。龙王幢花岗岩具有典型的A型花岗岩的特征,比如具有较高的Si02(70%)、FeOt/MgO、(K+Na)/A1和10000*Ga/Al匕。最主要的是形成于高温环境,全岩锆的饱和温度计算结果显示结晶温度在1030-1098℃。龙王幢A型花岗岩具有A1型花岗岩的特征指示了形成于板内的构造环境。龙王幢A型花岗岩是英云闪长质地壳物质部分熔融的产物,残留相中存在斜长石。形成时代为1.6Ga,是哥伦比亚超大陆裂解时期的晚期产物。新元古代双山角闪正长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄结果为806±11Ma。岩石具有较低的Si02含量(541～58.3wt.%)指示中性岩的特征；富碱(Na20=5.13～10.13%, K2O=2.52～8.83wt.%),在TAS分类图中所有岩石都落在霞石正长岩系列范围。富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILE)。具有明显的Ba的亏损和微弱的K的亏损。不同于一般的岛弧火山岩,双山角闪正长岩没有Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素(HFSE)的亏损现象。富集Nb、Ta等微量元素指示了双山岩体原始岩浆具有原始地幔成分的贡献,结合前人发表的Sr-Nd-Pb同位素特征我们认为双山原始岩浆形成于壳幔岩浆的混合作用,随后经历了结晶分异作用。双山角闪正长岩形成于新元古代拉张性的构造环境,可能是罗迪尼亚超大陆超大陆在华北陆块南缘的响应。关于中生代的碱性岩我们选取了张士英角闪正长岩和太山庙花岗岩进行了锆石U-Pb定年Lu-Hf同位素研究和全岩的主微量元素的研究。张士英角闪正长岩的和太山庙花岗岩锆石U-Pb定年结果显示两个岩体分别形成于122.8±1.5Ma 和 112.1±3.2Ma。张士英角闪正长岩具有高的SiO2(65.59- 68.1wt.%)、 Al2O3(15.39-15.64 wt.%)含量、高的Sr (468~666ppm)、Sr/Y(35-45) (La/Yb)N(20.1～221)比,但是具有低的Y(13.1~16.6ppm)和Yb(1.47~1.78ppm)含量。在稀土配分图上显示具有可以忽略的Eu的负异常,亏损Nb、Ta、P、Ti和Y等元素。以上这些特征显示张士英角闪正长岩具有典型的埃达克质岩石的特征。锆石的Hf同位素显示εHf(t)=-17.6～-5.7平均为-15.2,相应的两阶段模式年龄TDM2=1.29~ 1.91 Ga。这一年龄相比于华北克拉通南缘的基底岩石较年轻,可能指示了张士英角闪正长岩源区不仅是加厚下地壳,镁铁质岩浆底侵作用形成的新生地壳也是一个重要的源区。所以我们认为张士英角闪正长岩形成于加厚下地壳的部分熔融并伴有中元古代新生地壳的加入。而比张士英岩体晚10Ma左右的太山庙花岗岩则显示A型花岗岩的特征,比如具有相对较高的SiO2(69.7-71.87wt.%)、全碱(Na20 + K2O = 8.5~ 9.4 wt.%)、HFSE( Zr、Nb、Ga、Y ),但是相对较低的CaO (0.27~ 1.25 wt.%)、Ba、Sr以及Eu的显著负异常。太山庙花岗岩Hf同位素显示εnf(t)=-12.4~ -1.6平均为-7.6,其两阶段模式年龄TDM2=1.10～1.63Ga平均为1.38 Ga。太山庙花岗岩形成于高温的环境下全岩的锆饱和温度显示岩体结晶温度为830℃ to 900℃。太山庙A型花岗岩是英云闪长岩地壳在高温低压下部分熔融形成的,残留相中含有斜长石。源区也有新生陆壳的贡献,因为太山庙花岗岩Hf同位素也具有比基底太华群更高的e Hf(t)值。张士英角闪正长岩形成于中国东部构造体系转折时期,张士英岩体的侵入代表了该区域加厚下地壳初始减薄阶段,晚期形成的太山庙A型花岗岩则是岩石圈减薄的产物,是华北克拉通破坏在华北南缘的响应。华北陆块南缘至少经历了三次伸展构造旋回,分别是中元古代华北东部陆块和西部陆块碰撞拼合后的拉伸事件,对应于哥伦比亚超大陆的裂解。新元古代时期以双山角闪正长岩和栾川辉长岩出露为标志的伸展作用,对应于罗迪尼亚超大陆的裂解。中生代华北华南两大板块发生了碰撞拼合,随后的构造体系大转折在华北南缘发育了张士英角闪正长岩,以及之后发育了代表着岩石圈减薄的太山庙A型花岗岩。
【关键词】：华北陆块南缘 碱性岩 A型花岗岩 正长岩 中元古代 新元古代 中生代 构造演化
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P588.15
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 选题依据及研究意义12-14
• 1.2 碱性岩概况14-18
• 1.2.1 碱性岩研究历史14-15
• 1.2.2 碱性岩的定义15-16
• 1.2.3 国内碱性岩的研究状况16-17
• 1.2.4 华北陆块南缘碱性岩的研究状况17-18
• 1.3 研究内容及技术路线18-19
• 1.4 论文工作量19-20
• 第二章 区域地质背景20-28
• 2.1 区域大地构造属性20
• 2.2 区内主要地层20-23
• 2.3 区内主要断裂23-25
• 2.4 区内发育的岩浆岩25
• 2.5 区域矿产25-26
• 2.6 区内碱性岩类型与时空分布26-28
• 第三章 样品处理和实验方法28-30
• 3.1 全岩主量元素、微量元素28
• 3.2 锆石U-Pb年龄测定28
• 3.3 锆石Lu-Hf同位素测定28-30
• 第四章 华北南缘中元古代碱性岩30-49
• 4.1 岩石学特征30-33
• 4.2 主微量元素特征33-37
• 4.2.1 主量元素特征33-36
• 4.2.2 稀土元素和微量元素特征36-37
• 4.3 岩体形成时代37
• 4.4 岩石类型37-40
• 4.5 岩石成因40-45
• 4.6 大地构造环境判别及其意义45-49
• 第五章 华北南缘新元古代碱性岩49-64
• 5.1 岩石学特征49-51
• 5.2 锆石U-Pb年代学51-52
• 5.3 岩石地球化学特征52-55
• 5.4 岩石成因55-61
• 5.5 大地构造环境判别及其意义61-64
• 第六章 华北南缘中生代碱性岩64-87
• 6.1 岩石学特征64-66
• 6.2 锆石学研究结果66-70
• 6.2.1 锆石U-Pb年代学特征66-69
• 6.2.2 锆石Lu-Hf同位素特征69-70
• 6.3 岩石地球化学特征70-73
• 6.4 岩体成因73-84
• 6.4.1 张士英岩体成因73-80
• 6.4.2 太山庙岩体成因80-84
• 6.5 大地构造环境判别及其意义84-87
• 第七章 区域构造演化87-89
• 结论89-91
• 参考文献91-105
• 附录105-122
• 致谢122-123
• 硕士研究生期间发表论文目录123

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张健;田辉;李怀坤;苏文博;周红英;相振群;耿建珍;杨立功;;华北克拉通北缘Columbia超大陆裂解事件:来自燕辽裂陷槽中部长城系碱性火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据[J];岩石学报;2015年10期

2 邓小芹;赵太平;彭头平;高昕宇;包志伟;;华北克拉通南缘1600Ma麻坪A型花岗岩的成因及其地质意义[J];岩石学报;2015年06期

3 翟明国;胡波;彭澎;赵太平;;华北中—新元古代的岩浆作用与多期裂谷事件[J];地学前缘;2014年01期

4 胡浩;李建威;邓晓东;;洛南-卢氏地区与铁铜多金属矿床有关的中酸性侵入岩锆石U-Pb定年及其地质意义[J];矿床地质;2011年06期

5 王晓霞;王涛;齐秋菊;李舢;;秦岭晚中生代花岗岩时空分布、成因演变及构造意义[J];岩石学报;2011年06期

6 涂湘林;张红;邓文峰;凌明星;梁华英;刘颖;孙卫东;;RESOlution激光剥蚀系统在微量元素原位微区分析中的应用[J];地球化学;2011年01期

7 高昕宇;赵太平;原振雷;周艳艳;高剑峰;;华北陆块南缘中生代合峪花岗岩的地球化学特征与成因[J];岩石学报;2010年12期

8 包志伟;王强;资锋;唐功建;杜凤军;白国典;;龙王(石童)A型花岗岩地球化学特征及其地球动力学意义[J];地球化学;2009年06期

9 郭波;朱赖民;李r，

本文编号：876367