黑龙江省桃山花岗杂岩体的时代与成因研究

发布时间：2017-09-23 08:24

  本文关键词：黑龙江省桃山花岗杂岩体的时代与成因研究

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【摘要】：小兴安岭地区位于兴蒙造山带东段,隶属松嫩地块,自晚古生代至中生代先后经历了古亚洲洋的俯冲闭合、古太平洋的俯冲对该区的叠加改造和置换作用,地质背景极其复杂,具有演化时间长、多阶段增生与缝合的特点。桃山花岗杂岩体地处小兴安岭中部,正长花岗岩、二长花岗岩和闪长岩、辉长岩等多种岩石出露,是研究岩浆演化和中生代小兴安岭地区大地构造背景的重要地质窗口。然而目前该岩体缺少高精度年代学数据,并且对该区基性侵入岩的研究相对偏少。为此,本文通过对桃山花岗杂岩体进行地质学、岩相学、年代学、地球化学特征及锆石Lu-Hf同位素特征的研究,查明了桃山花岗杂岩体的岩石组合、形成时代以及岩石成因。桃山花岗杂岩体的主体岩石为正长花岗岩,二长花岗岩侵入其中。多条和正长花岗岩同生的中基性岩墙与正长花岗岩相互侵入,与后者混合现象明显,岩性为闪长岩和内部残存色率更深的辉长岩。1、岩石的形成时代正长花岗岩侵位时间为177±2Ma,二长花岗岩侵位于175±1Ma,辉长岩中最小一组的单颗粒锆石表面年龄为169Ma~181Ma,加权平均年龄为175Ma。三者侵位时间在误差范围内一致,都为早侏罗世岩浆岩。2、地球化学特征正长花岗岩高硅较富铝低铁镁钙,Na2O/K_2O=0.64~0.92,钾质,分异指数DI=95~97,弱过铝质,高钾钙碱性系列-钾玄岩系列,Mg#=7~11,∑REE=133.1×10~(-6)~173.1×10~(-6),轻重稀土元素比值LREE/HREE为5.56~13.15,δEu=0.16~0.45,具有明显铕负异常,低Sr高Yb,Sr=11.2×10~(-6)~12.2×10~(-6),Yb=3.16×10~(-6)~3.4×10~(-6),大离子亲石元素(LILE)K、Rb和LREE相对富集,Ba、Sr及高场强元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti强烈亏损,具活动大陆边缘岩浆弧花岗岩的特点。二长花岗岩w(Si O_2)=63.79%~66.75%,中钾-高钾钙碱性系列,∑REE=87.9×10~(-6)~181.9×10~(-6),LREE/HREE为6.12~17.48。与正长花岗岩不同的是,Na2O/K_2O=1.17~2.53,钠质,δEu=0.93~1.30,铕负异常不明显至铕的正异常,高Sr低Yb,Sr=418×10~(-6)~653×10~(-6),Yb=1.31×10~(-6)~2.03×10~(-6),Mg#=31~39。微量元素上,大离子亲石元素(LILE)K、Rb和LREE相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti强烈亏损,同样显示来源于地壳。辉长岩低硅富铁镁钙,w(Si O_2)=50.12%,全碱含量w(Na2O)+w(K_2O)=6.42%,Na2O/K_2O=1.09,Mg#=65,∑REE=236.3×10~(-6),LREE/HREE为9.33,δEu=0.80,Eu中等负异常型,明显富集LILE和LREE,亏损Nb-Ta-Ti、Zr和Hf等高场强元素。闪长岩w(Si O_2)=54.05%~54.24%,w(Al2O3)=15.53%~15.94%,w(Mg O)=5.67%~5.78%,w(TFe_2O3)=7.32%~7.51%,Na2O/K_2O=1.54%~2.25,富钠,准铝质,Mg#=60~61。∑REE=143.9×10~(-6)~152.0×10~(-6),比值LREE/HREE为5.84~6.91,δEu=0.73~0.78,Eu中等负异常型。受围岩正长花岗岩的影响,稀土元素配分曲线趋于平缓。综合研究表明,正长花岗岩属于高分异的I型花岗岩,二长花岗岩属于I型花岗岩,二者岩浆源区深度不同,分别由两种独立起源的岩浆结晶而成,但是它们具有相同的地球动力学背景和成因机制,都是由下地壳基性火成岩部分熔融形成的花岗质岩浆。正长花岗岩与中基性岩墙成因独立,前者是地壳部分熔融的产物,后者可能受到了富水流体交代,但是交代程度并不高。3、岩石成因正长花岗岩的εHf(t)在1.5~4.2之间,二阶段模式年龄在953~1124Ma之间,二长花岗岩的εHf(t)相对较高,在2.4~9.0之间,二阶段模式年龄相对较晚,在644~1067Ma之间。都是由中-新元古代增生的下地壳基性火成岩部分熔融形成。地球化学特征显示,它们来自于下地壳的不同部位,成因上缺乏必然的联系。综合研究表明,受古太平洋构造域控制,受流体交代的幔源岩浆底侵于下地壳,使得不同深度的下地壳部分熔融形成了桃山花岗质岩浆。
【关键词】：黑龙江省 桃山花岗杂岩体 岩浆混合作用 底侵作用
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P588.121
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-13
• 前言13-19
• 0.1 研究现状13-15
• 0.1.1 小兴安岭地区大地构造演化历史13-14
• 0.1.2 小兴安岭地区花岗岩研究现状14
• 0.1.3 岩浆混合作用研究现状14-15
• 0.2 选题依据15-16
• 0.3 拟解决的问题及研究思路16-19
• 0.3.1 拟解决的问题16
• 0.3.2 论文依托的科研项目16-17
• 0.3.3 研究思路17-19
• 第1章 区域地质概况19-24
• 1.1 区域构造格架20-21
• 1.2 区域地层21-22
• 1.2.1 古生界21
• 1.2.2 中生界21-22
• 1.3 区域侵入岩22-24
• 1.3.1 加里东期花岗岩22
• 1.3.2 海西期花岗岩22-23
• 1.3.3 印支期花岗岩23
• 1.3.4 燕山期花岗岩23-24
• 第2章 地质-岩石学特征24-29
• 2.1 正长花岗岩24-25
• 2.2 二长花岗岩25
• 2.3 中基性岩墙25-29
• 第3章 花岗杂岩体的形成时代29-36
• 3.1 样品选择及年龄分析方法29-30
• 3.1.1 样品选择29
• 3.1.2 年龄分析方法29-30
• 3.2 测试结果30-35
• 3.2.1 正长花岗岩30
• 3.2.2 二长花岗岩30
• 3.2.3 中基性岩墙内的辉长岩30-35
• 3.3 花岗杂岩体的形成时代35-36
• 第4章 岩石地球化学特征36-44
• 4.1 样品制备及分析方法36
• 4.2 主量、微量元素地球化学特征36-42
• 4.2.1 主量元素特征36-37
• 4.2.2 微量及稀土元素特征37-42
• 4.3 花岗岩的成因类型42-44
• 第5章 锆石Hf同位素特征及岩石成因44-54
• 5.1 锆石Hf同位素特征44-46
• 5.1.1 分析方法44
• 5.1.2 锆石Hf同位素特征44-46
• 5.2 桃山花岗岩46-49
• 5.3 岩浆源区49-50
• 5.4 岩浆混合作用50-52
• 5.5 岩浆形成的构造背景52-54
• 结论54-55
• 参考文献55-66
• 作者简介及科研成果66-67
• 致谢67

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