新疆罗东二叠纪层状镁铁-超镁铁质岩体成因：C、He-Ne-Ar同位素证据

发布时间：2020-06-17 12:47

【摘要】：层状镁铁-超镁铁质岩体记录了地幔大规模岩浆事件和岩浆矿床形成的过程。新疆北山地区众多的二叠纪层状镁铁-超镁铁质岩体中赋存岩浆铜镍硫化物矿床,如坡一镁铁-超镁铁质岩体赋存大型铜镍硫化物矿床,其形成与地幔柱作用相关。而罗东镁铁-超镁铁质岩体赋存有磁铁矿层,钒钛铁岩浆矿床成矿潜力及成矿作用中地幔柱的贡献需要进一步的制约。本文对罗东镁铁-超镁铁质岩体的橄榄石、辉石和斜长石单矿物进行稀有气体和碳同位素组成分析,确定了罗东岩体中流体挥发份来源,探讨岩体形成过程中地壳组分的混染机制以及地幔柱对岩体形成的贡献。取得的主要认识如下:(1)罗东镁铁-超镁铁质岩体岩浆矿物中含碳挥发份的δ~(13)C_(CO2)为-18.4~-0.3‰,δ~(13)C_(CH4)为-48.4~-21.7‰。δ~(13)C_(CO2)和δ~(13)C_(CH4)值位于有机质热成因、地壳和地幔组分的范围内。甲烷同系物的碳同位素组成随碳数的增加主要呈现出正序分布,部分橄榄石和辉石样品在500℃和700℃时呈现丙烷和丁烷局部反序分布的特征。(2)罗东岩体稀有气体的~4He含量为0.11~67.01×10~-66 cm~3.STP/g(STP-标准温度压力条件,下同),~(20)Ne含量介于0.36~32.41×10~(-6)cm~3/g之间,~(40)Ar含量变化范围较大,为95.16~756.64.×10~(-6)cm~3/g。~3He/~4He比值变化在0.43~1.23Ra之间,~(20)Ne/~(22)Ne比值变化范围为8.60~11.78,~(21)Ne/~(22)Ne比值介于0.032~0.045之间,~(40)Ar/~(36)Ar比值在286.34~297.71之间。(3)罗东岩体稀有气体同位素组成具有大气、地壳及岩石圈地幔混合的特征:~3He/~4He(0.43~1.23Ra)位于地幔与地壳范围之间,~(20)Ne/~(22)Ne(8.60~11.78)和~(21)Ne/~(22)Ne(0.032~0.045)主要分布于大陆地壳演化线(CC)附近,~(40)Ar/~(36)Ar(286.34~297.71)位于大气值附近。(4)罗东岩体~3He/~4He与~(40)Ar/~(36)Ar、δ~(13)C_(CO2)与δ~(13)C_(CH4)指示岩浆来源于地幔源区。He、Ar同位素比值分布于大气组分与地幔和地壳端元之间,δ~(13)C_(CO2)与δ~(13)C_(CH4)位于地幔、地壳和热成因范围内,橄榄石单矿物在高温点的甲烷同系物的局部反序特征,稀有气体和碳同位素特征都表明罗东岩浆为岩石圈地幔部分熔融的产物。(5)罗东岩体幔源岩浆中存在地壳、沉积有机质和大气组分混染:由于俯冲洋壳可携带大气组分再循环到地幔中,较低~3He/~4He和~(40)Ar/~(36)Ar比值可能是俯冲过程中再循环洋壳物质的加入,大气和地壳组份可能是岩浆源区中俯冲再循环物质上升侵位至地壳过程中加入的,地幔柱作用贡献不明显。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P534.46;P597;P618.2
【图文】：

兰州大学硕士学位论文 新疆罗东二叠纪层状镁铁-超镁铁质岩体成因第二章 地质背景2.1 区域地质2.1.1 大地构造位置研究区所属的北山地区位于塔里木板块东北缘的北山裂谷内（图 2-1）。北山裂谷呈北东向展布，北部与中亚造山带以中天山南缘断裂为界，南部与敦煌地块和塔里木盆地以隐伏的疏勒河断裂为界，西与库鲁克塔格隆起以北东向的红柳河断裂为界，东与 Ashikelatage 地块以星星峡-且末断裂为界（Chen et al.，2014；Chen et al.，2016）。

图 2-2 罗东镁铁-超镁铁质岩体地质图（Han et al.，2013）ig.2-2 Geological map of mafic-ultramafic intrusion in Luodong, Xinjing,China （Hanal.，2013）

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本文编号：2717625