塔里木地块二叠纪大火成岩省古地磁学研究

发布时间：2020-11-02 03:20

　　 石炭—二叠纪时期被认为是塔里木地块由古全球构造运动机制向新全球构造运动机制转化的时期。在这一转折期,板块内部经历了大规模的岩浆活动,构成了中国境内的又一个大火成岩省。本文对塔里木二叠纪大火成岩省进行了系统的古地磁场方向与古地磁场强度研究,以期恢复该时期塔里木地块与其相邻地块的相对位置及其变化过程,从而了解该时期古亚洲洋与古特提斯洋的演化特征;同时期望能为石炭-二叠超静磁期的形成机制提供基本信息,为建立超静磁期内合理的地球动力学模型提供基础数据支撑。本文在塔里木地块柯坪地区采集了早—中二叠世库普库兹满组与开派兹雷克组的古地磁样品,包括玄武岩样品与部分沉积岩样品。岩石磁学结果表明:库普库兹满组地层样品中的主要载磁矿物为磁铁矿,玄武岩中的磁性矿物颗粒粒径为SD颗粒含少量MD颗粒;开派兹雷克组地层玄武岩样品中的主要载磁矿物亦为磁铁矿,样品中磁性矿物粒径类型为SD颗粒,为SP颗粒与MD颗粒混合的结果。通过对塔里木地块柯坪地区库普库兹满组与开派兹雷克组的古地磁场方向研究,特征剩磁分量分别在95%和99%置信水平下通过了褶皱检验和同褶皱检验,代表了地层形成时的原生剩磁。获得的塔里木地块早—中二叠世的古地磁极位置为λ=57.5°N,φ=181.3°E,A95=6.9,相应的古纬度为27.9°N。结合前人的古地磁方向结果,得到如下认识:(1)塔里木地块、哈萨克斯坦地块与西伯利亚地块在早二叠世已完成了碰撞拼合,古亚洲洋的闭合时间上限应在早二叠世;(2)现今位于塔里木地块东南缘的柴达木地块于晚二叠世与塔里木地块完成碰撞拼合,成为了欧亚大陆的一部分;(3)塔里木地块与羌北地块在早二叠世时期还相距甚远,说明这一时期两地块间的古特提斯洋还具有很大的规模;早二叠世开始,古特提斯洋盆开始俯冲消减,直至晚三叠世塔里木地块与羌北地块完成碰撞拼合,两地块间的古特提斯洋盆也于该时期完成闭合。通过对塔里木大火成岩省五个喷发旋回的玄武岩的古地磁场强度研究,大部分样品未获得可靠的古强度结果,只在部分样品中获得了可靠的古强度结果。获得强度结果的样品时代为中二叠世晚期,其平均强度值为79.63±8.87μT,相应的虚偶极子磁矩(VDM)为(16.45±1.83)×1022Am2。结合前人在石炭—二叠超静磁期内所获得的古强度结果表明:超静磁期的开始与结束阶段,地球磁偶极子场均处于低能量的状态,但在超静磁期内,地球磁偶极子场的低能量状态并不是一直保持不变的;本文获得的中二叠世末的地磁场强度异常高值,可能指示了一次重要的地球动力学过程。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P534.46;P318.44;P588.1
【部分图文】：

第一章引言。图１－１中的纵轴所代表的是获得的剩磁，横轴代表的是场强大小。的天然剩磁（Ｍｎｒｍ），实验室外加场条件下所获得的剩磁（Ｍｌａｂ），岩度（Ｂａｎｅ），实验室外加场大小（Ｂｌａｂ），地球磁场强度（古强度）可通ＮＲＭ＝Ｂｌａｂ／Ｂａｎ（：来求得（Ｍｎｒｍ、Ｍｌａｂ、Ｂｌａｂ为己知量）。古强度研究的基本就是图中的直线斜率。??

??绝对强度。图１－１中的纵轴所代表的是获得的剩磁，横轴代表的是场强大小。岩石形成??时获得的天然剩磁（Ｍｎｒｍ），实验室外加场条件下所获得的剩磁（Ｍｌａｂ），岩石形成时地??磁场强度（Ｂａｎｅ），实验室外加场大小（Ｂｌａｂ），地球磁场强度（古强度）可通过??Ｍｌａｂ／ＭＮＲＭ＝Ｂｌａｂ／Ｂａｎ（：来求得（Ｍｎｒｍ、Ｍｌａｂ、Ｂｌａｂ为己知量）。古强度研究的基本原理简单，??归根结底就是图中的直线斜率。??Ｍ＿ＮＲＭ?／??／ｆ?Ｉ??，／＿?ｉ＾ｌａｂ?ｉ＾ａｎｃ??Ｂ?＊??图丨－１剩磁强度（Ｍ）随外加场（Ｂ）变化示意图??众多国内外地学研究者们为了能得到准确有效地古强度数据，－直致力于探索测定??古强度的有效方法。目前古强度测定方法已经提出了十余种，主要有Ｔｈｅｌｌｉｅｒ法（Ｔｈｅｌｌｉｅｒ??ａｎｄ?Ｔｈｅｌｌｉｅｒ，１９５９；?Ｃｏｅ，１９６７ａ；?Ａｉｔｋｅｎ，１９８８；?Ｔａｕｘｅ?ａｎｄ?Ｓｔａｕｄｉｇｅｌ，２００４）、ｓｈａｗ法（Ｗｉｌｓｏｎ，??１９６１；?Ｖａｎ?ｅｔ?ａｌ．

２００５；罗金海等，２０１２）。同时在二叠纪时期，塔里木地块内部经历了大规??模的板内岩浆活动，形成了以基性为主的岩浆岩，残余分布面积广泛，几乎占整个塔里??木地块面积的一半（图２－１）（杨树锋等，１９９６，２０１４；?Ｙａｎｇ?ｅｔａｌ．，２００６，２００７；陈汉林等，??１９９７，１９９８；贾承造等，１９９７，２００４）。塔里木地块发育的岩浆岩从规模上与峨眉山大火成??岩省类似，因此，有学者提出塔里木地块内部发育的大规模岩浆岩可构成中国境内的另??一个大火成岩省。为此，众多学者针对塔里木地块内部的二叠纪岩浆岩进行了系统的研??究，得到了诸多成果，包括：塔里木地块岩浆序列的发育时间为２９０？２７５Ｍａ（陈汉林等，??２００９；?Ｌｉ?ｅｔａｌ．，２０１１），大规模的玄武质岩浆在２９０？２８８Ｍａ喷发（Ｙｕｅｔａｌ．，２０１１），最新??发布的柯坪玄武岩形成于２８７．６Ｍａ?（代友旭等，２０１７），诸多年代学结果表明，塔里木??地块内部大规模基性岩浆形成于早二叠世；柯坪地区玄武岩主要来源于富集地幔，微量??元素分布具有典型的洋岛玄武岩（ＯＩＢ）的特征（Ｚｈｏｕ?ｅｔ?ａｌ．
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本文编号：2866497