辽西兴城地区中生代花岗质岩石的成因与地壳演化

发布时间：2017-04-24 16:04

  本文关键词：辽西兴城地区中生代花岗质岩石的成因与地壳演化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：辽西兴城地区位于华北克拉通北缘东段，区内中生代花岗质岩浆作用发育，是研究华北克拉通东部花岗质岩石的成因、岩浆源区性质及构造属性的理想场所。本文对辽西兴城地区中生代花岗质岩石进行了系统的岩相学、同位素年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素等研究，建立辽西兴城地区中生代花岗质岩浆作用的年代学格架，讨论不同时期花岗质岩石的成因、岩浆源区性质及形成时的构造背景，并根据花岗质岩石记录的壳幔相互作用信息结合区域研究资料探讨华北克拉通北缘东段中生代花岗质岩浆活动与岩石圈减薄、克拉通破坏的成因联系。 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动主要发生于晚三叠世（230~228Ma）、早侏罗世-中侏罗世早期（194~169Ma）、晚侏罗世（161~155Ma）和早白垩世（139~121Ma）。 晚三叠世花岗质岩石主要由石英二长岩、二长花岗岩和闪长岩组成，岩石具有高Sr含量、低Yb和Y含量、高Sr/Y和La/Yb值、高Mg#值、高Cr和Ni含量等地球化学特征，岩石中岩浆成因锆石具有不均一的负εHf(t)值（-6.40~+0.19）和古老的Hf同位素二阶段模式年龄（TDM2=1.25Ga~1.67Ga），可能形成于古亚洲洋俯冲和扬子克拉通大陆深俯冲双重作用的碰撞后伸展构造背景下，晚三叠世花岗质岩石是幔源岩浆底侵作用造成的古老下地壳部分熔融的产物，岩石继承了岩浆源区的地球化学特征而具有高Sr低Y的特点。 侏罗纪-早白垩世花岗质岩石具有相似的岩石组合及岩石地球化学特征。早侏罗世-中侏罗世早期花岗质岩石主要为正长花岗岩、二长花岗岩以及少量石英二长岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等；晚侏罗世花岗质岩石主要由二长花岗岩和少量花岗斑岩、石英闪长岩组成；早白垩世花岗质岩石主要为二长花岗岩和少量花岗斑岩、石英正长岩、石英二长闪长岩等。岩石总体高硅和全碱含量，属于高钾钙碱性系列，所具有的准铝-弱过铝质、A/CNK＜1.1、A/NK＞1.0、P2O5与SiO2负相关等特征与I型花岗岩的特点类似；岩石轻稀土元素富集，大离子亲石元素K、Pb等富集而高场强元素Nb、Ta、Ti等和P元素相对亏损。岩石组合与岩石地球化学特征表明侏罗纪-早白垩世花岗质岩石形成于与俯冲作用有关的活动大陆边缘环境。 早侏罗世-中侏罗世早期花岗质岩石中岩浆成因锆石具有负的εHf(t)值（-16.60~-4.15）和古老的Hf二阶段模式年龄（1.49Ga~2.28Ga），其初始岩浆来源于古老中-下地壳的部分熔融，岩石可能形成于古太平洋板块俯冲初期的活动陆缘构造背景下，俯冲板片脱水交代岩石圈地幔形成的幔源岩浆底侵古老中-下地壳，使其发生一定程度的部分熔融，为花岗质岩石的形成提供岩浆来源。 晚侏罗世花岗质岩石中岩浆成因锆石具有负的εHf(t)值（-26.24~-18.56）和古老的Hf同位素二阶段模式年龄（2.39Ga~2.87Ga），其初始岩浆来源于古老中-上地壳的部分熔融，岩石可能形成于古太平洋板块持续强烈俯冲的活动陆缘构造背景下，强烈的俯冲作用造成俯冲板片持续脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆，幔源岩浆不断底侵古老中-上地壳使地壳发生更大程度的部分熔融，形成了分布较为广泛的晚侏罗世岩浆岩。 早白垩世花岗质岩石具有变化范围较大的锆石Hf同位素组成，锆石εHf(t)值可分为三组：-24.92~-20.88（139Ma）、-4.72~+6.22（130Ma）和-17.30~-11.56（125Ma~121Ma），岩浆来源较为复杂（中-上地壳、中-下地壳或新生地壳），岩石可能形成于古太平洋板块北北西向、高角度的高速俯冲/回撤所造成的岩石圈强烈伸展构造背景下，区域伸展作用造成软流圈大规模上涌并引发岩石圈地幔流变性失稳而发生部分熔融形成大量幔源岩浆，大规模的壳幔相互作用导致地壳发生强烈部分熔融，形成了岩浆源区性质复杂且广泛分布的早白垩世岩浆岩。 辽西兴城地区晚三叠世花岗质岩石成岩过程中有亏损地幔组分的参与，表明华北克拉通北缘东段岩石圈的减薄开始于晚三叠世（~230Ma），古亚洲洋俯冲和扬子克拉通大陆深俯冲的双重作用可能是引发华北克拉通岩石圈减薄的诱因，俯冲-碰撞后伸展引发幔源物质上涌并底侵作用于岩石圈地幔和下地壳，造成了一定程度的岩石圈减薄但未导致克拉通明显的破坏，幔源物质的加入使大陆地壳遭受微弱的改造与增生。侏罗纪古太平洋板块的俯冲使华北克拉通北缘东段处于活动大陆边缘构造背景下，俯冲板片持续的脱水-交代作用造成了岩石圈地幔物理化学性质的改变，，早-中侏罗世俯冲初期阶段相对较弱的俯冲作用造成了岩石圈一定程度的减薄而未导致克拉通的明显破坏，大陆地壳发生微弱的改造与增生；晚侏罗世俯冲作用加剧，华北克拉通北缘东段岩石圈减薄的同时发生了一定程度的克拉通破坏，大陆地壳遭受一定程度的改造与增生。早白垩世古太平洋板块俯冲方向、速度、角度的改变引起的区域性伸展，造成了大规模的幔源物质的上涌和强烈的壳幔相互作用，华北克拉通岩石圈减薄与破坏达到了峰期，大陆地壳也发生了显著的改造-增生作用。早中生代岩石圈减薄的初期以幔源物质的持续底侵作用为主，而晚中生代岩石圈减薄与克拉通破坏强烈发生时在不断发生幔源物质侵蚀作用的同时可能存在着岩石圈地幔或下地壳的拆沉作用。
【关键词】：华北克拉通 辽西兴城地区 中生代 花岗质岩石 岩石成因
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P588.121
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-14
• 第1章 绪论14-26
• 1.1 研究背景与选题依据14-21
• 1.1.1 华北克拉通构造及地壳演化研究现状14-15
• 1.1.2 华北克拉通东部岩石圈减薄与克拉通破坏的研究现状和问题15-18
• 1.1.3 华北克拉通东部中生代花岗质岩浆活动的研究现状及存在问题18-19
• 1.1.4 辽西地区中生代花岗质岩石的研究现状及存在问题19-21
• 1.2 研究思路及拟解决的关键问题21-22
• 1.2.1 研究思路21-22
• 1.2.2 拟解决的关键问题22
• 1.2.3 论文依托的科研项目22
• 1.3 研究方法及论文工作量22-26
• 1.3.1 研究方法22-24
• 1.3.2 论文工作量24-26
• 第2章 区域地质概况26-33
• 2.1 华北克拉通与燕山褶皱带26-28
• 2.2 辽西兴城地区区域地质概况28-33
• 2.2.1 区域构造概况28-30
• 2.2.2 区域地层概况30-33
• 第3章 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动特征33-143
• 3.1 晚三叠世花岗质岩浆活动特征34-45
• 3.1.1 岩相学34-36
• 3.1.2 同位素年代学36-37
• 3.1.3 岩石地球化学和锆石 Hf 同位素组成37-39
• 3.1.4 晚三叠世花岗质岩石岩浆源区及成因39-45
• 3.2 早—中侏罗世花岗质岩浆活动特征45-96
• 3.2.1 岩相学46-47
• 3.2.2 同位素年代学47-56
• 3.2.3 岩石地球化学和锆石 Hf 同位素组成56-61
• 3.2.4 早侏罗世-中侏罗世早期花岗质岩浆源区及成因61-96
• 3.3 晚侏罗世花岗质岩浆活动特征96-121
• 3.3.1 岩相学96-99
• 3.3.2 同位素年代学99-101
• 3.3.3 岩石地球化学和锆石 Hf 同位素组成101-105
• 3.3.4 晚侏罗世花岗质岩石岩浆源区及成因105-121
• 3.4 早白垩世花岗质岩浆活动特征121-143
• 3.4.1 岩相学121-123
• 3.4.2 同位素年代学123-125
• 3.4.3 岩石地球化学和锆石 Hf 同位素组成125-128
• 3.4.4 早白垩世花岗质岩石岩浆源区及成因128-143
• 第4章 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动年代学格架及构造背景.130143-155
• 4.1 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动年代学格架143-146
• 4.2 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动构造背景146-153
• 4.2.1 晚三叠世花岗质岩浆活动构造背景146-147
• 4.2.2 早侏罗世-中侏罗世早期花岗质岩浆活动构造背景147-150
• 4.2.3 晚侏罗世花岗质岩浆活动构造背景150-151
• 4.2.4 早白垩世岩浆活动构造背景151-153
• 4.3 华北克拉通北缘东段中生代构造演化153-155
• 第5章 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动与岩石圈减薄、克拉通破坏155-164
• 5.1 晚三叠世花岗质岩浆活动与岩石圈减薄、克拉通破坏155-156
• 5.2 侏罗纪花岗质岩浆活动与岩石圈减薄、克拉通破坏156-158
• 5.3 早白垩世花岗质岩浆活动与岩石圈减薄、克拉通破坏158-160
• 5.4 华北克拉通北缘东段中生代岩石圈减薄与克拉通破坏160-161
• 5.5 辽西兴城地区中生代花岗质岩浆活动与地壳演化161-164
• 第6章 结论164-166
• 6.1 结论164-165
• 6.2 创新点165
• 6.3 存在的主要问题及建议165-166
• 参考文献166-186
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及取得的科研成果186-188
• 致谢188

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴福元,孙德有;中国东部中生代岩浆作用与岩石圈减薄[J];长春科技大学学报;1999年04期

2 李印;韩峰;凌明星;刘健;李献华;李秋立;孙卫东;;蚌埠荆山和涂山岩体的年代学、地球化学特征及其动力学意义[J];大地构造与成矿学;2010年01期

3 赵越;陈斌;张拴宏;刘建民;胡健民;刘健;裴军令;;华北克拉通北缘及邻区前燕山期主要地质事件[J];中国地质;2010年04期

4 邵济安;陈福坤;路凤香;周新华;;辽西中生代软流圈底辟体的脉动式上涌[J];地球科学;2006年06期

5 孙金凤;杨进辉;;华北东部早白垩世A型花岗岩与克拉通破坏[J];地球科学(中国地质大学学报);2009年01期

6 李益龙;周汉文;钟增球;张雄华;廖群安;葛梦春;;华北与西伯利亚板块的对接过程:来自西拉木伦缝合带变形花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄证据[J];地球科学(中国地质大学学报);2009年06期

7 李伍平;;辽西北票晚侏罗世蓝旗组火山岩的岩浆演化及其岩石成因[J];地球科学(中国地质大学学报);2012年01期

8 高林志;张传恒;尹崇玉;史晓颖;王自强;刘耀明;刘鹏举;唐烽;宋彪;;华北古陆中、新元古代年代地层框架SHRIMP锆石年龄新依据[J];地球学报;2008年03期

9 宋鸿林;燕山式板内造山带基本特征与动力学探讨[J];地学前缘;1999年04期

10 许文良,王清海,王冬艳,裴福萍,高山;华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据[J];地学前缘;2004年03期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 郑培玺;冀东—辽西地区太古代花岗质岩石成因与地壳演化[D];吉林大学;2009年

2 李刚;辽西医巫闾山变质核杂岩的形成过程及其区域地质意义[D];吉林大学;2013年

3 刘丙祥;北秦岭地体东段岩浆作用与地壳演化[D];中国科学技术大学;2014年

4 张军波;华北克拉通大陆下地壳再循环[D];中国地质大学;2014年

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本文编号：324507