本文選題：花崗巖　切入點(diǎn)：鎂鐵質(zhì)巖石　出處：《南京大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：中國(guó)東南部中生代巖漿作用的起源與演化一直是國(guó)內(nèi)外地學(xué)界研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。一般認(rèn)為早中生代巖漿作用與古特提斯構(gòu)造域有關(guān),而晚中生代巖漿作用與太平洋構(gòu)造域有關(guān),但是關(guān)于這兩大構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換時(shí)限與古太平洋板塊的俯沖模式仍然存在很大的爭(zhēng)議。雖然前人已對(duì)中國(guó)東南部中生代巖漿作用作了大量研究,但仍有一大部分花崗質(zhì)和鎂鐵質(zhì)巖體缺乏高精度的地質(zhì)年代學(xué)與地球化學(xué)數(shù)據(jù),從而制約了對(duì)區(qū)域巖漿作用的起源與演化及其地球動(dòng)力學(xué)意義的深入認(rèn)識(shí)。閩西北地區(qū)中生代巖漿作用非常強(qiáng)烈,花崗質(zhì)侵入巖廣泛分布,但研究程度相當(dāng)薄弱。尤其是本次工作在該區(qū)首次鑒別出了早中生代鎂鐵質(zhì)侵入體。此外,本次工作在贛南地區(qū)鑒別出了早侏羅世的鎂鐵質(zhì)侵入體與A型花崗巖。對(duì)這些侵入巖開(kāi)展巖石成因及其形成的構(gòu)造環(huán)境研究,對(duì)于進(jìn)一步深入探討中國(guó)東南部中生代巖漿作用演化規(guī)律及其深部動(dòng)力學(xué)機(jī)制具有重要的科學(xué)意義。本論文選擇閩西北地區(qū)的止馬、光澤、外屯、石陂和大源以及贛南地區(qū)的程龍、車(chē)步、珠蘭埠和柯樹(shù)北等花崗質(zhì)和鎂鐵質(zhì)巖體為研究對(duì)象,在野外地質(zhì)和巖相學(xué)工作基礎(chǔ)上,開(kāi)展了SHRIMP或LA-ICP-MS鋯石年代學(xué)、元素地球化學(xué)和Sr-Nd-Hf同位素地球化學(xué)系統(tǒng)研究。闡明了巖漿源區(qū)和巖漿形成與演化過(guò)程,探討了巖體形成的構(gòu)造環(huán)境和深部動(dòng)力學(xué)機(jī)制,為長(zhǎng)期爭(zhēng)論的中國(guó)東南部中生代構(gòu)造演化模式提供了新的制約。研究結(jié)果表明：1.閩西北止馬鎂鐵質(zhì)巖體形成于晚三疊世卡尼期(228Ma),由二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖組成。這些巖石顯示出鉀玄巖系列的地球化學(xué)特征：富堿、高鉀、高K2O/Na2O比值(0.5)、富集輕稀土和大離子親石元素、初始87Sr/86Sr為0.7078-0.7093、εNd(t)為-4.9一-9.5。同時(shí)這些地球化學(xué)特征與碰撞后鉀玄質(zhì)巖漿相似,而明顯不同于陸緣弧和板內(nèi)鉀玄質(zhì)巖漿。止馬鎂鐵質(zhì)巖石形成于古特提斯構(gòu)造域的碰撞后伸張環(huán)境,軟流圈地幔上涌誘發(fā)早先交代富集的巖石圈地幔發(fā)生部分熔融,形成了止馬鉀玄質(zhì)巖漿。2.位于贛南地區(qū)的程龍(197 Ma)和車(chē)步(191 Ma)鎂鐵質(zhì)巖體形成于早侏羅世辛涅繆爾期,分別由角閃蘇長(zhǎng)巖與角閃輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖組成。這些鎂鐵質(zhì)巖石都是鈉質(zhì)的(K2O/Na2O0.5),但程龍鎂鐵質(zhì)巖石屬于堿性系列,顯示Nb-Ta正異常,并具有相對(duì)虧損的Sr-Nd同位素組成(初始87Sr/86Sr=0.7043-0.7047,εNd(t) =4.5-5.2)；而車(chē)步鎂鐵質(zhì)巖石屬于鈣堿性系列,顯示Nb-Ta負(fù)異常,并具有相對(duì)富集的Sr-Nd同位素組成(初始87Sr/86Sr=0.7064-0.7065,εNd(t)=-0.7-0.6)。程龍和車(chē)步鎂鐵質(zhì)巖體形成于與古太平洋板塊俯沖有關(guān)的陸緣弧環(huán)境,這些鈉質(zhì)巖漿均起源于受到俯沖組分改造的軟流圈地幔的部分熔融,其中程龍鎂鐵質(zhì)巖石的地幔源區(qū)受到俯沖組分的影響較小,而車(chē)步鎂鐵質(zhì)巖石的地幔源區(qū)受到俯沖組分的影響較大。3.閩西北光澤花崗質(zhì)巖體(189 Ma)以及贛南柯樹(shù)北(188 Ma)與珠蘭埠(189 Ma)花崗質(zhì)巖體形成于早侏羅世普林斯巴期,它們都由肉紅色正長(zhǎng)花崗巖和堿長(zhǎng)花崗巖組成。這些巖石顯示出A型花崗巖的地質(zhì)、地球化學(xué)特征：巖相學(xué)上,暗色礦物呈它形填隙狀；地球化學(xué)特征上,富堿、高鉀、富集稀土、但虧損Eu、Ba和Sr、10000*Ga/Al2.6、Zr+Nb+Ce+Y350 ppm。這三個(gè)巖體在區(qū)域上呈北東向展布,構(gòu)成中國(guó)東南部早侏羅世A型花崗巖帶。它們的初始87Sr/86Sr為0.7070-0.7283,εNd(t)為-10.2-0.1。這些A型花崗巖侵位于古太平洋板片后撤誘發(fā)的弧后伸展環(huán)境,由前寒武紀(jì)變質(zhì)基底中變火成巖和變沉積巖按不同比例發(fā)生部分熔融形成的。4.閩西北外屯巖體是一個(gè)復(fù)式花崗質(zhì)巖體,由中侏羅世(168 Ma)二長(zhǎng)花崗巖-堿長(zhǎng)花崗巖和晚侏羅世(161 Ma)二長(zhǎng)花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖組成；石陂巖體也是一個(gè)復(fù)式花崗質(zhì)巖體,由晚侏羅世(156 Ma)堿長(zhǎng)花崗巖-正長(zhǎng)花崗巖和早白堊世(109 Ma)二長(zhǎng)花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖組成；大源巖體侵位于早白堊世(134Ma),由堿長(zhǎng)花崗巖組成。上述花崗巖均屬于高鉀鈣堿性Ⅰ型花崗巖,但它們的元素和同位素組成呈現(xiàn)出很大的變化范圍�；◢弾r的Si02含量為68.3-78.5 wt.%,伴隨侵位年齡變小,它們的初始87Sr/86Sr逐漸降低(從0.7181變?yōu)?.7091),ENd(t)逐漸升高(從-16.7變?yōu)?8.1),鋯石原位εHf(t)也逐漸升高(從-20.6變?yōu)?6.9),表明它們具有多種成因：外屯中侏羅世花崗巖為純陸殼成因,由底侵的玄武質(zhì)巖漿誘發(fā)地殼深處(30-40 km)的古元古代變質(zhì)基底(八都群)(約78%變火成巖和約22%變沉積巖)發(fā)生部分熔融而形成的；這種純殼源熔體與約10%的玄武質(zhì)巖漿發(fā)生混合,形成了外屯晚侏羅世花崗巖；石陂晚侏羅世花崗巖和早白堊世大源花崗巖屬于高分異Ⅰ型花崗巖,是由地殼深處(30-40 km)的古元古代變質(zhì)基底(八都群)(約82%變火成巖和約18%變沉積巖)發(fā)生部分熔融形成的熔體發(fā)生強(qiáng)烈的分離結(jié)晶作用而形成的；石陂早白堊世花崗巖則是通過(guò)地殼深處(～30km)古元古代變質(zhì)巖(八都群)(約92%變火成巖和約8%變沉積巖)起源的熔體與約15%的玄武質(zhì)巖漿發(fā)生混合作用而形成的。上述花崗巖形成于與古太平洋板塊俯沖有關(guān)的陸緣弧環(huán)境,板片不斷由內(nèi)陸向沿海地區(qū)后撤是形成這些花崗巖的深部動(dòng)力學(xué)機(jī)制。5.本次工作除了鑒別出早侏羅世A型花崗巖帶外,通過(guò)綜合分析前人資料,發(fā)現(xiàn)中國(guó)東南部還存在另外4條A型花崗巖帶：呈ENE向展布的晚三疊世(229-221 Ma)A型花崗巖帶,呈NEE向展布、分布于更靠?jī)?nèi)陸一側(cè)的晚侏羅世(163-153 Ma)A型花崗巖帶,呈NEE向展布、與早侏羅世A型花崗巖帶幾乎重疊的早白堊世(141-124 Ma)A型花崗巖帶和呈NEE向展布、分布于沿海地區(qū)的晚白堊世(101-91 Ma)A型花崗巖帶。通過(guò)綜合研究,本論文認(rèn)為中國(guó)東南部早中生代巖漿作用屬于古特提斯構(gòu)造域,晚三疊世止馬鎂鐵質(zhì)巖體的侵位與晚三疊世A型花崗巖的形成幾乎同時(shí),表明中國(guó)東南部在晚三疊世卡尼期已轉(zhuǎn)變?yōu)榕鲎埠笊煺弓h(huán)境。中國(guó)東南部晚中生代巖漿作用則受控于太平洋構(gòu)造域,巖漿的形成與演化可用古太平洋板塊反復(fù)俯沖-后退模式來(lái)解釋。
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【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P588.12
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本文編號(hào)：1641824