本文關(guān)鍵詞：中國東南部晚中生代幕式火山巖漿作用及古太平洋板塊俯沖機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：中國東南部晚中生代受控于古太平洋構(gòu)造體系已成為共識,但古太平洋板塊俯沖作用的細(xì)節(jié)過程仍不清楚,急待解決的科學(xué)問題包括：俯沖作用開始的時(shí)間、巖漿巖時(shí)空演化受控于俯沖方向的改變還是俯沖板片的后撤、洋殼向中國東南大陸具體的俯沖方向、是否存在以及如何識別板片后撤等。確定具體的巖漿巖帶遷移規(guī)律以及殼幔作用的差異對解決上述問題具有關(guān)鍵性的意義。晚中生代火山巖在研究區(qū)內(nèi)呈面式廣泛分布,其形成時(shí)代長而連續(xù)并有眾多標(biāo)準(zhǔn)地層剖面,相比同時(shí)代侵入巖在時(shí)間上和空間上均具有足夠的代表性,但目前對其研究程度明顯不足。本研究在詳細(xì)的野外地質(zhì)研究基礎(chǔ)上,對中國東南部晚中生代火山巖開展了系統(tǒng)的鋯石U-Pb年代學(xué)和Lu-Hf同位素分析工作,確定并對比了各群組的形成時(shí)代,分析了火山活動(dòng)的時(shí)空演變規(guī)律,并且揭示了巖石成因中殼幔相互作用的影響和變化,從而為探討古太平洋板塊俯沖的細(xì)節(jié)過程和中國東南部晚中生代構(gòu)造-巖漿事件提供制約。中國東南部晚中生代火山作用在浙閩沿海的表現(xiàn)始于約177 Ma時(shí)形成的毛弄組。浙江地區(qū)上、下火山巖系形成于相同時(shí)間格架的4期幕式火山作用：140～130、130～127、123～118和110～88 Ma,火山作用峰期出現(xiàn)在第2期,而最后1期僅發(fā)育于浙東南地區(qū)。不同地區(qū)從早到晚發(fā)育相仿的火山碎屑巖-流紋巖-雙峰式火山巖巖石組合,但同種巖性在內(nèi)陸地區(qū)的形成時(shí)代早于沿海。由此可知,最為發(fā)育的浙江地區(qū)火山巖表現(xiàn)出單純的向洋(南東向)年輕化特點(diǎn)。福建地區(qū)與浙江地區(qū)的上火山巖系形成時(shí)代一致(110～88 Ma)。原認(rèn)為屬早侏羅世的池園地區(qū)地層被確認(rèn)為形成于晚侏羅世160～148 Ma,歸為長林組；南園組為福建地區(qū)火山作用峰期的產(chǎn)物,形成于145～130 Ma;而下巖系最晚期且規(guī)模較小的小溪組形成于130～127 Ma,對應(yīng)于浙江地區(qū)火山作用峰期的時(shí)代。因此就下火山巖系而言在沿海地區(qū)還表現(xiàn)出由閩東地區(qū)向浙東南地區(qū)(北東向)年輕化的趨勢。除長林組,各地區(qū)火山巖中鋯石Hf同位素均表現(xiàn)出隨時(shí)間由富集逐漸趨于虧損的規(guī)律,長林組則與此相反。同位素富集端元的火山巖具有古元古代的地殼模式年齡,表明地殼基底物質(zhì)是這些火山巖的重要物源。虧損地幔來源的玄武質(zhì)巖漿底侵在下地殼底部,不僅作為熱源誘發(fā)了地殼基底的大規(guī)模部分熔融,還在中晚期以直接的物質(zhì)貢獻(xiàn)形式參與殼幔相互作用,并在巖漿混合過程中混入比例逐漸增大,從而導(dǎo)致所形成火山巖中同位素組成漸趨虧損。然而,值得強(qiáng)調(diào)的是巖漿混合作用在不同地區(qū)發(fā)生的時(shí)間是不同步的。各地區(qū)火山巖系列鋯石Hf同位素的對比結(jié)果顯示,在火山巖最為發(fā)育的浙江地區(qū)巖漿混合作用由內(nèi)陸向沿海(南東向)逐漸發(fā)生,沿海地區(qū)則由閩東地區(qū)向浙東南地區(qū)(北東向)逐漸發(fā)生,這與火山巖的時(shí)空分布即火山活動(dòng)中心的遷移規(guī)律是一致的。中國東南部晚中生代火山巖明顯受區(qū)域深大斷裂控制分布在沿海地區(qū),暗示古俯沖帶大致平行于現(xiàn)海岸線。結(jié)合浙江地區(qū)火山巖單純向洋年輕化等特點(diǎn)表明古太平洋板塊在晚中生代時(shí)沿北西向俯沖于中國東南部大陸巖石圈之下。底侵的玄武質(zhì)巖漿主要來源于地幔楔的部分熔融,這與俯沖板片脫水作用關(guān)系密切,但板片脫水只發(fā)生在特定深度,因此地表火山活動(dòng)中心向洋即海溝方向的遷移反映了板片俯沖角度的增大。此外,火山碎屑巖-流紋巖-雙峰式火山巖巖石組合和逐漸發(fā)生并增強(qiáng)的殼-幔源巖漿混合作用均暗示巖石圈伸展程度逐漸增強(qiáng),并且伸展應(yīng)力由內(nèi)陸向沿海逐漸傳導(dǎo),這與板片后撤的作用結(jié)果吻合,因此表明俯沖板片經(jīng)歷了南東向的后撤過程。但是,平行俯沖帶的沿海地區(qū)下巖系火山巖成因中的殼-幔源巖漿混合作用沿北東向逐漸發(fā)生并增強(qiáng),暗示在不同緯度板片后撤作用發(fā)生的時(shí)代并不一致,大致表現(xiàn)為南早北晚的非同步后撤,該過程主要發(fā)生于145～118 Ma期間。110 Ma之后俯沖板片已完全發(fā)展為高角度俯沖,使得處于弧后伸展背景的沿海地區(qū)發(fā)育典型的雙峰式火山巖組合。晚侏羅世長林組火山巖出露于南嶺的東延地區(qū),已有研究表明該地區(qū)在早中侏羅紀(jì)處于板內(nèi)伸展構(gòu)造環(huán)境。南嶺地區(qū)還出露大量約160 Ma時(shí)形成的A型花崗巖等,已有研究表明這些巖石形成過程中幔源巖漿組分貢獻(xiàn)比例較大,長林組底部火山巖可能具有相似成因機(jī)制。由于幔源巖漿在巖漿混合過程中的物質(zhì)貢獻(xiàn)比例可以反映巖石圈應(yīng)力狀態(tài),長林組火山巖鋯石Hf同位素隨時(shí)間由虧損逐漸轉(zhuǎn)為富集的特征暗示巖石圈由伸展轉(zhuǎn)為擠壓,很可能反映俯沖作用初期板片前進(jìn)式運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,這也說明該期俯沖作用的啟動(dòng)稍早于160 Ma,很可能發(fā)生于早-中侏羅世。
【關(guān)鍵詞】：俯沖機(jī)制 古太平洋板塊 幕式火山作用 巖漿巖帶遷移 殼幔相互作用 晚中生代 中國東南部
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P588.11;P542
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12-16
• 1.2 選題依據(jù)16-17
• 1.3 研究內(nèi)容與意義17-20
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)概況20-22
• 2.1 基底構(gòu)造與物質(zhì)組成20-21
• 2.2 中生代侵入巖概況21
• 2.3 中生代火山巖概況21-22
• 第三章 地層劃分與樣品采集22-30
• 3.1 浙東南地區(qū)22-25
• 3.2 浙西北地區(qū)25-27
• 3.3 福建地區(qū)27-30
• 第四章 分析與測試方法30-34
• 4.1 樣品處理與鋯石分選30
• 4.2 鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析30
• 4.3 鋯石U-Pb定年30-31
• 4.4 鋯石Lu-Hf同位素分析31-34
• 第五章 火山巖時(shí)空分布格局34-48
• 5.1 年代學(xué)分析結(jié)果34-42
• 5.1.1 浙東南地區(qū)34-37
• 5.1.2 浙西北地區(qū)37-39
• 5.1.3 福建地區(qū)39-42
• 5.2 討論42-47
• 5.2.1 結(jié)果可靠性：以浙東南地區(qū)為例42-44
• 5.2.2 向洋年輕化+北東向年輕化趨勢44-47
• 5.3 小結(jié)47-48
• 第六章 巖石成因：殼幔相互作用48-64
• 6.1 鋯石Lu-Hf同位素分析結(jié)果48-55
• 6.1.1 浙東南地區(qū)48-50
• 6.1.2 浙西北地區(qū)50-51
• 6.1.3 福建地區(qū)51-55
• 6.2 討論55-63
• 6.2.1 基底物質(zhì)重熔和幔源物質(zhì)貢獻(xiàn)55-59
• 6.2.2 地幔物質(zhì)貢獻(xiàn)的時(shí)空變化59-63
• 6.3 小結(jié)63-64
• 第七章 古太平洋板塊俯沖機(jī)制64-72
• 7.1 理論基礎(chǔ)64-65
• 7.2 北西向俯沖模式：以浙江地區(qū)為例65-68
• 7.3 非同步俯沖板片后撤：浙閩對比68-71
• 7.4 小結(jié)71-72
• 第八章 主要認(rèn)識72-74
• 參考文獻(xiàn)74-90
• 附錄90-140
• 致謝140-141
• 攻讀博士學(xué)位期間完成的論文141
• 附：代表性論文首頁141-146

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本文編號：427970