本文選題：南秦嶺　切入點：佛坪穹窿　出處：《中國科學技術(shù)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：秦嶺造山帶是中國中央造山帶的重要組成部分,也是中國華北板塊和華南板塊的銜接帶�，F(xiàn)有研究表明秦嶺造山帶由多個地體經(jīng)歷了多期的造山旋回作用,并隨著印支期華北板塊與揚子板塊的碰撞拼貼完成了秦嶺造山帶的最終拼合。華北與揚子板塊的拼合作用不僅在大別-蘇魯?shù)貐^(qū)形成的大規(guī)模的超高壓變質(zhì)帶,而且在南秦嶺地區(qū)形成了與這期碰撞拼貼作用相關(guān)的大面積的花崗巖侵入體。然而南秦嶺地區(qū)超高壓變質(zhì)作用記錄的缺乏使得三疊紀花崗巖侵入體成為研究華北與揚子板塊碰撞拼貼作用在秦嶺地區(qū)表現(xiàn)形式的重要切入點,而由此得出的對中國南北兩大板塊在秦嶺地區(qū)的碰撞拼貼具體時限以及深部動力學機制的認識不盡相同。針對這一爭議本論文選取了南秦嶺佛坪穹窿的混合巖以及外圍的五龍巖體作為研究對象,通過對南秦嶺造山帶地殼部分熔融時限、原巖特征、熔融條件的恢復,以及五龍巖體形成年齡、地球化學屬性差異、時空分布、源區(qū)深部動力學背景的研究,來探討地殼部分熔融作用與造山帶演化以及花崗巖體形成和地球化學屬性之間的內(nèi)在耦合關(guān)系,并結(jié)合南秦嶺的巖相古地理特征、變質(zhì)作用以及南秦嶺巖漿巖的成巖特征,揭示了印支期南秦嶺的構(gòu)造演化過程和深部動力學機制。本文得到的主要認識如下:(1)南秦嶺佛坪穹窿的混合巖類記錄了多期部分熔融事件。龍草坪次級穹窿的混合巖和淡色體的鋯石U-Pb年代學特征指示部分熔融作用主要為晚三疊世(214-209Ma)。而混合巖的原巖可以分為兩種,第一種混合巖記錄了晚三疊世的年代學特征(平均年齡為214-211Ma),第二種混合巖同時記錄新元古代以及晚三疊世的年齡特征,兩種混合巖的鋯石原位Hf同位素分析顯示第一種混合巖的εHf(t)值和模式年齡與南秦嶺晚三疊世花崗巖侵入體相似,第二種混合巖中新元古代鋯石的εHf(t)與南秦嶺新元古代基底以及侵入體特征相類似,指示兩種混合巖的原巖分別為晚三疊世的花崗巖類和新元古代的變火山巖類。另外混合巖的Ti飽和溫度記顯示第一種混合巖的溫度相對較高,主要集中于750-850℃,鋯石核部與邊部具有類似的176Hf/177Hf比值特征,而核部的稀土元素總量以及Th/U比值整體略高于邊部,指示這種混合巖類是深部地殼在相對無水的條件下部分熔融所形成;第二種混合巖的溫度主要集中于650-700℃,而新元古代鋯石的176Hf177Hf比值特征與三疊紀的明顯不同,指示第二種混合巖類為淺部含水條件下部分熔融形成,兩種混合巖的原巖特征以及熔融特征差異指示龍草坪地區(qū)存在地殼熔融的固相線短時間內(nèi)由地殼深部遷移至淺部。佛坪次級穹窿的混合巖的礦物組合特征顯示含有大量的富鋁礦物(白云母和石榴石),鋯石U-Pb年代學記錄復雜(2907-187Ma),而混合巖鋯石的核部含有一些古老鋯石記錄,包括一些太古代以及新元古代的年代學記錄,邊部的年代學記錄為晚三疊至早侏羅世(224-187Ma),部分鋯石邊部的稀土配分模式顯示重稀土平坦的分配形式,這些分析點得出的平均年齡為196±5Ma(MSWD=2.6,n=7),這個年齡與淡色體的平均年齡相似(189±3Ma(MSWD=2.3,n=11)),指示佛坪次級穹窿混合巖的部分熔融時限主要為早侏羅世,而原巖為變雜砂巖類,鋯石的Ti飽和溫度計指示溫度主要集中于650-700℃,顯示淺部地殼的熔融特征。結(jié)合南秦嶺的花崗巖類以及變質(zhì)巖類的相關(guān)特征認為佛坪穹窿混合巖的部分熔融作用是在造山帶加厚地殼的快速減壓階段形成。(2)五龍巖體花崗巖類的鋯石U-Pb年代學特征指示其結(jié)晶年齡為219-192Ma,且花崗巖類地球化學特征差異較大,其中低Mg#花崗巖類(Mg#50)按照地球化學特征大致可以分成兩組,第一組具有高Sr/Y比值特征(Sr/Y40),第二組花崗巖類具有正常的Sr/Y比值特征(Sr/Y40)。其中第一組花崗巖類相對第二組花崗巖類具有相對更高Na20含量以及Sr含量,在微量元素以及稀土元素標準化蛛網(wǎng)圖中,第一組相對于第二組具有明顯的Sr正異常、重稀土元素更加虧損以及沒有明顯的Eu負異常特征,在微量元素比值的相關(guān)性圖解中,第一組花崗巖類樣品顯示明顯的石榴石分餾趨勢。在樣品的初始Sr和Nd同位素相關(guān)性圖解中,五龍巖體花崗巖類顯示出與新元古代巖漿巖類似的地球化學特征。而詳細的巖石地球化學特征分析指示五龍巖體花崗巖的第一組和第二組分別來自于加厚地殼以及正常地殼的熔融作用而形成。高Mg#花崗巖類(50)比低Mg#花崗巖類具有相對較高的MgO含量以及Cr,Ni含量,且大部分樣品具有高Sr/Y比值的特征,初始87Sr/86Sr和143Nd/144Nd比值特征指示這部分樣品與新元古代的巖漿巖類似。巖石化學特征以及同位素地球化學特征指示大部分高Mg#花崗巖類為拆沉下地殼熔體與交代地幔的混合而形成,少量高MgO含量的為交代地幔熔融形成。五龍巖體花崗巖類的時空分布特征顯示低Mg#花崗巖類呈圍繞佛坪穹窿的輻射狀分布,具體表現(xiàn)為靠近穹窿的花崗巖類與混合巖部分熔融時限近似(靠近龍草坪次級穹窿的花崗巖類結(jié)晶年齡為214Ma,而靠近佛坪次級穹窿的花崗巖類結(jié)晶年齡為196-192Ma),且?guī)r石成因表現(xiàn)為正常地殼熔融而形成;而遠離穹窿的花崗巖類結(jié)晶年齡老于穹窿混合巖的部分熔融年齡(遠離龍草坪次級穹窿一端的花崗巖類結(jié)晶年齡為219-217Ma,佛坪次級穹窿一端的花崗巖類結(jié)晶年齡為214-212Ma),巖石成因表現(xiàn)為加厚地殼熔融形成。結(jié)合佛坪穹窿混合巖的部分熔融特征認為低Mg#花崗巖類的成因與佛坪地區(qū)地殼減壓部分熔融作用以及混合巖的遷移作用相關(guān),地殼的減壓部分熔融作用加速了南秦嶺造山帶的垮塌作用從而改變了造山帶的地殼厚度,熔融地殼向上的快速遷移攜帶了大量的熱促進了淺部地殼的熔融,而部分熔融作用對地殼厚度的改造作用以及加熱作用可能是局部的。五龍巖體中的高Mg#花崗巖類并不存在規(guī)律性的時空分布,這種分布特征可能指示高Mg#花崗巖類主要為異地侵位模式。(3)通過對比南秦嶺造山帶花崗巖侵入體的成巖期次和成因特征、巖相古地理特征、勉略帶的巖漿作用特征以及變質(zhì)作用特征,認為南秦嶺印支期的造山帶演化過程可分為以下幾個階段:早三疊世以前為勉略洋殼向南秦嶺地體俯沖階段,主要在勉略帶形成了蛇綠混雜巖以及一些島弧火山巖類;中三疊世為勉略洋殼俯沖向揚子板塊與南秦嶺地體碰撞的過渡階段,這一階段在勉略帶的南北兩側(cè)分別形成了前陸盆地沉積以及弧后盆地沉積體系,而勉略帶北緣也形成了低鎂高Sr/Y比值的花崗巖侵入體;晚三疊世(～220-210Ma)為陸殼碰撞之后構(gòu)造體系調(diào)整階段,受碰撞后板片斷離作用的影響,造山帶的應力狀態(tài)山持續(xù)擠壓向伸展過渡,造成南秦嶺地殼發(fā)生大規(guī)模的減壓部分熔融作用,形成南秦嶺地體中大面積的晚三疊世花崗巖侵入體,龍草坪混合巖以及五龍巖體花崗巖主要是在南秦嶺造山帶碰撞之后的構(gòu)造體系轉(zhuǎn)換過程中形成;晚三疊世末期至早侏羅世,主要為造山帶垮塌之后的殼內(nèi)熔融階段,這一階段隨著造山帶加厚地殼垮塌的結(jié)束以及地�；顒拥臏p弱,使得這一階段的巖漿活動減少,主要表現(xiàn)為淺部地殼的熔融作用,佛坪次級穹窿的混合巖以及五龍巖體中的少量花崗巖類主要記錄了這一時期的地殼熔融事件。
[Abstract]:The Qinling Mountains orogenic belt is an important part of China Central Orogenic Belt, and the North China plate and the Southern China plate Chinese convergence zone. The current study shows that by a number of experienced multi period orogenic cycle in Qinling Mountains orogenic belt, and with the Indosinian North China plate and the Yangtze plate collision collage completed the final split Qinling Mountains orogenic with the split effect. North China and Yangtze plate not only formed in the Dabie Su Lu region of the large-scale ultra high pressure metamorphic belt, and with the collision spell effects associated with the large area with granite intrusions formed in the South Qinling Mountains area. However, the lack of records of ultra high pressure metamorphism of the southern Qinling Mountains region the Triassic granitic intrusion the body has become an important research point of North China and Yangtze plate collision collage in Qinling Mountains area form, and the China of North and south two plates in Qinling Mountains area Understanding the collision collage time specific and deep dynamic mechanism are not the same. For this reason this thesis chooses the southern Qinling Mountains Foping dome migmatite and outer Wulong rock as the research object, through to the South Qinling Mountains orogenic belt crust partial melting time, Yuan Yan characteristics, melting conditions and recovery, Wulong rock formation age differences, geochemical character of temporal and spatial distribution of deep dynamic background source, to explore the role of partial melting of crust and orogenic coupling relationship between evolution and granite formation and geochemical properties, combined with the paleogeographic characteristics of southern Qinling Mountains, and southern Qinling Mountains Cheng Yan metamorphism characteristics of magmatite that reveals the Indosinian tectonic evolution of Southern Qinling Mountains and the deep dynamic mechanism. This paper mainly obtained as follows: (1) the mixed rocks in southern Qinling Mountains Foping dome 璁板綍浜嗗鏈熼儴鍒嗙啍铻嶄簨浠，

本文編號：1623522