本文選題：華北克拉通 + 太華雜巖　； 參考：《西北大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：華北克拉通變質(zhì)結(jié)晶基底的形成與演化是最為重要的科學(xué)問題之一。太華雜巖近東西向廣布于華北克拉通南緣,主要的巖石露頭分布于小秦嶺、魯山、洛寧、舞陽等地區(qū),由復(fù)雜的太古代-古元古代變質(zhì)結(jié)晶基底及表殼巖石組合構(gòu)成,是華北南緣出露面積最大、巖石類型最為豐富的地體,也是研究華北南緣地殼演化的理想?yún)^(qū)域。本論文對華北克拉通南緣小秦嶺及魯山地區(qū)太華雜巖變質(zhì)結(jié)晶基底中各類TTG片麻巖、花崗巖及斜長角閃巖等巖石進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石學(xué)、地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)及Hf同位素分析研究,并討論了各類巖石的成因及構(gòu)造背景,建立起太華雜巖前寒武地質(zhì)事件的格架。并與華北克拉通南緣其它地區(qū)出露的變質(zhì)結(jié)晶基底進(jìn)行了對比,探討了華北克拉通南緣的地殼演化規(guī)律。1.小秦嶺地區(qū)太華雜巖的研究取得了如下成果及認(rèn)識：(1)小秦嶺地區(qū)出露的太華雜巖,由TTG質(zhì)片麻巖、花崗巖和表殼巖組成,以往的研究沒有確定該區(qū)域存在太古代巖石,本研究首次在小秦嶺地區(qū)識別出該時期巖石露頭(2.8 Ga～2.5 Ga)。(2)小秦嶺地區(qū)中太古代晚期-古元古代晚期發(fā)育的四期主要的巖漿活動,包括：2.8～2.7 Ga、2.6～2.5 Ga、～2.3 Ga、 1.9～1.8 Ga。本研究首次建立了該區(qū)域中太古代-古元古代年代學(xué)格架。其中,太古代的2.8～2.7 Ga及2.6～2.5Ga巖漿事件發(fā)育大量TTG巖石組合,代表性巖石包括了武家坪花崗閃長巖(2802±13 Ma及2801±11 Ma)、奧長花崗巖(2786±12 Ma)。以及杜牧臺奧長花崗巖(2511±9 Ma)、花崗閃長巖(2523±19 Ma)及白色條帶(2521±26 Ma)。通過對小秦嶺太古代TTG巖石的地球化學(xué)特征及成因分析表明,小秦嶺2.8-2.5Ga TTG巖石均為下地殼玄武質(zhì)(鎂鐵質(zhì))巖石在不同壓力及較高溫度下(～800℃)部分熔融的產(chǎn)物。片麻巖類的Hf同位素研究表明,2.8～2.7 Ga及2.6～2.5 Ga兩期巖漿事件分別代表了中太古代晚期(℃2.8 Ga)及新太古代晚期～2.5Ga兩次重要的陸殼生長事件,同時也伴隨有一定量古老陸殼物質(zhì)的再造。(3)古元古代巖漿事件(℃2.3Ga及1.9℃1.8Ga)在小秦嶺地區(qū)太華雜巖中同樣非常發(fā)育,其中～2.3 Ga巖漿事件的代表性巖石組合包括花崗閃長質(zhì)片麻巖(2315±7.8 Ma)、斜長角閃巖(2298±16 Ma),以及大量出現(xiàn)的鉀質(zhì)花崗片麻巖(2334±11 Ma及2359±29 Ma)。Hf同位素分析表明小秦嶺～2.3 Ga巖漿事件主要反映了太古代古老陸殼物質(zhì)的再造,同時伴隨有一定量新生陸殼物質(zhì)的貢獻(xiàn)。地球化學(xué)研究表明,花崗閃長巖及花崗片麻巖應(yīng)該形成于伸展構(gòu)造環(huán)境陸殼減薄而誘發(fā)中下地殼的部分熔融。反應(yīng)了伸展構(gòu)造體系下地殼的物質(zhì)的再活化,從而使小秦嶺地區(qū)大規(guī)模的發(fā)育-2.3 Ga巖漿事件。小秦嶺地區(qū)～1.8 Ga花崗巖(1814±10 Ma及1851±10 Ma)的Hf同位素體現(xiàn)出的陸殼再造特征。巖石地球化學(xué)研究表明該時期花崗巖形成于伸展作用下的陸殼減薄誘發(fā)下地殼先存的麻粒巖相巖石(TTG、變基性巖、變沉積巖等)在中低壓(10-12kbar)、高溫(805～973℃)條件下的部分熔融。2.魯山地區(qū)太華雜巖的研究取得了如下成果及認(rèn)識：(1)魯山地區(qū)以發(fā)育2.75-2.84Ga的巖石而受到廣泛關(guān)注,本研究在魯山地區(qū)太華雜巖中識別出一系列-2.9 Ga TTG巖石,巖石類型包括了花崗閃長巖(2902±11 Ma)、奧長花崗巖(2872±19 Ma)、英云閃長巖(2845±36Ma及2888±34Ma)。地球化學(xué)特征上,這三類巖石具有一定的親緣性,應(yīng)形成于較高的溫壓條件下(15kbar；～900℃),新生玄武質(zhì)巖石的部分熔融。其鋯石Hf同位素分析表明,魯山地區(qū)2.90～2.85巖漿活動代表了魯山地區(qū)的一次主要的陸殼生長。(2) 魯山地區(qū)與TTG片麻巖及斜長角閃巖相伴生的白色條帶形成于2715±17Ma～2758±20Ma。其形成于中下地殼巖石組分的部分熔融,代表了魯山地區(qū)中太古代的巖石經(jīng)歷過～2.7 Ga的深熔事件的改造。而侵入于TTG巖石的鉀質(zhì)花崗巖形成于2729±18 Ma,地球化學(xué)特征顯示其成因?yàn)橹猩系貧?中-低壓范圍內(nèi))巖石在較高溫度下熔融的產(chǎn)物,是陸殼活化的產(chǎn)物。3.通過與華北克拉通南緣其它地區(qū)出露的變質(zhì)結(jié)晶基底進(jìn)行了對比,探討了華北南緣太古代-古元古代的地殼演化規(guī)律,并取得以下認(rèn)識：(1)華北克拉通南緣最為重要的陸殼生長事件發(fā)生在2.9～2.7 Ga。該時期巖漿活動又可以進(jìn)一步劃分為2.90～2.80 Ga巖漿事件及～2.70 Ga巖漿事件。前者主要以華北南緣魯山、小秦嶺及霍邱地區(qū)2.90～2.80 Ga TTG及斜長角閃巖為代表,與俯沖的構(gòu)造背景作用相關(guān)。其在華北克拉通南緣呈近東西向帶狀分布的特征似乎指示了該區(qū)域在中太古代晚期可能具有活動大陸邊緣的特征。后者形成的TTG巖石魯山、中條山、舞陽地區(qū)均有發(fā)育,同時在華北克拉通呈面狀分布,大規(guī)模的TTG形成可能與全球范圍-2.7 Ga地幔柱事件有關(guān)。(2) 華北克拉通南緣～2.5 Ga巖漿活動主要代表了中太古代-新太古代早期古老陸殼物質(zhì)的再造,但同時也應(yīng)當(dāng)伴隨有一定量新生陸殼的形成。陸殼的增長量僅次于2.9～2.7 Ga。新太古代晚期巖漿事件很有可能是多種構(gòu)造機(jī)制同時作用的結(jié)果。(3)華北南緣在古元古代早期(～2.3 Ga)應(yīng)當(dāng)經(jīng)歷了一次基底陸殼物質(zhì)的拉伸事件,陸殼減薄,地幔物質(zhì)上涌導(dǎo)致華北南緣(尤其在小秦嶺地區(qū))發(fā)生了大規(guī)模陸殼活化。產(chǎn)生了一定量的殼源花崗巖,代表了一期主要的陸殼再造事件。同時也存在一定量地幔物質(zhì)的加入。隨著呂梁運(yùn)動的進(jìn)一步發(fā)展,在2.3～1.8 Ga華北南緣基底陸殼拉伸-裂陷-閉合,伴生有大規(guī)模的陸殼活化事件。其中1.9～1.8 Ga變質(zhì)-熱事件應(yīng)當(dāng)是華北克拉通南緣一次重要的陸殼活化及再造事件。(4)基于區(qū)域地質(zhì)特征、年代學(xué)及Hf同位素特征、地球化學(xué)等多方面的一致性,本研究推測華北克拉通南緣很可能在太古代時期形成了統(tǒng)一的基底,之后作為一個整體經(jīng)歷了后期的改造事件。該地質(zhì)體西起于陜西小秦嶺地區(qū),東至安徽霍邱地區(qū),長度超過1000 km,是華北克拉通太古代時期重要的地質(zhì)單元。然而由于不同地質(zhì)體均經(jīng)歷了新太古代晚期-古元古代時期強(qiáng)烈的陸殼再造事件,只有少量未被改造的古老陸殼物質(zhì)(2.9～2.7 Ga)保存下來。
[Abstract]:The formation and evolution of metamorphic crystalline basement in North China Craton is one of the most important scientific problems . Allong granite ( 2511 鹵 9 Ma ) , granodiorite ( 2523 鹵 19 Ma ) and white stripe ( 2521 鹵 26 Ma ) . The analysis of the geochemical characteristics and genesis of Archean TTG rocks in Xiaoqinling shows that the small Qinling 2.8 - 2.5Ga TTG rocks are the products of lower crust basalt ( Mg - Fe ) at different pressures and higher temperatures ( ~ 800 鈩，

本文編號：1797169