蘇魯超高壓變質(zhì)帶東北端多種成因類型變基性巖:來自巖石學(xué)、同位素年代學(xué)及地球化學(xué)屬性的制約
本文選題:變基性巖 + 鋯石U-Pb年代學(xué)。 參考:《巖石學(xué)報》2017年09期
【摘要】:蘇魯超高壓變質(zhì)帶是揚子板塊與華北板塊在三疊紀(jì)俯沖-碰撞的產(chǎn)物。變基性巖是蘇魯超高壓變質(zhì)帶內(nèi)出露最廣泛的巖石類型之一,研究其巖石學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)屬性及成因機制,對于揭示揚子板塊與華北板塊之間的俯沖-碰撞-折返的動力學(xué)過程具有重要的科學(xué)意義。以(退變)榴輝巖為代表的超高壓變質(zhì)巖石廣泛出露在威海-榮成一帶,少量出露在乳山地區(qū)。鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果顯示,(退變)榴輝巖的原巖時代為792~760Ma,峰期榴輝巖相變質(zhì)時代為243~226Ma,后期角閃巖相退變質(zhì)時代為221~207Ma。非榴輝巖相變質(zhì)的基性巖(麻粒巖和斜長角閃巖)主要出露在乳山地區(qū),其原巖形成時代應(yīng)不晚于古元古代(1939Ma),峰期麻粒巖相變質(zhì)時代為1895~1870Ma,后期角閃巖相退變質(zhì)時代為1848~1806Ma,與膠北地體變基性巖的原巖時代和變質(zhì)時代十分相似。全巖地球化學(xué)研究結(jié)果表明,(退變)榴輝巖的原巖顯示高Fe拉斑玄武巖的特點,根據(jù)其稀土和微量元素特征,可將(退變)榴輝巖進一步劃分為A、B和C三組。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛網(wǎng)圖解上,A、B和C三組樣品分別具有輕稀土弱虧損、輕稀土弱富集和輕稀土富集的特點。輕稀土富集或弱富集型(退變)榴輝巖的原巖地球化學(xué)性質(zhì)與島弧或大陸玄武巖相似,它們的源區(qū)可能與深部富集地幔或受流體交代的地幔楔存在密切的成因關(guān)系;而輕稀土虧損型(退變)榴輝巖的原巖可能來自于虧損地幔的部分熔融。由此可見,(退變)榴輝巖的原巖具有成因多樣性的特點。乳山地區(qū)的基性麻粒巖和斜長角閃巖的原巖也具有高Fe拉斑玄武巖的地球化學(xué)屬性,Al2O3與Mg O呈正相關(guān)變化,TiO_2、P_2O_5與MgO表現(xiàn)出一定程度的負相關(guān)性。絕大多數(shù)非榴輝巖相變質(zhì)基性巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛網(wǎng)配分曲線具有微右傾或明顯右傾的特點。上述特征表明,研究區(qū)絕大多數(shù)非榴輝巖相變質(zhì)的基性巖原巖來自于富集地幔,少數(shù)來自于原始地;蛱潛p地幔,并經(jīng)歷了斜長石和輝石的分離結(jié)晶以及不同程度的部分熔融過程。由此可見,乳山地區(qū)出露的非超高壓變質(zhì)基性巖的原巖具有與膠北地體(高壓)基性麻粒巖相近的成因特點。巖石學(xué)、同位素年代學(xué)和地球化學(xué)特征的綜合對比研究結(jié)果表明,在蘇魯超高壓變質(zhì)帶東北端的威海-榮成-乳山地區(qū),既存在與華北板塊古老變質(zhì)基底相關(guān)的變基性巖,也存在與華南板塊北緣新元古代變質(zhì)基底相關(guān)的超高壓榴輝巖,表明三疊紀(jì)時期華北板塊東南緣膠北地體的部分古老變質(zhì)基底曾卷入到揚子板塊與華北板塊之間的俯沖-碰撞造山過程,隨后與超高壓巖石一起抬升折返,形成當(dāng)今的構(gòu)造混雜巖帶。
[Abstract]:The Sulu UHP metamorphic belt is the product of the Triassic subduction-collision between the Yangtze plate and the North China plate. Metamorphic rocks are one of the most widely exposed rock types in the Sulu UHP metamorphic belt. The petrology, geochronology, geochemical properties and genetic mechanism of these rocks are studied. It is of great scientific significance to reveal the dynamic process of subduction, collision and reentry between the Yangtze plate and the North China plate. The ultrahigh pressure metamorphic rocks represented by eclogite are widely exposed in Weihai-Rongcheng area and a few in Rushan area. The results of zircon LA-ICP-MS U-Pb dating show that the protolith age of the metamorphic eclogite is 792 ~ 760 Ma. the metamorphic age of the peak-eclogite facies is 243 ~ 226Ma. the retrograde metamorphic age of the amphibolite facies is 221 ~ 207Ma. Non-eclogite metamorphic basic rocks (granulite and amphibolite) are mainly exposed in the Rushan area. The age of its original rock formation should not be later than that of Gu Yuan, the peak granulite facies metamorphism is 1895 ~ 1870 Maand the late amphibolite facies retrograde metamorphism is 1848 ~ 1806 Ma, which is very similar to the original rock age and metamorphic age of the basic rocks of the Jiaobei terrane. The geochemical results of the whole rock show that the protolith of the metamorphic eclogite shows the characteristics of high Fe tholeiite. According to its rare earth and trace element characteristics, the eclogite can be further divided into three groups: AHB and C. On the basis of the standardized REE partition model of chondrites and the primitive mantle homogenization cobweb diagram, the three groups of samples, namely, Aneb and C, have the characteristics of light rare earth weak deficiency, light rare earth weak enrichment and light rare earth enrichment, respectively. The geochemical properties of LREE enriched or weakly enriched eclogite are similar to those of island arc or continental basalt, and their source regions may be closely related to the deep enriched mantle or the mantle wedge which is metasomatic by fluid. The source rocks of LREE depleted eclogite may come from partial melting of depleted mantle. It can be seen that the original rocks of the eclogite have the characteristics of genetic diversity. The basic granulites and amphibolites of Rushan area also have geochemical properties of high Fe tholeiite. There is a positive correlation between Al _ 2O _ 3 and MgO. The correlation between TiO2P _ 2O _ 5 and MgO is negative to some extent. The normalized REE distribution model of chondrites and the homogenized cobweb distribution curves of the primitive mantle in most non-eclogite metamorphic basic rocks have the characteristics of slightly right inclination or obvious right dip. The above characteristics indicate that the majority of the noneclogite metamorphic primary rocks in the study area come from the enriched mantle and a few from the primitive mantle or depleted mantle. It also underwent the separation and crystallization of plagioclase and pyroxene and the partial melting of different degrees. It can be seen that the original rocks of the exposed non-ultrahigh pressure metamorphic basic rocks in the Rushan area are similar to those of the Jiaobei terrane (high pressure) basic granulites. A comprehensive comparative study of petrology, isotopic chronology and geochemistry shows that in the Weihai-Rongcheng Rushan area at the northeast end of the Sulu ultrahigh pressure metamorphic belt, there are both altered basic rocks associated with the ancient metamorphic basement of the North China plate. There are also ultrahigh pressure eclogites associated with the Neoproterozoic metamorphic basement in the northern margin of the South China plate. The results indicate that part of the ancient metamorphic basement of the Qiaobei terrane in the southeastern margin of the North China plate during the Triassic period was involved in the subduction-collision orogenic process between the Yangtze plate and the North China plate, and then uplifted and reversed along with the ultrahigh pressure rocks. Forming the present-day tectonic melange zone.
【作者單位】: 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所;
【基金】:國家自然科學(xué)基金重點項目(41430210) 中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目(DD20160121) 中國地質(zhì)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費項目(YYWF201703)聯(lián)合資助
【分類號】:P588.3;P59
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本文編號:1982363
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