本文選題：陸內(nèi)長英質(zhì)巖漿作用 + 殼幔相互作用　； 參考：《南京大學》2017年博士論文

【摘要】：大陸地殼的形成和演化是地球科學研究領域的根本性問題之一,作為其主要組成部分的長英質(zhì)巖漿巖記錄了陸殼增生和再造的重要信息。因此,長英質(zhì)巖漿巖的成因和演化研究一直是固體地球科學研究的熱點之一。近年來,針對長英質(zhì)大火成巖省的研究表明,巨量幔源巖漿底侵/內(nèi)侵是誘發(fā)中下地殼廣泛部分熔融的重要機制之一。華夏地塊早古生代巨量陸內(nèi)巖漿巖以花崗巖類為主,是研究這一科學問題的良好對象之一。本文選取華夏地塊諸廣-萬洋山地區(qū)早古生代鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)巖漿巖進行了詳細的礦物學、巖石學、地球化學和地質(zhì)年代學綜合研究,討論了這些巖漿巖的成因及其構(gòu)造背景,并在結(jié)合前人研究的基礎上,探討了殼幔相互作用在華夏地塊早古生代巨量陸內(nèi)巖漿巖形成過程中的作用。依據(jù)礦物組合,諸廣-萬洋山地區(qū)早古生代花崗巖類可分為三組,A組含角閃石花崗巖類,準鋁質(zhì),具有相對低的初始87Sr/86Sr值(0.7052至0.7116)、相對高的εNd(t)值(-7.0至-3.0)和相對高的鋯石εHf(t)值(-6.9至-2.8);C組二云母花崗巖,弱過鋁-強過鋁質(zhì),具有相對高的初始87Sr/86Sr值(0.7153至0.7219)、相對低的εNd(t)值(-9.4至-7.3)和相對低的鋯石εHf(t)值(-9.0至-7.2);B組黑云母花崗巖地球化學組成大致介于A組角閃石花崗巖類與C組二云母花崗巖之間。鋯石U-Pb測年結(jié)果顯示,這些巖漿巖的結(jié)晶年齡從A組含角閃石花崗巖類到B組黑云母花崗巖,再到C組二云母花崗巖,依次降低(從443 Ma到431Ma,在誤差范圍內(nèi)有所重疊)。來自于關田石英閃長巖中的鎂鐵質(zhì)微粒包體雖然具有和寄主巖類似的Sr-Nd同位素特征,但具有明顯高的鋯石εHf(t)值(-1.0± 0.5)。此外,A組含角閃石花崗巖類具有弱的Eu負異常,而B組黑云母花崗巖和C組二云母花崗巖則具有明顯的Eu負異常。鑒于華夏地塊早古生代存在大量I型花崗巖,且多數(shù)巖體含有巖漿成因鎂鐵質(zhì)微粒包體,再加上近年來證實的同時代鎂鐵質(zhì)巖漿巖(如高鎂玄武巖等),我們認為底侵的巨量幔源巖漿為華夏地塊早古生代大規(guī)�；◢弾r類的形成提供了熱量和部分物質(zhì)貢獻,而非此前認為的純殼源物質(zhì)重熔且鮮有幔源巖漿參與。探討長英質(zhì)巖漿巖形成和演化過程中的殼幔相互作用離不開對鎂鐵質(zhì)巖漿巖的研究。研究表明,扶溪二長蘇長巖既具有幔源鎂鐵質(zhì)巖漿巖特征(高MgO、Cr和Ni含量,含橄欖石和輝石),也具有殼源巖漿巖特征(高SiO2、K2O、Rb、Ba和LREE含量,含鉀長石和低鈣斜長石)。此外,該二長蘇長巖與伴生的花崗閃長巖具有類似的Sr-Nd-Hf同位素特征:相對高的初始87Sr/86Sr值(0.7081至0.7098)、相對低的εNd(t)值(-6.8至-6.3)和鋯石εHf(t)值(-8.0至-7.4)。結(jié)合已有研究認識到:華夏地塊早古生代鎂鐵質(zhì)巖漿巖在Sr-NNd-Hf同位素上具有寬泛的變化范圍(初始87Sr/86Sr值,0.7041至0.7102;εNd(t)值,-8.4至1.8;加權(quán)平均鋯石εHf(t)值,-7.4至5.2),具有低的Ce/Pb和Nb/U比值(分別為0.59-13.1和3.5-20.9)。值得注意的是,華夏地塊早古生代高鎂(10 wt.%)鎂鐵質(zhì)巖漿巖往往具有低的εNd(t)值(--5),而大部分相對低鎂(10wt.%)鎂鐵質(zhì)巖漿巖卻具有高的εNd(t)值(-4),暗示具有富集同位素特征的高鎂鎂鐵質(zhì)巖漿巖可能經(jīng)歷了明顯的地殼混染和/或同化了部分殼源長英質(zhì)巖漿。我們認為,華夏地塊早古生代鎂鐵質(zhì)巖漿巖可能并不源于富集的地幔源區(qū),更可能來自于一個中等虧損的地幔源區(qū)。華夏地塊早古生代陸內(nèi)巖漿活動的動力學機制一直是個爭議的話題。結(jié)合華夏地塊早古生代巖漿巖分布和構(gòu)造變形特征,以及古地理、古生物學研究成果,我們認為華南板塊可能自晚奧陶世開始自岡瓦納大陸裂解,最終在早泥盆世完成。在華南板塊從岡瓦納大陸的裂解過程中,來自板塊邊界的構(gòu)造應力誘發(fā)了陸內(nèi)構(gòu)造薄弱帶(如斷陷盆地)幔源巖漿的上涌,進而導致中下地殼的大范圍部分熔融形成同期巨量陸內(nèi)巖漿巖。
[Abstract]:The formation and evolution of continental crust is one of the fundamental problems in the field of earth science research . Although the Mg - Fe particle inclusions in the quartz diorite have similar Sr - Nd isotopic characteristics to the host rocks , it has a significantly higher zircon 蔚Hf ( t ) value ( - 1.0 鹵 0.5 ) . In addition , there is a weak Eu negative anomaly in Group A , and the biotite granite and C - group of biotite granite in Group A have obvious Eu negative anomaly . In view of the large amount of I - type granites in the early Paleozoic of Cathaysian block , and most of them contain magmas - derived magnesium - iron particle inclusions , and the mantle - mantle interaction in the formation and evolution of the long - British magmatic rocks is not required to be involved in the study of the magmatite of the same time . It is worth noting that the early Paleozoic magnesium - iron magmatic rocks in Cathaysian block have a low 蔚 Nd ( t ) value ( -4 ) , and most of the relatively low Mg ( 10 wt . % ) magmatite has a low 蔚 Nd ( t ) value ( -4 ) .
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P588.1

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本文編號：2053729