【摘要】：北秦嶺地體位于洛南-欒川斷裂帶和商丹縫合帶之間,是秦嶺造山帶重要的構造單元之一。古生代花崗巖記錄了北秦嶺商丹洋演化的重要信息,前人研究成果表明,北秦嶺早古生代花崗質巖漿作用可以分為俯沖(505～470Ma)、同碰撞(450～422Ma)和后碰撞(415～400Ma)三個演化階段,但區(qū)域上400Ma左右商丹洋碰撞后形成花崗巖體的研究資料相對薄弱,這些花崗巖成因研究對探討商丹洋碰撞后地殼物質熔融機理及北秦嶺基底的性質等科學問題具有重要意義。本文主要選取丹鳳地區(qū)商丹縫合帶北側出露的晚古生代大房溝巖體、兩岔河巖體、窯溝巖體和鐵峪鋪巖體作為研究對象,對其進行全巖主微量、Sr-Nd同位素、礦物化學、鋯石U-Pb年代學和鋯石Hf同位素方面的研究,厘定晚古生代花崗質巖漿作用的期次,研究巖漿源區(qū)性質及地殼物質部分熔融機理,最后結合區(qū)域地質研究花崗質巖漿形成的深部動力學背景。主要取得以下幾方面的認識:鋯石U-Pb年代學研究表明,北秦嶺晚古生代四個花崗巖體應分為兩期,第一期約在440Ma左右,以文中鐵峪鋪巖體為代表,其鋯石加權平均年齡為438±1.8Ma;第二期約在400Ma左右,以文中大房溝、兩岔河和窯溝巖體為代表,其中大房溝巖體加權平均年齡為404.1±2.7Ma,兩岔河巖體加權平均年齡為405.8±2.8Ma,窯溝巖體加權平均年齡為 403±2Ma。鐵峪鋪巖體主要由黑云母花崗閃長巖組成,其Si02=69.1%～70.1%,Na20 = 4.8%～5.51%,Al203=15.7%～15.0%,Na2O/K2O=1.9～2.26,為準鋁質-弱過鋁質系列,A/CNK=1.04～1.10,表現(xiàn)出Ⅰ型花崗巖的特征;巖石稀土總量較低(∑REE=55.4～60.8ppm),具有正的Eu異常(δEu=1.04～1.10),其高的Sr/Y比值,表現(xiàn)出類似于埃達克巖漿特征;巖石具有相對富集的Sr-Nd同位素組成,其εNd(t)值介于-0.6--0.3之間,鋯石εHf(t)值變化范圍為2.65到12.89之間;巖石鋯石飽和溫度中等(732～739℃),綜合分析其應為富斜長石的新生基性下地殼發(fā)生脫水部分熔融的產(chǎn)物,巖石源區(qū)可能有少量富集組分的加入,導致其相對富集Sr-Nd同位素特征。大房溝巖體主要由黑云母二長花崗巖組成,Si02含量介于68.4%～71.7%之間,Na20=4.18%～5.59%,Na2O/K2O=1.07～2.74,A1203 含量介于 15.6%～17.9%之間,為準鋁質-弱過鋁質鈣堿性巖系列,具富集的Sr-Nd同位素組成(εNd(t)=-10.4)和較低的稀土總量(∑REE=52.6～90.4ppm),表現(xiàn)出S型花崗巖特征,δEu=0.73-1.23,鋯石Hf同位素比值εHf(t)變化于-9.35～-0.25之間;巖漿形成溫度最低(662～721℃),綜合分析,大房溝二長花崗巖應為古-中元古代古老中上地質殼物質發(fā)生脫水部分熔融的產(chǎn)物。窯溝巖體主要由黑云母二長花崗巖組成,SiO_2含量介于67.0%～68.7%,Na2O含量為 3.80%～4.42%,Al2O3 含量介于 15.2%～17.1%之間,Na2O/K2O=0.81～1.00,巖石相對富K,屬準鋁質-弱過鋁質高鉀鈣堿性巖系列,A/CNK介于1.04～1.08之間,為Ⅰ型花崗巖;巖石稀土總量較高(∑REE=105～191ppm),富集P、K及Ba,δEu介于0.71-0.95之間,εNd(t)=+0.1,發(fā)育相對虧損的鋯石Hf同位素比值(εHf(t)=1.24～12.22),巖石的鋯石飽和溫度約為781～833℃,表明巖漿形成溫度較高,綜合分析窯溝二長花崗巖應為新元古代-古生代黑云母斜長片麻巖在800℃～850℃條件下發(fā)生黑云母脫水部分熔融而成。兩岔河巖體主要由片麻狀黑云母二長花崗巖組成,SiO_2含量變化于66.9%～68.0%之間,Na2O=4.85%～5.19%,Al2O3 含量介于 16.2%～17.4%～之間,Na2O/K2O=2.16～3.11,為準鋁質-弱過鋁質鈉質系列,A/CNK=1.02～1.08,為Ⅰ型花崗巖,稀土總量較低(∑REE=56.3～134ppm),δEu=0.83～1.24,高 Sr/Y比值,Nb/La(0.21～0.57)極低,與鐵峪鋪巖體類似,表現(xiàn)出類似于埃達克巖漿特征,巖石具有相對富集的Sr-Nd同位素組成(εNd(t)=-2)及變化范圍較大的εHf(t)值(-14.97～9.80),鋯石飽和溫度中等介于758～771℃之間,巖石的源巖應為新生基性下地殼和元古代成熟地殼的混合物。結合區(qū)域地質資料及前人研究成果,本文提出丹鳳地區(qū)四個花崗巖體的產(chǎn)出表明北秦嶺地區(qū)自商丹洋閉合之后發(fā)生過兩次重要的地殼熔融事件,第一期在早志留世(～440Ma),主要是丹鳳群基性巖石發(fā)生部分熔融形成的Na質花崗巖(鐵峪鋪巖體),形成于同碰撞構造環(huán)境;第二期熔融事件發(fā)生在早泥盆世(～400Ma),包括丹鳳群基性巖石發(fā)生部分熔融形成的Na質花崗巖(窯溝巖體)、丹鳳群和秦嶺群巖石混合組成的源區(qū)發(fā)生脫水部分熔融形成的Na質花崗巖(兩岔河巖體)及這些Na質花崗巖的形成誘發(fā)上覆的中上地殼物質發(fā)生部分熔融形成的S型特征花崗巖(大房溝巖體),該期地殼熔融事件形成于后碰撞構造環(huán)境,可能是秦嶺微地塊和華北板塊在早古生代碰撞造山晚期造山帶由擠壓向伸展體制轉換階段的產(chǎn)物。
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【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P588.121

【參考文獻】

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本文編號：2275129