【摘要】：本論文對海南島北部晚新生代玄武巖開展了詳細(xì)的巖相學(xué),主量元素、微量元素地球化學(xué),Sr-Nd-Pb-Hf同位素、橄欖石熔體包裹體Pb-Sr同位素和斜長石Sr同位素地球化學(xué)分析,并結(jié)合雷州半島、南海盆地、印支半島地區(qū)前人的新生代玄武巖數(shù)據(jù),探討了海南島北部晚新生代玄武巖的地殼混染的影響、源區(qū)母巖巖性、地幔源區(qū)性質(zhì)和貢獻(xiàn)物質(zhì)。海南島玄武巖具有Nb-Ta的正異常、高的Nb/U比值,與大陸地殼相異,而且熔巖的Th/Ta和La/Nb比值介于原始地幔和OIB之間,~(87)Sr/~(86)Sr、εNd和SiO_2、MgO/SiO_2的關(guān)系都表明陸殼混染作用對海南島玄武巖的影響是微弱的。通過恢復(fù)MgO7.5%玄武巖的原生巖漿成分,發(fā)現(xiàn)原生巖漿具有高的Zn/Fe,Zn/Mn和Fe/Mn比值,和較低的CaO含量,高的TiO_2,FeO*和低的Na_2O/TiO_2,CaO/Al_2O_3比值,明顯區(qū)別于橄欖巖熔體,與輝石巖熔體特征相一致,從而指示了雷瓊地區(qū)玄武巖的源區(qū)母巖巖性上應(yīng)屬于輝石巖源區(qū)。再循環(huán)洋殼和沉積物在殼-幔循環(huán)過程中扮演著重要的角色。前人的研究指出了板片俯沖與海南地幔柱形成具有重要的聯(lián)系,因而再循環(huán)物質(zhì)在海南島玄武巖地幔源區(qū)中起著重要的作用。本文首次報導(dǎo)海南島新生代玄武巖的Hf同位素,并將新的Sr-Nd-Pb同位素與前人數(shù)據(jù)相結(jié)合,限定再循環(huán)物質(zhì)的組成及其年齡。與地幔趨勢(Mantle Array)相比,給定εNd時,海南島玄武巖的εHf值要更低;而且Eu/Eu*1、Sr/Sr*1,它們與Al_2O_3、MgO都不存在相關(guān)性,說明Eu和Sr的正異常是繼承了源區(qū)的特征,指示源區(qū)中存在再循環(huán)洋殼物質(zhì)的參與。再循環(huán)洋殼與橄欖巖反應(yīng)形成了二階段輝石巖。海南島玄武巖的Ce/Pb與εNd、εHf呈正相關(guān)關(guān)系,Nd/Pb與~(87)Sr/~(86)Sr呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,指向沉積物端元;除此之外,Ce/Ce*比值為0.92-0.98,指示了源區(qū)中存在著海洋氧化條件下形成的沉積物。根據(jù)εHf-εNd模型和Pb同位素的演化模型,我們推斷源區(qū)中再循環(huán)洋殼和沉積物相對年輕,其年齡應(yīng)小于1.0 Ga。通過對橄欖石熔體包裹體Pb和Sr同位素進(jìn)行分析,結(jié)果表明海南地幔柱源區(qū)同位素組成上是不均一的。熔體包裹體數(shù)據(jù)表明EM2、DMM和FOZO可能是控制海南島玄武巖源區(qū)的重要地幔端元,而EM1,HIMU組分是非常有限的,巖漿混合過程中EM1,HIMU被其他主要組分稀釋,因而在全巖中未表現(xiàn)出它們的特征,只有在早期橄欖石結(jié)晶時捕獲了少量的組分。EM2-like組分與不同的地幔端元以不同的比例進(jìn)行混合,形成了相對分散的Pb-Sr同位素特征。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P588.145;P534.6
【圖文】：

第 2 章 研究區(qū)地質(zhì)背景及巖相學(xué)特征.1 研究區(qū)地質(zhì)背景.1.1 區(qū)域地質(zhì)概況雷瓊地區(qū)由雷州半島和海南島組成。海南島地處我國南端，華南板塊南緣海盆地西北緣，與雷州半島相隔瓊州海峽，是僅次于我國臺灣寶島的“第二島”（圖 2.1）。海南島整體呈梨狀，以東北-西南為長軸，全島面積為 3.44 m2。海南島總體地勢可以總結(jié)為中間高、四周低，四周由山地、丘陵、臺地原構(gòu)成，具明顯的梯級狀地勢特點(diǎn)。雷州半島位于我國大陸的最南端，南側(cè)南島相望，東側(cè)與南海相鄰，西側(cè)瀕臨北部灣，全境面積為 13225 km2，是南方最大的半島，同時也是“中國三大半島”之一。半島三面環(huán)海，海岸線總達(dá) 1450km，主要島嶼包括東海島，南三島，硇洲島等。

第 2 章 研究區(qū)地質(zhì)背景及巖相學(xué)特征強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動形成了一系列東北向的斷裂構(gòu)造帶。印支運(yùn)動時烈，大量的花崗巖體構(gòu)成了海南島的基底。燕山運(yùn)動和喜馬拉雅運(yùn)構(gòu)造作用使得花崗巖基底發(fā)生斷裂，形成了一系列東西向斷裂。西向斷裂為界，斷裂以南稱之為斷裂隆起區(qū)，斷裂以北地區(qū)，包雷州半島為雷瓊凹陷。至更新世時期，海南島北部和雷州半島發(fā)脫離大陸，遂瓊州海峽形成。瓊地區(qū)處于歐亞板塊、印度板塊和太平洋板塊（菲律賓板塊）碰，位于東亞、東南亞彌散大火成巖省的中心地區(qū)，是中國東南部最大的地區(qū)，同時也是連接華南板塊和南海海盆的紐帶（圖 2.2）

海南島北部晚新生代玄武巖巖石學(xué)成因及其地球動力學(xué)機(jī)制欖巖，捕擄體大者可達(dá) 20 cm 以上，小者為 2-3 cm，捕擄體呈橢圓狀和具菱角的四邊形。玄武巖中含有大量的地幔捕擄體或捕擄晶，說明巖漿上升的速率是很快的，而未與捕擄體發(fā)生反應(yīng)便噴出地表冷卻結(jié)晶。我們基于詳細(xì)閱讀相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對海南島和雷州半島進(jìn)行了系統(tǒng)的采樣，下圖為采樣的位置圖（圖 2.3）：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771698