本文關(guān)鍵詞：冀北赤城、宣化高壓麻粒巖的巖石學(xué)特征及原巖恢復(fù)

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【摘要】：高壓麻粒巖作為組成造山帶下地殼物質(zhì)的重要部分,清楚的記錄了下地殼乃至核幔邊界環(huán)境的演變過程。本文選擇冀北赤城沃麻坑和宣化大東溝的高壓麻粒巖作為研究對象,通過對兩地高壓麻粒巖的巖相學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)及年代學(xué)進(jìn)行研究,確定了高壓麻粒巖的原巖及其形成的構(gòu)造環(huán)境,從而為華北克拉通高壓麻粒巖研究提供了新的實例。赤城沃麻坑高壓麻粒巖主要以透鏡狀、團(tuán)塊狀的形式產(chǎn)于石榴黑云角閃片麻巖和石榴斜長角閃片麻巖中,由于構(gòu)造變形的影響,透鏡體有時出現(xiàn)“S”變形。巖相學(xué)研究表明,赤城高壓麻粒巖主要經(jīng)歷了三期的變質(zhì)演化階段:第一階段為原巖形成階段,礦物組合為Cpx+Pl+Q,第二階段為峰值高壓麻粒巖相階段,礦物組合為Grt+Cpx+Q+Pl,第三階段為角閃巖相退變質(zhì)階段,礦物組合為Amp+Pl±Grt。高壓麻粒巖中的石榴子石主要由鐵鋁榴石(Alm)、鎂鋁榴石(Prp)、鈣鋁榴石(Grs)和少量的錳鋁榴石(Sps)組成,自其石榴子石顆粒核部至邊部的位置,Ca O和Mg O含量分別介于6.326%~8.106%和3.063%~6.409%之間。高壓麻粒巖中的斜長石包括三種產(chǎn)狀:顆粒邊部有石榴子石“紅眼圈”的斜長石(An=36)、與單斜輝石共生的斜長石(An=29.9~38.8)和與角閃石共生的斜長石(An=28.5~32.6),這三種產(chǎn)狀的斜長石都為中長石。巖石中單斜輝石為次透輝石。運用Grt-Cpx溫度計和Grt-Cpx-Q-Pl壓力計計算得出峰值麻粒巖相的壓力為1.037GPa~1.196GPa,溫度是619.7℃~658.6℃。高壓麻粒巖中微量元素Sr和Ba的含量都高于地殼平均值,其余Rb、Cs、Ta、Nb、Hf、Zr和Th/U比值都低于地殼平均值,其稀土元素配分模式有兩類:右傾型和平坦型,總體特點為輕稀土富集和重稀土平坦。利用X函數(shù),高壓麻粒巖的X值都為正(3.87~6.56),說明原巖為火成巖類,其變質(zhì)巖原巖恢復(fù)圖解和構(gòu)造環(huán)境判別圖表明原巖為輝長巖,且原巖年齡為1904±12Ma,原始巖漿為拉斑玄武巖系列,形成環(huán)境為島弧環(huán)境。宣化大東溝高壓麻粒巖主要以透鏡狀、團(tuán)塊狀的形式產(chǎn)于黑云斜長片麻巖中,由于構(gòu)造變形的影響,透鏡體有時出現(xiàn)“X”節(jié)理和石英脈有時出現(xiàn)“Z”變形。巖相學(xué)研究表明,宣化大東溝高壓麻粒巖主要經(jīng)歷了三期的變質(zhì)演化階段:第一階段為原巖形成階段,礦物組合為Cpx+Pl+Q,第二階段為峰值高壓麻粒巖相階段,礦物組合Grt+Cpx+Q+Pl,第三階段為退變質(zhì)階段,包括退變質(zhì)早期中壓麻粒巖相階段、退變質(zhì)中期低壓麻粒巖相階段、退變質(zhì)晚期角閃巖相階段。退變質(zhì)早期中壓麻粒巖相階段,礦物組合Grt+Opx+Cpx+Pl,退變質(zhì)中期低壓麻粒巖相階段,礦物組合Cpx+Opx+Pl,退變質(zhì)晚期角閃巖相階段,礦物組合Amp+Pl±Grt。自高壓麻粒巖石榴子石顆粒核部至邊部的位置,Ca O和Mg O含量分別介于5.503%~8.224%和4.542%~6.69%之間。高壓麻粒巖中的斜長石包括三種產(chǎn)狀:顆粒邊部有石榴子石“紅眼圈”的斜長石(An=48.6~71.1)、與單斜輝石共生的斜長石(An=49.7~62.2)和與角閃石共生的斜長石(An=51.1),顆粒邊部有石榴子石“紅眼圈”中的斜長石為中長石、拉長石和培長石,另兩種產(chǎn)狀的斜長石為拉長石。巖石中單斜輝石為次透輝石。運用Grt-Cpx溫度計和Grt-Cpx-Q-Pl壓力計計算得出峰值麻粒巖相的壓力為0.901GPa~1.173GPa,溫度是662.6℃~801.7℃。高壓麻粒巖中微量元素Sr和Ba的含量都高于地殼平均值,其余Rb、Cs、Ta、Nb、Hf、Zr和Th/U比值都低于地殼平均值,稀土元素配分模式為右傾斜,特點為輕稀土富集和重稀土平坦。利用X函數(shù),高壓麻粒巖的X值為正(4.43~6.57),說明原巖為火成巖類,其變質(zhì)巖原巖恢復(fù)圖解和構(gòu)造環(huán)境判別圖表明原巖為輝長巖,原始巖漿為拉斑玄武巖系列,形成環(huán)境為島弧環(huán)境。綜上所述,赤城和宣化兩地的高壓麻粒巖野外產(chǎn)狀都以透鏡狀、團(tuán)塊狀的形式產(chǎn)于圍巖中,其單斜輝石都為次透輝石。但是,兩地高壓麻粒巖的圍巖、高壓麻粒巖所經(jīng)歷的構(gòu)造運動、礦物成分、退變質(zhì)產(chǎn)物及變質(zhì)期次有所不同。赤城沃麻坑高壓麻粒巖的退變質(zhì)作用較宣化大東溝抬升較快;礦物成分方面,沃麻坑高壓麻粒巖中的石榴子石中Ca O和Mg O含量分別略高于和低于宣化大東溝高壓麻粒巖;“紅眼圈”中的斜長石種類較宣化單一;溫壓計測算的峰值麻粒巖相的溫度和壓力分別較宣化大東溝低和高。微量元素方面,兩地高壓麻粒巖中的Sr和Ba含量高于地殼平均值,其余Rb、Cs、Ta、Nb、Hf、Zr和Th/U比值都低于地殼平均值,且宣化大東溝高于赤城沃麻坑(U和Th例外)。從稀土配分模式來看,兩地高壓麻粒巖都有右傾、輕稀土富集重稀土平坦的特點,但赤城沃麻坑高壓麻粒巖還有一類平坦型,輕重稀土分異程度未有宣化大東溝明顯。追溯兩地高壓麻粒巖的原巖和構(gòu)造環(huán)境,兩地的高壓麻粒巖原巖都為輝長巖,原始巖漿為拉斑玄武巖系列,形成的環(huán)境為島弧環(huán)境,赤城沃麻坑高壓麻粒巖的原巖年齡為1904Ma。
【關(guān)鍵詞】：巖石學(xué)特征 原巖恢復(fù) 高壓麻粒巖 赤城 宣化 冀北
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P588.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-18
• 1.1 研究現(xiàn)狀11-14
• 1.1.1 高壓麻粒巖的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 研究區(qū)高壓麻粒巖的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2 論文的選題依據(jù)及意義14-15
• 1.3 論文研究簡述15-16
• 1.3.1 論文的研究內(nèi)容15
• 1.3.2 論文擬解決的問題15
• 1.3.3 論文研究思路15-16
• 1.4 論文研究進(jìn)度及完成工作量16-18
• 1.4.1 論文研究進(jìn)度16-17
• 1.4.2 論文完成工作量17-18
• 第2章 區(qū)域地質(zhì)概況18-20
• 2.1 區(qū)域構(gòu)造背景18-19
• 2.2 區(qū)域地層19-20
• 第3章 巖相學(xué)及礦物學(xué)特征20-33
• 3.1 野外基本地質(zhì)特征20-22
• 3.2 巖相學(xué)及變質(zhì)期次劃分22-26
• 3.2.1 巖相學(xué)特征22-23
• 3.2.2 變質(zhì)期次劃分23-26
• 3.3 高壓麻粒巖礦物學(xué)特征26-31
• 3.3.1 石榴子石礦物化學(xué)特征26-29
• 3.3.2 單斜輝石礦物化學(xué)特征29-30
• 3.3.3 斜長石礦物化學(xué)特征30-31
• 3.4 變質(zhì)P-T條件估算31-33
• 第4章 高壓麻粒巖的地球化學(xué)特征33-38
• 4.1 分析測試方法33
• 4.2 主量元素33-35
• 4.3 微量元素35-36
• 4.4 稀土元素36-38
• 第5章 高壓麻粒巖原巖恢復(fù)及構(gòu)造環(huán)境判別38-41
• 5.1 高壓麻粒巖原巖恢復(fù)38-40
• 5.2 高壓麻粒巖構(gòu)造環(huán)境判別40-41
• 第6章 鋯石U-PB年代學(xué)41-44
• 6.1 鋯石U-PB年齡的測定41-43
• 6.1.1 測試方法41
• 6.1.2 樣品特征及測試結(jié)果41-43
• 6.2 地殼演化探討43-44
• 結(jié)論44-45
• 致謝45-46
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果46-47
• 主要參考文獻(xiàn)47-51
• 附表51-62
• 圖版62-65

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