本文關鍵詞：大陸俯沖帶超高壓變質與部分熔融作用及其時代：中大別花崗片麻巖和榴輝巖及相關斜長角閃巖的研究

  更多相關文章： 大陸深俯沖與折返 超高壓變質作用 部分熔融 巖石成因 花崗片麻巖 榴輝巖

【摘要】：從上個世紀80年代在大陸表殼巖石中發(fā)現(xiàn)柯石英和金剛石等超高壓指示礦物以來,陸殼的深俯沖及超高壓變質作用一直成為地球科學研究的熱點。部分熔融作用作為大陸俯沖碰撞帶中重要的地質過程之一,在陸陸碰撞俯沖及折返過程中越來越廣泛的得到認識。熔體的產(chǎn)生,會影響殼幔相互作用、改變巖石的流變學特征、加速巖石內部礦物之間的反應等,對超高壓帶巖石的物理與化學性質具有重大的影響。與洋殼俯沖不同的是,陸殼具有較低的低溫梯度和較少的含水量,在俯沖過程中不能釋放大量的流體而引發(fā)島弧巖漿作用，但是,在一些高溫超高壓區(qū)域,當“干”的超高壓巖石在類似變質峰期的高溫條件下也可發(fā)生部分熔融,并且,在折返期間由于少量含水礦物的降壓脫水,以及名義上無水礦物的結構水和分子水的釋放,同樣可導致大陸碰撞帶超高壓巖片發(fā)生部分熔融。因此,準確限定大陸俯沖碰撞帶高壓-超高壓巖石部分熔融作用發(fā)生的時間,對查明超高壓巖片折返機制及P-T軌跡的重建等具有重要意義。位于中國中東部的大別山造山帶是三疊紀華南陸塊向華北陸塊俯沖形成的碰撞型造山帶,因含有柯石英和金剛石超高壓變質帶出露的規(guī)模巨大和巖石類型齊全而聞名于世。其中,大別山超高壓變質帶包括三個含榴輝巖的巖石單位,即北大別、中大別和南大別。已有研究表明,中大別超高壓帶花崗質正片麻巖的形成時代為新元古代,而且,副片麻巖、大理巖以及榴輝巖中陸續(xù)報道有部分熔融作用的巖相學證據(jù)。然而,至于花崗質正片麻巖是否經(jīng)歷了部分熔融作用,以及中大別超高壓帶部分熔融作用的野外證據(jù)、準確時限和產(chǎn)生機制,仍未見報道或缺乏直接證據(jù)與限定。因此,為了查明中大別超高壓帶花崗片麻巖原巖性質和巖石成因、是否發(fā)生了部分熔融作用和可能的發(fā)生時間,以及確定部分熔融作用與碰撞過程中各個變質階段的關系,本學位論文對中大別花涼亭、碧溪嶺、野寨和龍井關等地的花崗片麻巖、石榴斜長角閃巖以及榴輝巖等變質火成巖進行了系統(tǒng)的野外地質調查以及巖相學、地球化學和年代學等方面研究。結果為中大別花崗片麻巖部分熔融作用發(fā)生的期次及其時代提供了野外和巖相學證據(jù)與年代學制約,同時,對中大別超高壓變質時代提供了新的限定,從而為重建中大別超高壓變質帶的俯沖和折返過程提供了新的資料。另外,通過對片麻巖、石榴斜長角閃巖和榴輝巖的地球化學特征進行研究與對比,證明研究區(qū)花崗片麻巖具有兩種不同的原巖性質與巖石成因。巖相學觀察和鋯石學研究表明：(1)花崗片麻巖的锫石中發(fā)現(xiàn)有柯石英、金紅石、石榴子石和多硅白云母等榴輝巖相礦物包體；(2)榴輝巖的峰期變質礦物有石榴子石+綠輝石+金紅石±柯石英+多硅白云母等：(3)榴輝巖和花崗片麻巖中都發(fā)現(xiàn)有角閃石、斜長石和榍石等角閃巖相退變質礦物。證明研究區(qū)花崗片麻巖經(jīng)歷了超高壓變質作用。而且,結合野外調查和鋯石定年結果表明,研究區(qū)花崗片麻巖在大陸碰撞期間至少經(jīng)歷了兩期部分熔融作用：早期,發(fā)生在超高壓變質峰期或近于峰期(～230 Ma),熔體結晶后形成了含金紅石+石英+鉀長石+斜長石等礦物的淺色體；晚期,發(fā)生在折返初期(～220 Ma),熔體結晶后形成了含電氣石+石英+鉀長石+斜長石等礦物的淺色體�；◢徠閹r、含石榴子石斜長角閃巖以及榴輝巖的鋯石U-Pb定年結果表明：(1)花崗片麻巖的原巖形成時代為780-800 Ma和750 Ma；(2)超高壓變質時代為225～235 Ma以及213～218 Ma左右的角閃石相退變質年齡：(3)上述兩類淺色脈體的鋯石U-Pb定年結果(結合野外表現(xiàn)和巖相學分析)表明,部分熔融作用形成的鋯石通常呈黑色、具有異常高的U含量,給出233±2 Ma和221±2Ma的年齡,確定了兩期部分熔融作用發(fā)生的時代。因此,中大別花崗片麻巖和榴輝巖經(jīng)歷了225-235 Ma的超高壓變質作用以及～230 Ma和～220 Ma的部分熔融作用,證明部分熔融作用發(fā)生在角閃巖相退變質階段之前、超高壓變質峰期作用之后。對碧溪嶺片麻巖和花涼亭片麻巖的主微量元素及Sr-Nd-Pb同位素分析,發(fā)現(xiàn)兩個地區(qū)的片麻巖稀土元素分配模式類似,但分別落在原巖形成環(huán)境判別圖的不同位置,結合其原巖時代,指示它們的原巖形成于不同的大地構造背景。同時,同位素分析結果表明,當時間無論是換算到t=220Ma或t=750Ma時,花涼亭片麻巖和碧溪嶺片麻巖各自的εNd(t)都很均一,但二者之間的εNd(t)值相差很大,意味著它們具有不同的巖漿源區(qū)和巖石成因,Pb同位素結果也顯示了兩者原巖的差異性。
【關鍵詞】：大陸深俯沖與折返 超高壓變質作用 部分熔融 巖石成因 花崗片麻巖 榴輝巖
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P588.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 前言12-16
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 大陸深俯沖和超高壓變質作用12-13
• 1.1.2 深俯沖折返過程中的部分熔融作用13-14
• 1.2 研究內容和意義14-15
• 1.3 工作量小結15-16
• 第二章 區(qū)域地質背景16-20
• 2.1 大別山造山帶簡介16-18
• 2.2 研究區(qū)地質背景18-20
• 第三章 樣品及巖相學特征20-32
• 3.1 樣品分類21-22
• 3.2 巖相學特征22-32
• 3.2.1 片麻巖Ⅰ22-23
• 3.2.2 片麻巖Ⅱ23-25
• 3.2.3 榴輝巖及斜長角閃巖25-32
• 第四章 分析方法32-36
• 4.1 全巖主、微量元素分析32
• 4.2 全巖Sr-Nd-Pb同位素分析32-33
• 4.3 礦物電子探針分析33
• 4.4 激光拉曼光譜分析33-34
• 4.5 鋯石U-Pb定年34-36
• 第五章 花崗片麻巖的部分熔融作用36-42
• 5.1 引言36-37
• 5.2 巖石學37-38
• 5.2.1 花涼亭花崗片麻巖37-38
• 5.2.2 碧溪嶺花崗片麻巖38
• 5.3 花崗片麻巖部分熔融作用的證據(jù)38-40
• 5.4 小結40-42
• 第六章 花崗片麻巖、斜長角閃巖及榴輝巖的年代學42-60
• 6.1 花崗片麻巖的年代學43-48
• 6.2 榴輝巖及斜長角閃巖的年代學48-50
• 6.3 小結50-60
• 第七章 元素和同位素地球化學60-80
• 7.1 引言60
• 7.2 花崗片麻巖、榴輝巖及斜長角閃巖地球化學研究60-68
• 7.2.1 主量元素60-61
• 7.2.2 微量元素61-65
• 7.2.3 Sr-Nd-Pb同位素65-68
• 7.3 原巖性質及成因討論68-69
• 7.4 小結69-80
• 第八章 結論80-82
• 參考文獻82-96
• 致謝96-98
• 在讀期間發(fā)表的學術論文98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：755820