本文關(guān)鍵詞：華北陸塊南緣堿性巖地球化學(xué)研究及其大地構(gòu)造意義

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【摘要】：華北陸塊南緣發(fā)育了大量的堿性巖,這些堿性巖形成于不同的時(shí)代,具有不同的成因。本文選取了中元古代的龍王幢A型花崗巖、新元古代的雙山角閃正長(zhǎng)巖和中生代的張士英角閃正長(zhǎng)巖和太山廟A型花崗巖作為研究對(duì)象。通過(guò)巖體的地球化學(xué)、鋯石學(xué)等研究方法,探討其成因及構(gòu)造意義。進(jìn)而試圖闡述華北南緣的堿性巖構(gòu)造旋回及華北南緣構(gòu)造演化歷史。中元古代的龍王幢花崗巖具有高硅SiO2=70.7~72.68%,富堿(Na2O=2.45 3.54%、K2O=4.56~6.35%)。在K2O-SiO2圖解上龍王幢堿性花崗巖顯示高鉀鈣堿性-堿玄巖系列的特征。具有明顯的輕重稀土分異LREE/HREE=9.6～ 17.6, Eu的負(fù)異常。富集Rb、Th、U、K等大離子親石元素,虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素。龍王幢花崗巖具有典型的A型花崗巖的特征,比如具有較高的Si02(70%)、FeOt/MgO、(K+Na)/A1和10000*Ga/Al匕。最主要的是形成于高溫環(huán)境,全巖鋯的飽和溫度計(jì)算結(jié)果顯示結(jié)晶溫度在1030-1098℃。龍王幢A型花崗巖具有A1型花崗巖的特征指示了形成于板內(nèi)的構(gòu)造環(huán)境。龍王幢A型花崗巖是英云閃長(zhǎng)質(zhì)地殼物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物,殘留相中存在斜長(zhǎng)石。形成時(shí)代為1.6Ga,是哥倫比亞超大陸裂解時(shí)期的晚期產(chǎn)物。新元古代雙山角閃正長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡結(jié)果為806±11Ma。巖石具有較低的Si02含量(541～58.3wt.%)指示中性巖的特征；富堿(Na20=5.13～10.13%, K2O=2.52～8.83wt.%),在TAS分類圖中所有巖石都落在霞石正長(zhǎng)巖系列范圍。富集Rb、Th、U等大離子親石元素(LILE)。具有明顯的Ba的虧損和微弱的K的虧損。不同于一般的島弧火山巖,雙山角閃正長(zhǎng)巖沒(méi)有Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)的虧損現(xiàn)象。富集Nb、Ta等微量元素指示了雙山巖體原始巖漿具有原始地幔成分的貢獻(xiàn),結(jié)合前人發(fā)表的Sr-Nd-Pb同位素特征我們認(rèn)為雙山原始巖漿形成于殼幔巖漿的混合作用,隨后經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用。雙山角閃正長(zhǎng)巖形成于新元古代拉張性的構(gòu)造環(huán)境,可能是羅迪尼亞超大陸超大陸在華北陸塊南緣的響應(yīng)。關(guān)于中生代的堿性巖我們選取了張士英角閃正長(zhǎng)巖和太山廟花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb定年Lu-Hf同位素研究和全巖的主微量元素的研究。張士英角閃正長(zhǎng)巖的和太山廟花崗巖鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示兩個(gè)巖體分別形成于122.8±1.5Ma 和 112.1±3.2Ma。張士英角閃正長(zhǎng)巖具有高的SiO2(65.59- 68.1wt.%)、 Al2O3(15.39-15.64 wt.%)含量、高的Sr (468~666ppm)、Sr/Y(35-45) (La/Yb)N(20.1～221)比,但是具有低的Y(13.1~16.6ppm)和Yb(1.47~1.78ppm)含量。在稀土配分圖上顯示具有可以忽略的Eu的負(fù)異常,虧損Nb、Ta、P、Ti和Y等元素。以上這些特征顯示張士英角閃正長(zhǎng)巖具有典型的埃達(dá)克質(zhì)巖石的特征。鋯石的Hf同位素顯示εHf(t)=-17.6～-5.7平均為-15.2,相應(yīng)的兩階段模式年齡TDM2=1.29~ 1.91 Ga。這一年齡相比于華北克拉通南緣的基底巖石較年輕,可能指示了張士英角閃正長(zhǎng)巖源區(qū)不僅是加厚下地殼,鎂鐵質(zhì)巖漿底侵作用形成的新生地殼也是一個(gè)重要的源區(qū)。所以我們認(rèn)為張士英角閃正長(zhǎng)巖形成于加厚下地殼的部分熔融并伴有中元古代新生地殼的加入。而比張士英巖體晚10Ma左右的太山廟花崗巖則顯示A型花崗巖的特征,比如具有相對(duì)較高的SiO2(69.7-71.87wt.%)、全堿(Na20 + K2O = 8.5~ 9.4 wt.%)、HFSE( Zr、Nb、Ga、Y ),但是相對(duì)較低的CaO (0.27~ 1.25 wt.%)、Ba、Sr以及Eu的顯著負(fù)異常。太山廟花崗巖Hf同位素顯示εnf(t)=-12.4~ -1.6平均為-7.6,其兩階段模式年齡TDM2=1.10～1.63Ga平均為1.38 Ga。太山廟花崗巖形成于高溫的環(huán)境下全巖的鋯飽和溫度顯示巖體結(jié)晶溫度為830℃ to 900℃。太山廟A型花崗巖是英云閃長(zhǎng)巖地殼在高溫低壓下部分熔融形成的,殘留相中含有斜長(zhǎng)石。源區(qū)也有新生陸殼的貢獻(xiàn),因?yàn)樘綇R花崗巖Hf同位素也具有比基底太華群更高的e Hf(t)值。張士英角閃正長(zhǎng)巖形成于中國(guó)東部構(gòu)造體系轉(zhuǎn)折時(shí)期,張士英巖體的侵入代表了該區(qū)域加厚下地殼初始減薄階段,晚期形成的太山廟A型花崗巖則是巖石圈減薄的產(chǎn)物,是華北克拉通破壞在華北南緣的響應(yīng)。華北陸塊南緣至少經(jīng)歷了三次伸展構(gòu)造旋回,分別是中元古代華北東部陸塊和西部陸塊碰撞拼合后的拉伸事件,對(duì)應(yīng)于哥倫比亞超大陸的裂解。新元古代時(shí)期以雙山角閃正長(zhǎng)巖和欒川輝長(zhǎng)巖出露為標(biāo)志的伸展作用,對(duì)應(yīng)于羅迪尼亞超大陸的裂解。中生代華北華南兩大板塊發(fā)生了碰撞拼合,隨后的構(gòu)造體系大轉(zhuǎn)折在華北南緣發(fā)育了張士英角閃正長(zhǎng)巖,以及之后發(fā)育了代表著巖石圈減薄的太山廟A型花崗巖。
【關(guān)鍵詞】：華北陸塊南緣 堿性巖 A型花崗巖 正長(zhǎng)巖 中元古代 新元古代 中生代 構(gòu)造演化
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P588.15
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義12-14
• 1.2 堿性巖概況14-18
• 1.2.1 堿性巖研究歷史14-15
• 1.2.2 堿性巖的定義15-16
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)堿性巖的研究狀況16-17
• 1.2.4 華北陸塊南緣堿性巖的研究狀況17-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線18-19
• 1.4 論文工作量19-20
• 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景20-28
• 2.1 區(qū)域大地構(gòu)造屬性20
• 2.2 區(qū)內(nèi)主要地層20-23
• 2.3 區(qū)內(nèi)主要斷裂23-25
• 2.4 區(qū)內(nèi)發(fā)育的巖漿巖25
• 2.5 區(qū)域礦產(chǎn)25-26
• 2.6 區(qū)內(nèi)堿性巖類型與時(shí)空分布26-28
• 第三章 樣品處理和實(shí)驗(yàn)方法28-30
• 3.1 全巖主量元素、微量元素28
• 3.2 鋯石U-Pb年齡測(cè)定28
• 3.3 鋯石Lu-Hf同位素測(cè)定28-30
• 第四章 華北南緣中元古代堿性巖30-49
• 4.1 巖石學(xué)特征30-33
• 4.2 主微量元素特征33-37
• 4.2.1 主量元素特征33-36
• 4.2.2 稀土元素和微量元素特征36-37
• 4.3 巖體形成時(shí)代37
• 4.4 巖石類型37-40
• 4.5 巖石成因40-45
• 4.6 大地構(gòu)造環(huán)境判別及其意義45-49
• 第五章 華北南緣新元古代堿性巖49-64
• 5.1 巖石學(xué)特征49-51
• 5.2 鋯石U-Pb年代學(xué)51-52
• 5.3 巖石地球化學(xué)特征52-55
• 5.4 巖石成因55-61
• 5.5 大地構(gòu)造環(huán)境判別及其意義61-64
• 第六章 華北南緣中生代堿性巖64-87
• 6.1 巖石學(xué)特征64-66
• 6.2 鋯石學(xué)研究結(jié)果66-70
• 6.2.1 鋯石U-Pb年代學(xué)特征66-69
• 6.2.2 鋯石Lu-Hf同位素特征69-70
• 6.3 巖石地球化學(xué)特征70-73
• 6.4 巖體成因73-84
• 6.4.1 張士英巖體成因73-80
• 6.4.2 太山廟巖體成因80-84
• 6.5 大地構(gòu)造環(huán)境判別及其意義84-87
• 第七章 區(qū)域構(gòu)造演化87-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻(xiàn)91-105
• 附錄105-122
• 致謝122-123
• 碩士研究生期間發(fā)表論文目錄123

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：876367