本文關(guān)鍵詞：阿拉善塊體西南部古生代侵入巖的巖石成因及其構(gòu)造意義　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：阿拉善塊體北接天山-興蒙造山帶,南經(jīng)河西走廊與祁連造山帶相依,一般認(rèn)為,阿拉善塊體是華北克拉通的最西段,該區(qū)位于多塊體轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部位,是研究中亞造山帶古生代構(gòu)造演化過程的關(guān)鍵地區(qū)。塊體內(nèi)部古生代侵入巖類廣泛分布,以晚古生代巖漿活動(dòng)最為發(fā)育。本文選取阿拉善塊體南部侵入巖為研究對(duì)象,對(duì)它們進(jìn)行了詳細(xì)的野外地質(zhì)觀察、巖相學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、主量元素和微量元素測(cè)定、Sr-Nd同位素和鋯石Hf同位素組成的綜合研究,結(jié)合前人對(duì)阿拉善地塊相關(guān)巖漿巖類的研究成果,探討了這些中酸性侵入巖的巖石成因、形成構(gòu)造背景和阿拉善塊體構(gòu)造演化歷史及其地球動(dòng)力學(xué)過程。本文主要獲得了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：1.對(duì)阿拉善塊體南部北大山、雅布賴山、高家窖地區(qū)16件樣品進(jìn)行了LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)的測(cè)定,在總結(jié)前人資料基礎(chǔ)上,該地區(qū)巖漿巖形成年代集中于泥盆紀(jì)(423Ma-397Ma)、晚石炭世(320Ma-315Ma)、早-中二疊世(289Ma-265Ma)。2.泥盆紀(jì)侵入巖在北大山巖基、雅布賴巖基、高家窖地區(qū)均有出露,巖性均為花崗巖,包括低Sr/Y型花崗巖類和高Sr/Y型花崗巖類。低Sr/Y型花崗巖類包括雅布賴二云母花崗巖Group 1及高家窖花崗巖；高Sr/Y型花崗巖類包括北大山花崗巖Group Ⅰ、 Group Ⅱ,雅布賴似斑狀花崗巖和二云母花崗巖Group 2。泥盆紀(jì)花崗巖樣品具有較高Si02含量變化范圍為69.21-76.04 wt.%,大部分樣品為準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì),所有花崗巖類樣品均顯示相對(duì)富集大離子親石元素,相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分圖中輕稀土相對(duì)富集,重稀土相對(duì)虧損�；◢弾r樣品具有較高的(87Sr/86Sr)t比值(0.7074-0.7225)和較低的εNd(t)比值(-12.1至-2.6),72DM=1.4-2.1 Ga,暗示其巖漿源區(qū)可能主要為阿拉善塊體古元古代-中元古代基底物質(zhì)。高Sr/Y型花崗巖中北大山巖基花崗巖Group Ⅰ來自于殼源物質(zhì)無水條件下部分熔融;北大山巖基花崗巖Group Ⅱ、雅布賴巖基似斑狀花崗巖和雅布賴巖基二云母花崗巖Group2來自于殼源物質(zhì)在含水條件下的部分熔融作用。低Sr/Y型花崗巖中雅布賴巖基二云母花崗巖Group1由變泥質(zhì)巖在無水條件由白云母脫水誘發(fā)的部分熔融作用形成的；高家窖似斑狀花崗巖由中基性巖在無水條件下由角閃石脫水誘發(fā)的部分熔融形成的。3.石炭紀(jì)侵入巖僅在北大山巖基中有出露,巖性包括輝長巖-閃長巖和高Sr/Y型花崗閃長斑巖。輝長巖-閃長巖具有較低的SiO2(47.52-56.29 wt.%)含量,較低的MgO(3.86-4.89 wt.%)含量以及Cr(2.05-68.1 ppm)、 Ni(0-36ppm)含量,在微量元素蛛網(wǎng)圖中都具有微弱的Pb的正異常以及Ti的負(fù)異常,暗示它們可能經(jīng)歷過地殼混染或者俯沖交代作用。(87Sr/86Sr)t=0.7056-0.7083, εNd(t)=0.6～1.1, εHf(t)=+2.6～+8.2,顯示來源于幔源物質(zhì)的部分熔融,并經(jīng)歷過殼源物質(zhì)的混染�；◢忛W長斑巖Si02含量變化范圍為64.21-68.99 wt.%, A12O3含量為14.38-16.60wt.%,高Na2O/ K2O (2.13-4.11),表現(xiàn)為準(zhǔn)鋁質(zhì)-中鉀鈣堿性系列,具有較高的Sr/Y比值(34-56)和(La/Yb)N比值(10.7-12.5)且無明顯的Eu異常(]Eu/Eu*=0.90-1.04),屬于埃達(dá)克質(zhì)巖石。同位素組成與輝長巖-閃長巖類似為(87Sr/86Sr)t=0.7070～0.7088, εNd(t)=-1.8, εHf(t)=+5.5～+8.2。本文認(rèn)為花崗閃長斑巖是由底侵玄武質(zhì)下地殼部分熔融形成的。4二疊紀(jì)巖漿活動(dòng)在區(qū)內(nèi)廣泛分布,在研究區(qū)內(nèi)主要包括雅布賴巖基似斑狀花崗巖、石英閃長巖、鉀長花崗巖,以及高家窖地區(qū)白疙瘩山巖體石英閃長巖、三個(gè)井巖體細(xì)粒鉀長花崗巖和粗粒鉀長花崗巖。雅布賴鉀長花崗巖Si02含量為70.36-74.16wt.%,屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)、中鉀鈣堿性-高鉀鈣堿性系列巖石。微量元素以虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素,富集大離子親石元素,顯示出島弧鈣堿性巖漿巖的特征。Sr-Nd-Hf同位素特征顯示其來源于成熟地殼物質(zhì)的再循環(huán),由角閃石脫水反應(yīng)誘發(fā)變玄武質(zhì)巖石發(fā)生部分熔融形成。雅布賴石英閃長巖Si02含量為(53.44-60.77wt.%),MgO(2.80-5.64 wt.%),最高的Mg#高達(dá)65,富集大離子親石元素,相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素,且樣品都具有Pb的正異常和Sr的負(fù)異常。其同位素組成與似斑狀花崗巖類似,結(jié)合野外地質(zhì)特征,本文認(rèn)為其來源于幔源巖漿與熔融的古老下地殼物質(zhì)混合。而高家窖石英閃長巖SiO2變化范圍較小為58.42-59.36 wt.%, MgO含量為2.67-2.97wt.%,在元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的蛛網(wǎng)圖中,基性巖顯示相對(duì)富集大離子親石元素,虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素的特征,結(jié)合Sr-Nd-Hf同位素特征本文認(rèn)為其來源于新生陸殼的熔融,源區(qū)幔源物質(zhì)的加入不明顯。同期鉀長花崗巖顯示高硅(SiO275 wt.%),高鉀(K2O=4.16-5.25 wt.%)、高K2O+Na2O(8.05-9.13 wt.%),低鋁(Al2O3=10.78-12.26 wt.%)特征,高場(chǎng)強(qiáng)元素含量普遍偏高,較高Ga含量和Ga/Al比值,屬于典型的A型花崗巖,結(jié)合Sr-Nd-Hf同位素特征本文認(rèn)為其來源于地殼古老物質(zhì)再循環(huán)。5.泥盆紀(jì)區(qū)域內(nèi)大量自由水的出現(xiàn)可能與早古生代查干楚魯弧后盆地的形成相關(guān),暗示此時(shí)處于查干楚魯盆地的打開的早期。至晚石炭世查干楚魯盆地發(fā)生向南俯沖形成基性巖漿活動(dòng),在玄武質(zhì)巖漿上升過程中誘發(fā)下地殼發(fā)生部分熔融反應(yīng),形成埃達(dá)克質(zhì)花崗閃長斑巖。俯沖活動(dòng)可能持續(xù)到早二疊世晚期-中二疊世早期,區(qū)域內(nèi)大量A型花崗巖的出露暗示查干楚魯盆地此時(shí)可能已經(jīng)閉合,進(jìn)入碰撞后陸內(nèi)伸展階段。6.阿拉善塊體南部古生代侵入巖中出現(xiàn)多種成因的高Sr/Y型花崗巖類。北大山泥盆紀(jì)花崗巖Group Ⅰ來自于中等壓力無水條件下中基性巖低程度部分熔融,北大山泥盆紀(jì)花崗巖Group Ⅱ、雅布賴泥盆紀(jì)似斑狀花崗巖和雅布賴泥盆紀(jì)二云母花崗巖Group 2來源于殼源物質(zhì)在流體參與條件下的部分熔融,北大山巖基晚石炭世花崗閃長斑巖來源于底侵玄武質(zhì)下地殼部分熔融,為高Sr/Y型花崗巖巖石成因的多樣性提供了極好的證據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P588.12
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本文編號(hào)：1329907