本文關(guān)鍵詞：大別—蘇魯造山帶和華北東南緣白堊紀(jì)巖漿巖地球化學(xué)研究　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：大別-蘇魯造山帶及其鄰近的華北東南緣既受到了三疊紀(jì)俯沖華南板塊的影響,也受到了俯沖太平洋板塊的影響,因此是研究俯沖地殼物質(zhì)再造和再循環(huán)及其殼幔相互作用的理想靶區(qū)。該區(qū)廣泛出露的碰撞后巖漿巖則提供了潛在的研究對象。本文對大別造山帶早白堊世安山巖和堿性火山巖進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石學(xué)和地球化學(xué)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了俯沖華南陸殼物質(zhì)再循環(huán)和再造的鑒定性年代學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)。對蘇魯造山帶和華北東南緣早白堊世和晚白堊世鎂鐵質(zhì)巖漿巖進(jìn)行了全巖和礦物地球化學(xué)研究,結(jié)果表明它們分別是大陸俯沖隧道和大洋俯沖隧道內(nèi)板片-地幔相互作用的產(chǎn)物。我們對大別造山帶北淮陽碰撞后中性火山巖進(jìn)行了詳細(xì)的地球化學(xué)研究,包括全巖主微量元素、Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析,鋯石SIMSU-Pb定年、O同位素和Lu-Hf同位素分析。結(jié)果為限定大陸碰撞造山帶安山巖成因以及大陸俯沖隧道內(nèi)板片-地幔相互作用提供了制約。這些火山巖具有變化的SiO2 含量(50.28-63.86wt.%),MgO 含量(1.18-4.65wt.%),(Fe2O3)T 含量(3.60-8.53wt.%),Al2O3 含量(12.92-18.95wt.%),Na20 含量(2.08-6.30wt.%)和 K20 含量(0.73-5.25wt.%)。其巖性主體為粗面安山巖,還有少量玄武粗面安山巖、安山巖、英安巖和粗面巖。它們具有弧型的微量元素分布特征,即富集大離子親石元素(LILE)和輕稀土元素(LREE),虧損高場強(qiáng)元素(HFSE);富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素組成,即高的初始 87Sr/86Sr 比值(0.7075-0.71 10),負(fù)的 εNd(t)值(-23.1 到-15.0)和 εHf(t)值(-29.8 到-18.3),207Pb/20Pb和208Pb/204Pb比值隨著206Pb/204Pb比值的升高而升高。鋯石Hf-O同位素分析表明同巖漿鋯石具有低的εHf(t)值(-31.0到-17.8)和變化的δ18O值(4.4-6.8‰)。鋯石SIMSU-Pb定年結(jié)果顯示,北淮陽安山質(zhì)火山巖的形成年齡為早白堊世(123-130Ma)。另外,它們含有豐富的殘留鋯石核,其U-Pb年齡為新元古代和三疊紀(jì),分別與大別-蘇魯造山帶超高壓變火成巖的原巖和變質(zhì)年齡一致。有些鋯石核具有低的到負(fù)的δ180值。這些元素和同位素特征表明,北淮陽碰撞后安山質(zhì)火山巖來源于交代富集的造山帶巖石圈地幔。三疊紀(jì)華南陸塊與華北陸塊碰撞過程中,俯沖華南陸殼發(fā)生部分熔融產(chǎn)生的長英質(zhì)熔體在大陸俯沖隧道內(nèi)交代上覆華北巖石圈地幔楔橄欖巖,熔體-橄欖巖反應(yīng)形成了富沃富集的地幔交代巖。大陸俯沖隧道內(nèi)熔體-橄欖巖反應(yīng)是形成碰撞造山帶安山巖地幔源區(qū)的關(guān)鍵過程。堿性巖漿巖常常與長英質(zhì)和鎂鐵質(zhì)巖石共生,但是出露面積較小。他們常常被認(rèn)為是地幔來源的,然而也可能由加厚造山帶地殼部分熔融產(chǎn)生。該觀點(diǎn)得到了大別造山帶碰撞后堿性火山巖的證實。我們對大別造山帶北淮陽碰撞后堿性火山巖進(jìn)行了詳細(xì)的地球化學(xué)研究,包括全巖主微量、Sr-Nd-Hf同位素分析,鋯石SIMSU-Pb定年、O同位素和Lu-Hf同位素分析。結(jié)果為我們限定它們巖漿源區(qū)性質(zhì)和碰撞造山帶下地殼再造提供了制約。鋯石SIMS U-Pb定年結(jié)果顯示,北淮陽堿性火山巖的形成年齡為早白堊世(133-136Ma),與大別造山帶早期埃達(dá)克質(zhì)巖同期。它們含有豐富的殘留鋯石核,其U-Pb年齡為新元古代和三疊紀(jì),分別與大別造山帶超高壓變質(zhì)巖的原巖和變質(zhì)年齡一致。這些火山巖巖性為粗面巖和響巖,它們具有變化的SiO2含量(55.94-64.10wt.%),MgO含量(0.16-0.95wt.%),Al2O3 含量(16.80-21.32wt.%),K20 含量(4.65-14.55wt.%)和 Na2O+K20 含量(11.51-15.01wt.%)。它們具有弧型的微量元素分布特征,即富集大離子親石元素(LILE)和輕稀土元素(LREE),虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)。具有富集的全巖Sr-Nd-Hf同位素組成,即高的初始87Sr/86Sr比值(0.7034-0.7104),負(fù)的εNd(t)值(-16.3到-15.1)和εHf(t)值(-18.0到-15.8)。鋯石Hf-O同位素分析表明同巖漿鋯石εHf(t)值(-27.4到-22.5)和δ18O值(4.9-5.9‰)變化較小,而三疊紀(jì)和新元古代殘留鋯石的εHf(t)值(-32.7到-6.5)和δ180值(3.0-10.2‰)變化較大。這些元素和同位素特征表明,北淮陽碰撞后堿性火山巖來源于俯沖華南下地殼部分熔融。源區(qū)巖石主要為新元古代中期鎂鐵質(zhì)巖漿巖。三疊紀(jì)大陸碰撞過程中,部分具有高δ180值和變化εHf(t)值的表殼物質(zhì)加入了增厚的造山帶地殼。呈白堊世碰撞后階段巖石圈減薄,誘導(dǎo)造山帶地殼低比例部分熔融形成了這些堿性火山巖。作為幔源巖石,玄武巖記錄了其地幔源區(qū)的地球化學(xué)和巖石學(xué)性質(zhì)。橄欖石是玄武質(zhì)巖漿最早結(jié)晶的礦物,能夠為恢復(fù)初始巖漿成分和源區(qū)巖石學(xué)性質(zhì)提供重要制約。我們對蘇魯造山帶和華北東南緣白堊紀(jì)玄武巖進(jìn)行了詳細(xì)的地球化學(xué)研究,包括全巖主微量元素、Sr-Nd-Hf同位素分析,橄欖石成分以及單礦物O同位素分析,結(jié)果為大陸玄武巖成因及其地幔巖石學(xué)性質(zhì)提供了制約。它們的巖性主要為碧玄巖和玄武巖,少量粗面玄武巖。早白堊世方城玄武巖具有相對較高的SiO2含量(46.84-47.87wt.%)和 Mg#(66.3-72.2),較低的(Fe2O3)T(8.60-9.05wt.%)和 Ti02(1.07-1.13wt.%)含量;弧型微量元素分布特征;富集的Sr-Nd-Hf同位素組成,即高的初始87Sr/86Sr比值(0.7095-0.7098),負(fù)的 εNd(t)值(-13.8 至-12.8)和 εHf(t)值(-17.6 至-16.5);較高的橄欖石δ18O 值(6.0-6.5‰);大部分高 Fo 值橄欖石斑晶具有與MORB橄欖石類似的Ni、Mn含量和Fe/Mn比值。晚白堊世堿性玄武巖具有較低的 Si02 含量(38.51-44.17wt.%)和 Mg#(50.4-71.1),較高的(Fe203)T(10.62-15.12wt.%)和 TiO2(2.02-3.17wt.%)含量;OIB型微量元素分布特征;虧損的Sr-Nd-Hf同位素組成,即低的初始87Sr/86Sr比值(0.7036-0.7063),正的 εNd(t)值(1.0-5.9)和εHf(t)值(4.6-9.3);較低的橄欖石δ18O 值(4.4-5.4‰);大部分高Fo值橄欖石斑晶具有比MORB橄欖石高的Ni含量和Fe/Mn比值,低的Mn含量。這些元素和同位素結(jié)果表明,早白堊世方城玄武巖來源于三疊紀(jì)大陸碰撞過程中俯沖華南地殼來源熔體交代富集的華北巖石圈地幔,其源區(qū)巖石主要為橄欖巖并含有少量輝石巖;而晚白堊世菖南、青島和膠州堿性玄武巖來源于新生的巖石圈地幔,該地幔源區(qū)是俯沖太平洋板塊來源的長英質(zhì)熔體與上覆軟流圈地幔反應(yīng)形成的,源區(qū)巖石主要為輝石巖并含有少量橄欖巖。因此,蘇魯造山帶和華北東南緣白堊紀(jì)玄武巖形成于橄欖巖-輝石巖來源熔體不同比例的混合。大陸和大洋板片在俯沖隧道內(nèi)的板片-地幔相互作用是形成這些白堊紀(jì)玄武巖地幔源區(qū)的關(guān)鍵過程。
[Abstract]:In this paper , the petrology and geochemistry of the continental subduction tunnel and the continental subduction tunnel are studied in this paper . The results show that they are the products of the continental subduction tunnel and the continental subduction tunnel . The results show that they are the main elements of the continental subduction tunnel and the continental subduction tunnel . The zircon Hf - O isotopic analysis shows that the volcanic rocks of North Huaiyang have low 蔚Hf ( t ) values ( - 31.0 to - 17.8 ) and 未 18 O values ( 4.4 - 6.8 鈥，

本文編號：1426888