本文關(guān)鍵詞： 花崗巖物源 Nd-Hf同位素 深部組成結(jié)構(gòu) 基底性質(zhì) 中亞造山帶　出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：中亞造山帶在顯生宙發(fā)生了顯著的地殼生長(zhǎng),屬有典型的增生造山帶。該造山帶具有什么樣的深部物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)是備受關(guān)注的重要課題。阿爾泰、東準(zhǔn)噶爾及東天山是中亞造山帶的典型地區(qū),其造山帶組成,特別是深部物質(zhì)組成結(jié)構(gòu),一直是關(guān)注的重大問(wèn)題。例如,阿爾泰深部是否存在相對(duì)較老的物質(zhì)組成?東準(zhǔn)噶爾基底是否是年輕物質(zhì)組成,其與阿爾泰相比,基底組成有何差異?東天山與東準(zhǔn)噶爾深部物質(zhì)組成是否相似?Nd-Hf同位素填圖是一個(gè)有效的揭示大陸地殼深部物質(zhì)組成的手段。本文主要通過(guò)對(duì)阿爾泰、東準(zhǔn)噶爾和東天山東北段的花崗質(zhì)巖石進(jìn)行鋯石U-Pb年齡、巖石地球化學(xué)、全巖Nd同位素和鋯石Hf同位素研究,建立中亞造山帶典型地區(qū)的花崗巖同位素剖面,系統(tǒng)地進(jìn)行花崗巖區(qū)域物源對(duì)比,探討深部物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及陸殼生長(zhǎng)方式。主要取得以下成果和認(rèn)識(shí):1、在中國(guó)阿爾泰造山帶東南緣獲得了四個(gè)花崗質(zhì)巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡,分別為382±4Ma、381±4Ma、385±5Ma和363±6Ma,揭示了兩期(385~380Ma和363Ma)巖漿事件。這些花崗質(zhì)巖石為高鉀鈣堿性、準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)的I型花崗巖,εHf(t)值為-32.8~+11.09,絕大多數(shù)為正值,二階段模式年齡TDM-2為3.4~0.6Ga,同時(shí)具有負(fù)的εNd(t)值(-2.42~-0.53),較老的Nd模式年齡(TDM-1=1.6~1.3Ga),顯示源區(qū)以古老地殼成分與新生物質(zhì)成分混源特點(diǎn),其形成于活動(dòng)大陸邊緣弧環(huán)境。2、東準(zhǔn)噶爾北部和南部典型巖體獲得的鋯石U-Pb年齡為303±3Ma,290±3Ma,378±3Ma和301±3Ma,揭示了兩期(303~290Ma和378Ma)巖漿事件,泥盆紀(jì)烏圖布拉克巖體為弱過(guò)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型花崗巖,而其余三個(gè)晚古生代巖體為準(zhǔn)鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性I型或A型花崗巖。東準(zhǔn)噶爾北段古爾斯、哈旦遜和烏圖布拉克花崗質(zhì)巖石εHf(t)值為+11.7~+17.5,TDM-2為0.61~0.19Ga;東準(zhǔn)噶爾南段的烏尊布拉克花崗質(zhì)巖石的εHf(t)值為+10.2~+15.7,TDM2(Hf)為0.66~0.32Ga,二者具有相似的Hf同位素特征,均反映了年輕物質(zhì)為二者源區(qū)的主要成分。3、東天山哈爾里克山小鋪花崗巖體和沁城南花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為316±4Ma和320±3Ma,均為晚石炭世。小鋪巖體為弱過(guò)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型花崗巖,沁城南巖體為準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性,且具有A型花崗巖特征,兩個(gè)巖體顯示年輕地殼物源特點(diǎn)(εHf(t)值為+8.0~+16.7,模式年齡為0.82~0.27Ga),結(jié)合區(qū)域同時(shí)代基性巖產(chǎn)出,這些花崗巖的形成最有可能與新的幔源基性底侵巖漿有關(guān),為哈爾里克地區(qū)石炭紀(jì)后碰撞地殼垂向生長(zhǎng)提供了新證據(jù)。4、阿爾泰花崗巖類(460~150Ma)Nd同位素組成為εNd(t)值(-4.2~+8.1),TDM2(Nd)為1.77~0.47Ga;東準(zhǔn)噶爾花崗巖類εNd(t)值分別為+2.4~+8.4,相應(yīng)的TDM2(Nd)分別為1.04~0.46Ga。阿爾泰花崗巖類(507~151Ma)Hf同位素組成(平均值)為εHf(t)值(-3.7~+12.4),TDM2(Hf)為1.50~0.39Ga;東準(zhǔn)噶爾塊體花崗巖類εHf(t)值為+7.6~+14.7,相應(yīng)的TDM2(Hf)為0.81~0.38Ga。以額爾齊斯斷裂為界,北部阿爾泰與南部東準(zhǔn)噶爾花崗巖類Hf同位素組成差別明顯,從北到南εHf(t)值明顯變大,從低的負(fù)值變成高的正εHf(t)值,這種Hf同位素組成的差異為大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐痔峁┝松畈恳罁?jù)。位于額爾齊斯斷裂帶兩側(cè)的阿爾泰和東準(zhǔn)噶爾,其在花崗巖類起源、基底組成等方面的不同,表明該斷裂帶是這兩大塊體的構(gòu)造分界線。哈爾里克山花崗巖類Hf同位素組成(εHf(t)=+5.4~+16.9,TDM2=0.99~0.23Ga)和Nd同位素特征(εNd(t)=+3.1~+8.2,絕大多數(shù)為+4.4~+5.9,TDM=0.92~0.52Ga),說(shuō)明年輕組分在該區(qū)花崗巖漿源區(qū)占有很大比例的貢獻(xiàn),可能不存在古老物質(zhì),與其相鄰的東準(zhǔn)噶爾具有較為相似的深部物質(zhì)組成。5、通過(guò)Nd-Hf同位素填圖進(jìn)一步證實(shí),中國(guó)阿爾泰不同的塊體具有不同的深部物質(zhì)組成,塊體2、3具有相似的古老物質(zhì),為阿爾泰深部可能存在前寒武紀(jì)基底提供了新證據(jù),而南部的塊體5基底相對(duì)年輕。阿爾泰的東部相比于西部具有更老的深部地殼物質(zhì)。而東準(zhǔn)噶爾(塊體6和塊體7)具有年輕物質(zhì)組成特征,為基底性質(zhì)主要為年輕物質(zhì)提供了證據(jù),局部有可能存在古老物質(zhì)。東天山哈爾里克山(塊體8)深部則主要由年輕物質(zhì)組成。上述同位素填圖和剖面對(duì)比揭示,阿爾泰和東準(zhǔn)噶爾具有不同的深部物質(zhì)組成,其中,深部物質(zhì)組成差異邊界與額爾齊斯斷裂帶一致,為該構(gòu)造帶作為重要的構(gòu)造邊界提供了深部物質(zhì)組成差異的證據(jù)。該研究豐富了本地區(qū)的研究資料,為應(yīng)用巖漿巖同位素填圖和剖面對(duì)比揭示造山帶地殼深部物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)提供了新的成功實(shí)例,有利于深化中亞造山帶構(gòu)造演化的認(rèn)識(shí),也進(jìn)一步表明該方法可以應(yīng)用于深部物質(zhì)探測(cè)。
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【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P597;P542
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本文編號(hào)：1554056