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东昆仑跃进山早泥盆世侵入杂岩体岩石学、锆石U-Pb年代学及岩石成因

作　者: 刘彬
导　师: 廖群安；马昌前
学　校: 中国地质大学
专　业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: 过铝花岗岩 辉长岩 闪长岩 岩石成因 早泥盆世 东昆仑
分类号: P597.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


跃进山侵入杂岩体位于东昆仑造山带的东段,昆中断裂以北,柴达木盆地以南。本文主要是通过对该岩体不同岩石单元的岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素的研究,结合区域和野外的研究成果,系统地探讨跃进山侵入杂岩体的成因与构造环境,并获得以下重要的认识：1.跃进山侵入杂岩体主要由四种不同的岩石单元组成,分别为二长花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩和辉长岩。根据其野外接触关系,可以判断其侵位先后顺序为：辉长岩—花岗闪长岩和二长花岗岩—闪长岩；2.花岗闪长岩的形成年龄为407±3 Ma,闪长岩的形成年龄为405±3 Ma,辉长岩的形成年龄为406±3 Ma,三者在锆石LA-ICP-MS U-Pb定年误差范围内基本一致；3.跃进山二长花岗岩和花岗闪长岩具有相对高硅(Si02分别为72.02-73.72%和69.69-71.02%)、低铁(FeOt分别为1.14-1.77%和2.17-2.94%)、低镁(MgO分别为0.30-0.75%和0.86-1.28%,Mg#分别为32.16-41.59和32.16-41.59)、低钛(Ti02为0.19-0.28%和0.32-0.43%)和低钙(CaO分别为1.43-1.79%和1.94-2.85)的特征,其A/CNK值均大于1.0,为弱过铝花岗岩,并且其FeOt、MgO、TiO2、A12O3、P2O5和MnO与Si02呈明显的负相关关系,类似于同源岩浆演化的特点。辉长岩和闪长岩则具有相对低硅(Si02分别为45.98-51.96%和55.43-58.68%)、高铁(FeOt分别为8.17-12.70%和5.36-7.31%)、高镁(MgO分别为4.60-6.42%和2.97-3.98%,Mg#分别为47.60-50.26和46.55-51.49)、高钛(Ti02分别为4.50-6.54%和0.82-1.11%)和高钙(CaO为8.98-10.32%和5.90-7.55%)的特征,显示幔源岩浆的特点；4.跃进山二长花岗岩和花岗闪长岩在稀土元素和微量元素组成上具有相似性,均显示明显的轻重稀土分异(LaN/YbN分别为6.39-33.71和7.65-44.70,LREE/HREE分别为6.21-12.78和13.80-26.84),Eu的负异常(δEu分别为0.42-0.58和0.43-0.71),大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损,具有陆壳物质的特点；闪长岩轻重稀土分异较明显(LaN/YbN分别为9.30-19.64,LREE/HREE分别为7.95-11.22),具有轻微的Eu负异常(δEu分别为0.83-0.88)和相对倾斜的HREE分配模式(Y/Yb为12.23-12.84),其源区可能有斜长石和石榴子石的残留,大离子亲石元素富集或略微亏损,高场强元素亏损,具有富集地幔的特点；辉长岩轻重稀土分异不大明显(LaN/YbN分别为1.94-3.15,LREE/HREE分别为2.65-3.48),具有明显的Eu正异常(δEu分别为1.17-1.69)和相对平坦的HREE分配模式(Y/Yb为9.42-10.68),其源区可能有较多的角闪石残留,斜长石无残留,具有明Nb-Ta-Ti的正异常,与岩石中出现金红石矿物的现象一致；5.二长花岗岩和花岗闪长岩具有相同的钾长石类型(正长石),但是花岗闪长岩的斜长石牌号(An%=21.74-29.23%,更长石)要高于二长花岗岩(An%=32.56-34.15%,中长石)。闪长岩的斜长石多为中长石-拉长石(An%=47.44-54.88%),辉长石的斜长石多为拉长石(An%=49.11-62.76%)。跃进山四种不同岩石单元的黑云母均为岩浆成因,二长花岗岩和花岗闪长岩的黑云母均为铁质黑云母,但闪长岩和辉长岩的黑云母均为镁质黑云母。与二长花岗岩相比,花岗闪长岩的黑云母具有相对高的镁钛和低的铁铝特征,反映其具有不同的成因；6.二长花岗岩的Is,为0.710-0.740,εNd(t)值为-4.05--5.80,显示壳源物质的特征。花岗闪长岩的Isr相对较低,为0.710,εNd(t)值相对较高,为-3.54---3.71,反映其应具有与二长花岗岩类似的源区组成,但是其形成过程中可能有少量的幔源物质的加入。另外,花岗闪长岩的锆石εHf(t)变化在-2.05--0.79之间,并且在锆石εHf(t)直方图中出现两个明显的峰值(-1.93和0.51),同样表明其源区有少量的幔源组分加入；闪长岩的Isr为0.708-0.709,εNd(t)值为-3.33--3.95,显示富集地幔的特征。辉长岩的Is,为0.711-0.714,比壳源特征的二长花岗岩的Isr还要高,说明其形成过程中可能受到地壳物质的混染。辉长岩的εNd(t)值变化较大,为-3.44--6.82,并且与Si02负相关,而Isr却与Si02正相关,这显示了辉长岩岩浆同化地壳的AFC过程。辉长岩的锆石εHf(t)变化在-2.13-1.11之间,并且在锆石εHf(t)直方图中出现两个峰值(-1.67和-0.46),反映其具有富集地幔的特点；7.综合实验岩石学、全岩Sr-Nd同位素、锆石Lu-Hf同位素、继承锆石年龄、矿物化学以及野外地质现象等多方面的指标,可以判断跃进山过铝花岗岩(包括二长花岗岩和花岗闪长岩)主要为地壳物质(变杂砂岩)部分熔融的产物,但花岗闪长岩的形成过程中有少量的幔源组分的加入；辉长岩和闪长岩均为富集地幔部分熔融的产物,其中闪长岩的形成可能经历了斜长石、石榴子石、Fe-Ti氧化物和金红石等矿物的晶出过程；8.跃进山地区这套约407Ma的过铝花岗岩及其共生的闪长岩-辉长岩组合为典型后碰撞环境岩石组合。在后碰撞的阶段中,伴随着岩石圈的伸展减薄,软流圈的上涌,幔源岩浆侵入地壳中,一方面提供大量的热量引起地壳物质(变杂砂岩)的部分熔融,产生过铝花岗岩,另一方面提供物源,注入壳源岩浆或者与其发生混合作用,如花岗闪长岩的形成过程中有较多的幔源组分的加入；9.综合跃进山过铝花岗岩和东昆仑造山带东段其他古生代侵入岩Nd同位素二阶段模式年龄T2DM的计算结果(1.33-1.78Ga),可以反映东昆仑地体与扬子地块具有明显的亲缘性。

全文目录


作者简介  5-6
摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
第一章 绪言  13-18
  1.1 东昆仑古生代花岗岩研究现状与存在问题  13-15
  1.2 过铝花岗岩国内外研究现状与存在问题  15-16
  1.3 论文研究内容与实际工作  16-18
第二章 区域地质背景  18-26
  2.1 构造  18-22
    2.1.1 不同的构造单元划分  18-20
    2.1.2 主要构造单元特征  20-22
  2.2 地层  22-23
  2.3 岩浆岩  23-26
第三章 岩体地质特征  26-31
  3.1 地质概况  26-27
  3.2 主要岩石单元特征  27-31
第四章 锆石U-Pb年代学  31-39
  4.1 测试方法  31
  4.2 测定结果  31-39
第五章 岩石地球化学  39-48
  5.1 测试方法  39
  5.2 主量元素特征  39-41
  5.3 稀土和微量元素特征  41-48
第六章 矿物化学组成  48-58
  6.1 测试方法  48
  6.2 钾长石  48-49
  6.3 斜长石  49
  6.4 黑云母  49-58
第七章 全岩Sr-Nd和锆石Lu-Hf  58-63
  7.1 测试方法  58-59
  7.2 全岩Sr-Nd同位素  59-60
  7.3 锆石Lu-Hf同位素  60-63
第八章 岩石成因与构造背景  63-70
  8.1 岩石成因  63-68
    8.1.1 岩石成因分类  63-64
    8.1.2 岩浆源区  64-68
  8.2 构造背景  68-70
主要结论及存在的问题  70-72
  一.主要结论及认识  70-71
  二.存在的问题及进一步工作计划  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-80
图版说明  80-84
  图版-Ⅰ  81-82
  图版-Ⅱ  82-83
  图版-Ⅲ  83-84
附本文所用的矿物代号  84

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地球化学 > 同位素地质学与地质年代学 > 地质年代学
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