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东天山觉罗塔格带雅满苏组火山岩年代学、地球化学特征及其对古天山洋闭合的启示

作　者: 罗婷
导　师: 廖群安
学　校: 中国地质大学
专　业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: 东天山 雅满苏组火山岩 锆石U-Pb年龄 Sr-Nd同位素 岩浆演化 古天山洋
分类号: P588.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


新疆东天山觉罗塔格带是重要的多金属成矿带,雅满苏组火山岩呈东西向带状分布于该带内,南北分布分别受控于阿奇克库都克断裂与雅满苏断裂,对该组火山岩的研究有助于解决东天山觉罗塔格带古生代时期的大地构造背景和恢复古生代期间古天山洋的构造演化过程,并为该区成矿规律的预测和找矿模型的建立提供基础地质依据。基于前人对雅满苏组火山岩研究范围小,年代学研究薄弱,本文以雅满苏组火山岩为研究对象,在查明该组火山岩时空分布的基础上,结合区域上的资料和研究成果,对该组火山岩岩石学、岩石地球化学和年代学进行系统的研究,主要包括详细的野外工作、详细的岩相学研究、精确的年代学研究、全岩主微量元素和Sr-Nd同位素分析以及对该区整个大地构造格架的探讨。获得了以下结论：1雅满苏组火山岩岩石组合与地球化学特征东天山觉罗塔格带雅满苏组火山岩为一套玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩以及同成分的中酸性火山凝灰岩组合,属于亚碱性岩石组合中的钙碱性系列,主要为中钾钙碱性系列和高钾钙碱性系列,少量钾玄岩系列。主量元素地球化学特征显示Si02与各氧化物之间存在较好的相关性；该组火山岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、Ta和重稀土元素,微量元素与稀土元素的标准化配分曲线相似,为同源岩浆演化的产物。该组火山岩同时具有贫镁、富钙、富碱,富钾,较大的FeO/MgO比值(1.03-5.67)和K/Rb比值(104.9-619.05),相对偏高的La/Nb、Pb/Ce、Ba/La、Ta/Yb、Zr/Nb及Th/Ta比值,显示为俯冲带陆源弧火山岩的地球化学特征。2雅满苏组火山岩形成时代东天山觉罗塔格带雅满苏组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄东段沙泉子地区为348.0±1.7Ma(MSWD=1.15)、中段库姆塔格大沙垄西侧为335.9±2.4Ma(MSWD=1.03)、西段黑尖山地区为334.0±2.5Ma(MSWD=1.02),指示雅满苏组火山岩整体形成于早石炭世。火山岩锆石U-Pb年龄由东向西具逐渐变新的趋势,暗示了东天山觉罗塔格带石炭纪时岩浆活动可能从东段先开始,经过中段逐渐延伸至西段。3雅满苏组火山岩岩浆演化与岩浆源区该组火山岩具有较低的Sr同位素初始值ISr、正的并且较一致的εNd(t)值及较一致的亏损地幔模式年龄,微量元素地球化学特征和同位素地球化学特征表明该组火山岩的岩浆源区可能为俯冲流体交代的地幔楔的平衡部分熔融形成；在岩浆演化过程中存在辉石、斜长石等矿物的分离结晶作用；ISr随着SiO2增加单调递减,εNd(t)值单调递减,显示岩浆演化过程中有陆壳物质的混染；La/Nb比值集与SiO2的相关性和La/Nb与Ba/Nb比值的相关关系图解显示,该组火山岩的La/Nb和Ba/Nb含量高于大陆地壳,无法由低La/Nb和Ba/Nb的幔源岩浆经陆壳混染或壳幔物质混合熔融形成,因此推断陆壳物质在岩浆演化过程中的贡献量有限。控制岩浆演化的主导机制为平衡部分熔融、矿物分离结晶和低程度的地壳混染过程(AFC)。4雅满苏组火山岩形成构造背景东天山觉罗塔格带雅满苏组火山岩的岩石组合特征、地球化学特征、岩浆演化特征、形成时代及其背景表明,该组火山岩是一套与古天山洋俯冲有关的的岩浆活动产物,产出于陆源弧之上的弧间盆地背景。5对古天山洋闭合的启示根据中天山地块、觉罗塔格带和大南湖火山弧内发育的岩浆岩所代表的岩浆活动发生的时代特征，结合本文在雅满苏组所获得的捕获锆石的年龄分布特征以及新发现的疑似蛇绿岩套,推断觉罗塔格带和大南湖火山弧与中天山地块连为一体,具有共同的基底,北侧的古天山洋向南俯冲于该基底所代表的板块之下,石炭纪时引发弧间开裂与扩张,产生大量的具有陆源弧性质的钙碱性系列火山岩,形成雅满苏弧间盆地。

全文目录


作者简介  7-8
摘要  8-10
ABSTRACT  10-15
第一章 序论  15-20
  §1.1 选题来源、目的和意义  15
    1.1.1 选题来源  15
    1.1.2 选题目的和意义  15
  §1.2 东天山觉罗塔格带构造演化的研究现状  15-17
    1.2.1 板块俯冲模式  16
    1.2.2 板内裂谷模式  16
    1.2.3 地幔柱模式  16-17
  §1.3 东天山觉罗塔格带雅满苏组火山岩的研究现状  17-18
  §1.4 存在的问题及拟解决的问题  18
  §1.5 研究思路及主要内容  18-19
  §1.6 实物工作量  19-20
第二章 区域地质背景  20-29
  §2.1 构造  20-22
    2.1.1 大南湖-头苏泉火山弧带  21
    2.1.2 康古尔塔格-黄山韧性剪切带或残留海盆  21
    2.1.3 雅满苏火山弧带  21-22
  §2.2 区域地层  22-25
    2.2.1 古生代(Pz)  23-24
    2.2.2 新生代(Kz)  24-25
  §2.3 岩浆岩  25-29
    2.3.1 侵入岩  25-26
    2.3.2 火山岩  26-29
第三章 年代学  29-37
  §3.1 样品的选择及测试分析方法  29
  §3.2 锆石结构特征及U-Pb年龄测试结果  29-31
  附图  31-37
第四章 火山岩地质特征及岩相学特征  37-45
  §4.1 时空分布特征  37-38
  §4.2 雅满苏组火山岩喷发韵律的划分  38-40
  §4.3 岩相学特征  40-42
  附图  42-45
第五章 火山岩地球化学特征  45-54
  §5.1 测试方法  45
    5.1.1 全岩主微量元素  45
    5.1.2 全岩Sr-Nd同位素  45
  §5.2 主量元素地球化学特征  45-48
  §5.3 微量元素地球化学特征  48
  §5.4 稀土元素地球化学特征  48-52
  §5.5 Sr-Nd同位素特征  52-54
第六章 问题讨论  54-66
  §6.1 形成时代  54
  §6.2 岩浆的分异与演化  54-56
    6.2.1 分离结晶作用  54-56
    6.2.2 同化混染作用  56
  §6.3 火山岩源区性质  56-58
    6.3.1 同位素示踪  56-57
    6.3.2 微量元素示踪  57-58
  §6.4 构造背景  58-66
    6.4.1 岩石组合对构造背景的制约  58-59
    6.4.2 岩石地球化学特征对构造背景的制约  59-61
    6.4.3 锆石U-Pb年龄对构造背景的制约  61-64
    6.4.4 雅满苏组火山岩形成的构造背景  64-66
第七章 结论  66-68
致谢  68-70
参考文献  70-76

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 岩石学 > 岩石分类 > 岩浆岩（火成岩） > 喷出岩（火山岩）
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