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河南中部张士英岩体的成因研究

作　者: 向君峰
导　师: 毛景文；谢桂青
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: 华北地台南缘岩石成因强过铝质岩浆混合拆沉作用
分类号: P581
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

张士英岩体位于河南省中部舞钢市庙街乡一带、东秦岭与西大别交汇部位,大地构造位置属于华北地台南缘。根据野外地质调查及前人工作,本研究将张士英岩体解体为角闪石英正长岩、花岗斑岩和石英斑岩脉,其中仅在角闪石英正长岩中大量发育暗色岩石包体。野外切割关系表明,花岗斑岩侵入角闪石英正长岩,石英斑岩侵入前两者。张士英岩体中角闪石英正长岩、花岗斑岩和石英斑岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为107.3±2.4 Ma、106.7±2.5 Ma和101±3 Ma,说张士英岩体形成于中白垩世末期110～100 Ma,是中国东部中白垩世大规模花岗岩侵位事件末期的产物,也是中国东部晚中生代大规模岩浆作用晚期的产物。角闪石英正长岩及其中的暗色包体属于钾玄岩系列,而正长花岗斑岩和石英斑岩属于高钾钙碱性系列,分别具有准铝质、弱过铝质和强过铝质的地球化学特征。岩体地质、矿物学特征与岩石地球化学特征的研究表明花岗斑岩岩浆的形成主要受源岩部分熔融过程的控制,而结晶分离作用与流体-熔体相互作用不是其成岩过程中的主要控制因素;角闪石英正长岩是花岗斑岩岩浆与以暗色岩石包体为代表的源自深部的岩浆发生混合作用形成的。花岗斑岩的物质来源为与长英质泥岩成分相当的下地壳(30～35 km)部分熔融的产物,其岩浆起源温度>875℃,石英斑岩与花岗斑岩可能是同源岩浆,并混染了新太古代地壳物质形成的。暗色包体所代表的岩浆是由下地壳榴辉岩拆沉到深度大于50 km的地幔中发生部分熔融形成的,岩浆形成以后快速上升侵位到地壳浅部(<6 km)并与花岗斑岩岩浆发生混合形成角闪石英正长岩。综合约135 Ma以来的区域岩石学、构造地质及地球物理研究成果表明,当时整个中国东部岩石圈均处于伸展作用阶段,这种区域性的岩石圈伸展作用可能是下地壳榴辉岩发生拆沉的诱因。下地壳榴辉岩的拆沉作用是张士英岩体形成的深部动力学原因,也是东秦岭地区135～110 Ma期间大规模成矿作用的深部过程。区内与张士英岩体同期的岩浆活动以及热扰动年龄的存在也共同受这一深部动力学过程的制约。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
1 绪言  9-13
  1.1 概述  9
  1.2 选题依据及意义  9-10
  1.3 研究思路与研究内容  10-11
  1.4 论文工作情况  11
  1.5 主要研究进展  11-13
2 区域地质背景  13-17
  2.1 区域地层  13-15
  2.2 主要断裂带  15
  2.3 区域晚中生代岩浆岩时空分布  15
  2.4 地球物理场  15-17
3 张士英岩体的岩石学和矿物学特征  17-33
  3.1 岩体地质  17-18
  3.2 岩石学和矿物学特征  18-33
    3.2.1 岩石学特征  18-20
      3.2.1.1 角闪石英正长岩  18
      3.2.1.2 暗色岩石包体  18-19
      3.2.1.3 花岗斑岩  19
      3.2.1.4 石英斑岩  19-20
    3.2.2 矿物学特征  20-33
      3.2.2.1 角闪石英正长岩  20-28
      3.2.2.2 花岗斑岩  28
      3.2.2.3 暗色岩石包体  28-33
4 岩石地球化学与锆石U-PB 年代学和HF 同位素  33-50
  4.1 样品信息与分析测试方法  33-35
  4.2 岩石地球化学  35-44
    4.2.1 主量元素  35-40
    4.2.2 稀土元素和微量元素  40-44
  4.3 锆石U-PB 年代学和HF 同位素  44-50
    4.3.1 样品信息  44-48
      4.3.1.1 角闪石英正长岩(DSS1)  44
      4.3.1.2 花岗斑岩（SG2）  44-48
      4.3.1.3 石英斑岩（脉4）  48
    4.3.2 测试结果  48-50
      4.3.2.1 角闪石英正长岩(DSS1)  48-49
      4.3.2.2 花岗斑岩（SG2）  49
      4.3.2.3 石英斑岩（脉4）  49-50
5 张士英岩体的成因及构造意义  50-64
  5.1 岩石成因  50-55
    5.1.1 花岗斑岩  50-53
      5.1.1.1 部分熔融  50-51
      5.1.1.2 源区  51-52
      5.1.1.3 岩浆起源的温压条件  52-53
    5.1.2 角闪石英正长岩与暗色岩石包体  53-55
      5.1.2.1 暗色包体：是残留体、捕掳体还是异源岩浆？  53-54
      5.1.2.2 岩浆混合  54
      5.1.2.3 暗色包体中的地幔贡献及其起源、形成过程  54-55
  5.2 岩体成因模型  55-62
    5.2.1 区域岩石圈伸展作用  55-60
      5.2.1.1 大规模花岗岩侵位时限及其意义  56-58
      5.2.1.2 约135～100Ma：区域范围的岩石圈伸展作用  58-60
    5.2.2 下地壳榴辉岩的拆沉作用及其意义  60-62
    5.2.3 岩体成因模型  62
  5.3 结论  62-64
参考文献  64-75
致谢  75-76
图版说明及图版  76-82
  图版I  78-79
  图版II  79-80
  图版III  80-81
  图版IV  81-82
  图版V  82

河南中部张士英岩体的成因研究

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