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《中国科学技术大学》 2006年
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大别—苏鲁造山带超高压变质岩和镁铁质岩浆岩的Pb同位素地球化学

董锋  
【摘要】:大别—苏鲁造山带出露有大量的超高压榴辉岩和片麻岩,前人已经对出露地表的超高压变质岩全岩进行了大量的Pb同位素地球化学研究,揭示了南、北大别带分别是折返的俯冲上、下地壳。苏鲁带科学钻探的实施使我们获得了研究超高压变质带垂向Pb同位素的机会,从而对超高压变质带的岩石圈结构和超高压变质岩折返机制给予进一步制约。北淮阳地区出露的晚元古代辉石辉长岩被认为是扬子板块未参与深俯冲的部分,通过对他们的研究可以考察超高压变质岩原岩的地球化学性质。大别—苏鲁造山带内出露有大量的中生代岩浆岩,其中碰撞后基性—超基性岩浆岩反映了造山带上地幔的地球化学性质,可以帮助我们了解造山带深部岩石圈的性质,及深俯冲陆壳是否再循环进入地幔并对上地幔组成产生影响给予制约。本文主要对上述三种类型岩石进行Pb同位素地球化学研究。 1 大别山晚元古代镁铁质岩浆岩的初始Pb同位素组成 大别山榴辉岩的原岩主要是晚元古代镁铁质岩浆岩,了解其原岩初始Pb同位素组成是理解榴辉岩Pb同位素特征的基础。本文对北淮阳的晚元古代城冲和山七辉长岩体进行了全岩Pb同位素研究,它们是扬子陆块北缘未卷入深俯冲的晚元古镁铁质岩侵入体。Pb同位素研究表明,城冲和山七的初始Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204)Pb_(t=750Ma)=16.68~17.09,~(207)Pb/~(204)Pb_(t=750Ma)=15.40~15.45,~(208)pb/~(204)Pb_(t=750Ma)=37.72~37.85)落在~(207)Pb/~(204)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb图Pb同位素地幔演化线附近,略偏上,显示其Pb同位素主要源自800Ma左右的地幔并被上地壳物质混染。它的高~(208)Pb/~(204)pb表明混染地壳物质为具有高Th/U的古老地壳物质。 2 中国苏北大陆科学钻探100—2000m超高压变质岩普通Pb和Sr同位素研究—俯冲陆壳内脱耦的证据 本文首次对中国大陆科学钻探工程100—2000m榴辉岩中的绿辉石和片麻岩中的长石进行了普通Pb和Sr同位素研究。100~800m的样品Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204)Pb=16.82-17.38,~(207)Pb/~(204)Pb=15.37-15.49,~(208)Pb/~_(204)Pb=37.21-37.72)较高,1600~2000m样品Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204)Pb=16.05-16.47,~(207)Pb/~(204)Pb=15.22-15.29,~(208)Pb/~(204)Pb=36.68-37.48)较低。上,下岩片各自Pb同位素组成的均一性及相互之间的显著差异说明它们为两个不同岩片。800—1600m样品Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204)Pb=16.27-16.73,~(207)Pb/~(204)Pb=15.27-15.38,~(208)Pb/~(204)Pb=36.73-
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