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《东华理工大学》 2017年
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赣西北麦斜岩体黑云母花岗闪长岩矿物学、年代学及地球化学研究

王帅  
【摘要】:花岗岩类岩石是构成大陆地壳的主要组成部分,其形成与大地构造环境和地球动力学背景关系密切。华南地区广泛分布了不同时代的花岗岩,是世界上罕见的花岗岩省之一,其中早古生代花岗岩与武夷—云开造山运动密切相关,目前有关华南早古生代构造—岩浆活动的研究相对还比较薄弱。麦斜花岗岩体位于赣西北地区新干县一带,构造位置上处于江绍断裂带东部,武夷—云开造山带核部附近。本文对麦斜岩体黑云母花岗闪长岩开展系统的岩相学、矿物学、锆石U-Pb年代学、主、微量元素地球化学及Sr-Nd同位素地球化学研究,探讨其岩石成因及形成构造背景,为正确认识和理解华南早古生代构造-岩浆演化历史提供新的证据。赣西北麦斜岩体以灰白色中细粒等粒黑云母花岗闪长岩为主。黑云母花岗闪长岩为花岗结构,块状构造,造岩矿物为石英、钾长石、斜长石,以及暗色矿物黑云母和少量细颗粒状角闪石,副矿物主要为锆石、磷灰石、榍石与铁钛氧化物等。黑云母花岗闪长岩中黑云母均为原生岩浆成因,主要有镁质黑云母和铁质黑云母两种类型。黑云母的FeOT含量介于15.61~21.27%,平均为20%;MgO含量较为均一,介于7.74%~10.88%,平均为9.79%;Fe2+/(Fe2++Mg)=0.38~0.54,平均为0.49。根据黑云母Al结晶压力计算公式计算而得其结晶压力P=233~381MPa,平均为293 MPa,侵位深度H=8.8~14.4km,平均深度为11.1km。根据黑云母Ti温度计计算结果可知,黑云母结晶温度为494~671℃。同时根据黑云母成分显示成岩过程中氧逸度较低,介于-25.6~-18.2之间,平均为-20.6。黑云母花岗闪长岩的LA-ICP-MS高精度锆石U-Pb定年结果显示,其结晶年龄为433.4±7.1Ma(MSWD=0.82)和431.8±6.0 Ma(MSWD=0.43),属于早古生代岩浆作用的产物,且位于华南早古生代岩浆活动峰期(430~440Ma),滞后于武夷—云开造山运动变质峰期(445Ma之前),表明其不可能形成于同碰撞的构造背景下。样品地球化学特征显示其具有高硅(SiO_2=62.0%~71.43%)、高钾(K2O/Na2O=0.88~2.42)、富碱((K2O+Na2O)=5.39%~8.12%)、低Fe2O3(2.61%~5.70%)、MgO(0.96%~2.90%)、CaO(1.39%~5.11%)、TiO_2(0.27%~0.67%)、P2O5(0.06%~0.10%)含量,整体呈弱过铝质(A/CNK介于0.98~1.25,平均为1.08)。所测样品中黑云母的氧化系数介于0.118~0.469之间,平均为0.157,镁质率(M)介于0.45~0.61之间,平均为0.50,MF介于0.91~1.23之间,平均为1.0,与I型花岗岩特征相似,且P2O5含量与SiO_2含量呈明显的负相关关系,显示其属于高钾钙碱性I型花岗岩。计算而得其锆饱和温度为736℃~825℃。样品的微量元素特征上表现为富集Rb、Th、Pb和LREE,亏损Nb、Ta、Ti、P、Ba、Sr等元素,轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=5.00~40.42,平均为17.17),弱到中等Eu负异常(δEu=0.63~1.00,平均为0.77)。样品的87Rb/86Sr比值变化于2.1288~2.2306,对应的初始Sr比值为(87Sr/86Sr)i=0.708444~0.708962。147Sm/144Nd=0.097457~0.117699,143Nd/144Nd=0.511976~0.512046,对应的εNd(t)值为-7.48~-7.22。计算的模式年龄为TDM2=1.75~1.87Ga,平均为1.81Ga,暗示其形成于古元古代中、下地壳物质的部分熔融。综合实验岩石学以及样品地球化学特征,表明麦斜黑云母花岗闪长岩形成于中、下地壳中-基性岩(如角闪岩)的水不饱和部分熔融,初始岩浆中可能有一定量的幔源物质混入,并存在广泛的角闪石、黑云母、钛铁矿、榍石、斜长石、磷灰石等矿物的分离结晶作用,这些幔源物质是华南古元古代时期发生了俯冲流体的交代作用而形成富集地幔的部分熔融产物。结合区域地质背景以及岩石地球化学特征认为其可能形成于陆内后碰撞环境,由幔源基性物质底侵,导致华南早古生代中下地壳部分熔融而形成广泛分布的华南早古生代陆内岩浆岩。
【学位授予单位】:东华理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P597.3;P588.12

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