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华南古—中生代关键地层界线附近斑脱岩锆石U-Pb年代学及成因

杨颖  
【摘要】:华南古-中生代地层发育,奥陶-志留系界线附近及二叠-三叠系界线附近山露多层钾质斑脱岩,是火山活动喷发的火山灰在海相环境下沉积、蚀变产物。本文主要选取如下关键地层界线附近的斑脱岩进行研究:湖北宜昌黄花场剖面奥陶-志留系界线附近上奥陶统五峰组中出露的斑脱岩,重点是五峰组中第一和第八层斑脱岩;贵州桐梓南坝子奥陶系-志留系界线附近五峰组山露的斑脱岩,重点是五峰组中第八层斑脱岩;湖北兴山大峡口二叠-三叠系界线附近斑脱岩,重点是野外编号为第五层的斑脱岩,即二叠-三叠系界线层斑脱岩,同时对三叠系下统大冶组中出露的第九,第十层斑脱岩也进行了详细研究。主要针对斑脱岩层的粘土矿物及其中碎屑矿物进行研究,通过斑脱岩中的锆石进行精确U-Pb定年,对锆石Lu-Hf同位素进行测定,结合斑脱岩的全岩地球化学特征,提供其火山灰蚀变成因的确切证据,给出精确的斑脱岩层同何素年龄,恢复斑脱岩的原岩及探究可能的物质来源。 通过详细的研究论证了华南奥陶-志留系界限及二叠-三叠系界限附近存在多层钾质斑脱岩,这些斑脱岩主要由伊蒙混层粘土矿物组成,同时含有双锥石英、锆石、磷灰石、透长石等反映火山成因的矿物,同时含有黄铁矿、石膏、重晶石等后期沉积成岩过程中矿物。 精确给山湖北宜昌黄花场剖面上奥陶统临湘组和五峰组之间的界限年龄为445±2Ma,五峰组中第八层斑脱岩年龄为444±2Ma;贵州桐梓南坝子剖面五峰组第八层斑脱岩年龄为449±9Ma;兴山大峡口地区二叠-三叠的界限年龄为251.1±1.0Ma,三叠系下统大冶组中的两层斑脱岩年龄为249.4±0.8Ma和252±3Ma。 地球化学特征显示这些斑脱岩为钾质斑脱岩,原岩大多为中酸性火山岩,这同碎屑矿物中β石英发现相对应。华南奥陶-志留系界线附近斑脱岩原岩为岛弧火山岩,而湖北兴山大峡口剖面二叠-三叠系界线附近斑脱岩原岩为板内火山岩。 通过斑脱岩地球化学特征及锆石U-Pb年代学及锆石Hf的研究,认为华南奥陶-志留系界线附近的斑脱岩来自扬子北缘秦岭地区的火山爆发活动。华南二叠-三叠系界线附近的斑脱岩同西伯利亚地幔柱等有重大关系。


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