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《中国地质大学》 2003年
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秦岭—大别造山带地壳化学结构、地球化学分区及编图

侯广顺  
【摘要】: 图形是信息的重要载体形式。相对于地质学、地球物理学在GGT计划中的密切合作及相对成熟的区域研究成果编图来说,区域地球化学的系统研究及区域编图还处于探索之中。秦岭-大别造山带是目前已有较好的地球化学研究基础,又是国土资源部“岩石圈三维化学结构研究”项目重点研究地区。论文在该地区进行了造山带地球化学编图的探索,对造山带及邻区地壳化学结构及地球化学分区进行了研究。具体内容包括以下几个方面。 1、造山带地球化学编图的理论探讨。目前常见的编图类型大致可以分成两种:一种是以模式化定义来对区域编图要素进行划分,另一种是基于模型化的单指标场的时空分布。两者分别以地质学和地球物理学图件为代表。相对于地球物理学及地球化学场的概念,目前尚难以进行地球化学编图。作者认为:地球化学图件应能够反映造山带的岩石圈地幔性质、区域地壳的生长、演化和构造归属及同位素年代学等内容。笔者尝试提出用Ln(Co*Ni*Cr)、Nb/Ta、铅同位素、钕同位素二阶段亏损地幔模式年龄(T2DM)及εNd(t)等地球化学指标表达以上信息,并在相应的章节对指标进行了理论介绍。 2、秦岭-大别造山带地壳化学结构。在对比地质学、地球物理学关于地壳结构研究的基础上,提出了地壳化学结构的概念。通过引进地球化学参考模型地壳不同结构层的元素丰度,根据元素壳内分异特征,提出用大陆地壳整体标准化方法对地壳化学结构进行研究。秦岭-大别造山带的地壳化学结构研究表明:造山带地壳总体上具有分异较弱、地壳演化成熟度较低的特点;太古代基底太华群、崆岭群和大别群都不能代表完整的下地壳组成,下地壳下部可能没有出露。并且,大别群经历了复杂的构造熟化过程;南秦岭和扬子陆块北缘西段的中地壳很大程度上受岩浆底侵的影响,而壳内调整作用不明显。 用Ln(Co*Ni*Cr)、Nb/Ta、及针对花岗岩体的KN/A指标的编图是地壳化学结构在平面图上的反映。编图结果显示:Ln(Co*Ni*Cr)指标可以较好地表达地壳不同结构层的演化成熟度情况;Nb/Ta指标对于示踪沉积盖层的源区不太明显;花岗岩类的KN/A指标与通过地壳化学结构得出的结论完全相同,可以反映区域地壳基底的演化成熟度。 3、造山带同位素地球化学分区。通过不同块体共计784套铅同位素资料的统计信息,详细描述了不同块体的铅同位素组成特征,并根据基底特征进行了块体划分。华北陆块基底具有低放射成因铅同位素组成。北秦岭构造带至北淮阳构造构造带,显示本研究区较高的放射成因的铅同位素组成。南秦岭构造带部分和扬子陆块北缘显示分段现象。南秦岭与北秦岭相比,显示较贫U铅的特点,而Th铅则相差不大。大别地区北大别单元显示与华北地块南缘相似的206Pb/204Pb和207Pb/204Pb比值,但是,比华北南缘具有较高的208Pb/204Pb值,而与南秦岭相似;南大别主体的超高压单元则完全可以与南秦岭东段相对比,指示了大别地块是南秦岭的东延部分。 在630多套Sm-Nd同位素资料统计的基础上,造山带的Sm-Nd同位素体系显示:1、造山带的地壳物质组成复杂,同位素组成具有自亏损地幔至大陆上地壳变化的趋势,说明造山带强烈壳-幔相互作用的动力学特征。2、143Nd/144Nd与w(Sm)/w(Nd)及 WP=6 147Sm/144Nd的正相关关系明显,说明壳内阶段的143Nd/144Nd同位素组成应该进行二阶段校正。 钕同位素二阶段亏损地幔模式年龄填图表明:华北陆块北缘整体上是在太古代基底上生长而来;北秦岭与南秦岭构造带都存在较明显的早元古代和中、晚元古代增生期,只是南秦岭含有少量太古代基底;南、北大别的增生期相同:都存在少量的太古代基底信息,早、中元古代是主增生期,同时,存在少量新元古代增生。扬子陆块北缘存在太古代基底,其规模也可能较大,中、新元古代地壳增生也很明显。 4、在综合前人及本文研究的基础上,提出了两点新认识:北淮阳可能相当于北秦岭构造带的东延部分,并且向南发生了逆冲推覆;大别地区中、新元古代的地壳增生物质源区可能与耀岭河群的源区相同,都是1.0Ga左右的岩浆底侵在中下地壳的物质。
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P542.2

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