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《西北大学》 2016年
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西秦岭礼—岷矿集区“五朵金花”花岗质岩浆作用及其成岩大地构造背景研究

姜航  
【摘要】:西秦岭礼-岷矿集区发育的印支期花岗岩主要为“五朵金花”花岗质岩体群,包括柏家庄、中川、闾井、碌础坝和教场坝五个花岗岩体,除柏家庄岩体外,其它四个岩体中普遍发育暗色微粒包体。在五个岩体周围分布有与花岗岩具有成因关系的金、铜、铅、锌及钨锡等矿床,因此,“五朵金花”花岗岩浆作用和成岩大地构造背景的研究对限制这些矿床的成矿时代和成矿动力学背景具有重要意义,本文对“五朵金花”岩体的寄主花岗岩和暗色包体进行了岩相学、矿物电子探针、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素的综合分析测试和系统研究,探讨了“五朵金花”岩体的岩石成因、岩浆成岩物质来源及成岩动力学背景,主要取得了以下认识:锆石U-Pb年龄显示,“五朵金花”岩体群寄主花岗岩的年龄介于215.7±1.1Maδ~222.2±2.9Ma,而暗色包体的年龄介于217.1±2.7Ma~219.8±1.1Ma,寄主花岗岩和包体形成时代大致相同,都为印支期岩浆作用的产物。根据收集的秦岭造山带花岗岩年代学资料,结合本文对“五朵金花”岩体群的研究结果,秦岭印支期花岗岩浆作用可划分为3个阶段:264Ma~240Ma,这一阶段的花岗岩主要分布在西秦岭地区,如天子山、香沟岩体等;236Ma~225Ma和225Ma~190Ma,这两个阶段的花岗岩在整个秦岭造山带均有分布,如西秦岭的“五朵金花”岩体群,东秦岭的光头山、东江口岩体群等。“五朵金花”岩体的寄主花岗岩总体上为准铝质-过铝质的高钾钙碱性系列岩石,在K2O-Na2O、SiO2-P2O5、Rb-Th和Rb-Y等花岗岩类型判别图中,寄主花岗岩都具Ⅰ型花岗岩特征。五个岩体的寄主花岗岩稀土和微量元素特征相似,轻重稀土分异明显,LREE/HREE介于2.74δ25.32之间,(La/Yb)N介于2.21δ74.31之间,Eu具弱的负异常;相对富集Rb、Th、U、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。各岩体中发育的暗色包体为闪长质岩石,较主岩贫硅、富钛、铁、镁等,总体上属于准铝质的高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石,包体的稀土和微量元素特征与寄主花岗岩基本一致,但稀土总量较寄主花岗岩高,且在哈克图解中,主岩与包体的主要氧化物与Si02含量具良好的线性关系,这些证据都表明岩体为岩浆混合的产物。“五朵金花”岩体寄主花岗岩和包体的Lu-Hf同位素表明,五个岩体具有相似的岩浆源区,寄主花岗岩和包体都具壳-幔混合源的特点,其中壳源物质可能为南秦岭的基底物质,另外有部分古老地壳物质的加入。“五朵金花”岩体形成于秦岭印支期花岗岩浆作用(225Ma~190Ma)第三阶段,处于秦岭造山带碰撞后由挤压向伸展转变的构造背景下,俯冲板片的断离或加厚下地壳的拆沉诱发软流圈物质上涌而底侵下地壳,导致下地壳物质发生部分熔融,幔源岩浆和壳源岩浆混合过程中发生不完全混溶,最终侵位形成了寄主花岗岩和暗色包体。
【关键词】:西秦岭 “五朵金花”岩体群 花岗质岩浆作用 大地构造背景
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P612;P588.12;P548
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 绪论10-21
  • 1.1 选题背景与研究意义10-11
  • 1.2 国内外研究现状11-17
  • 1.2.1 国内外花岗岩的研究现状11-15
  • 1.2.2 西秦岭印支期花岗岩研究现状15-17
  • 1.3 存在问题17-18
  • 1.4 拟解决的科学问题和研究内容18
  • 1.5 论文完成的工作量18-19
  • 1.6 取得的主要研究成果19-21
  • 第二章 区域地质背景21-28
  • 2.1 区域构造背景与构造单元划分21-24
  • 2.2 西秦岭岩浆活动24-25
  • 2.3 域地层岩石25-28
  • 第三章 “五朵金花”岩体地质及岩石学特征28-45
  • 3.1 岩体地质特征与岩相学28-37
  • 3.2 主要造岩矿物特征37-45
  • 第四章 “五朵金花”岩体岩石地球化学特征45-83
  • 4.1 样品分析方法45-46
  • 4.2 岩石元素地球化学46-62
  • 4.2.1 主量元素地球化学特征46-50
  • 4.2.2 微量及稀土元素地球化学特征50-62
  • 4.3 锆石同位素年代学62-69
  • 4.4 锆石Lu-Hf同位素组成69-83
  • 第五章 “五朵金花”岩体成因及岩浆源区83-98
  • 5.1 岩体成岩物理化学条件83-89
  • 5.1.1 温度83-84
  • 5.1.2 压力84-87
  • 5.1.3 岩浆氧逸度87-88
  • 5.1.4 岩浆水含量88-89
  • 5.2 “五朵金花”岩体的岩浆源区89-98
  • 5.2.1 矿物学特征对源区性质的指示90-92
  • 5.2.2 岩石地球化学特征指示的源区性质92-93
  • 5.2.3 暗色包体的形成时代和成因93-95
  • 5.2.4 Lu-Hf同位素指示的源区性质95-98
  • 第六章 秦岭造山带印支期花岗岩时空分布及成岩构造背景98-116
  • 6.1 秦岭印支期花岗岩岩石类型及空间分布特征98-101
  • 6.2 印支期花岗质岩浆作用阶段划分101-104
  • 6.3 秦岭造山带印支期花岗岩岩石地球化学特征104-112
  • 6.3.1 主微量元素地球化学104-111
  • 6.3.2 Lu-Hf同位素组成特征111-112
  • 6.4 秦岭造山带印支期花岗岩岩石成因及成岩大地构造环境112-116
  • 结论116-118
  • 参考文献118-134
  • 攻读硕士学位期间取得的科研成果134-135
  • 致谢135

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