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《长安大学》 2016年
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新疆东天山底坎儿组火山岩地球化学特征及构造环境分析

刘雷  
【摘要】:东天山觉罗塔格地区,是我国重要的构造成矿带之一。晚古生代强烈的岩浆活动既为成矿提供了物质来源,同时也是天山地区地质构造演化的重要记录。其中石炭纪火山活动尤为广泛,但对其形成环境仍然存在争论,这也直接导致了对天山构造体系晚古生代演化特征的看法不一。底坎儿组火山岩呈东西向分布于该带内,南北分布分别受控于阿奇克库都克断裂与雅满苏断裂,对该组火山岩的研究意义在于了解研究区火山岩的地质特征、形成环境等方面,解决东天山觉罗塔格带石炭纪的大地构造背景和古洋盆闭合的时限,恢复古生代期间古天山洋的构造演化过程。本文在前人研究的基础上,以底坎儿组火山岩为研究对象,在查明该组火山岩的时空分布后,结合区域地质资料及前人成果,通过岩相学、地球化学等方法的深入研究,并且利用地质剖面来厘定火山岩的岩石组合、地层序列及喷发韵律,分析火山岩的岩石成因和构造环境,说明了其对古洋盆闭合的限制意义。并取得了以下几点认识:1、底坎儿组火山岩岩石组合为玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩,以及中酸性火山碎屑岩组成。根据野外剖面特征及岩石组合可以看出,底坎儿组平行不整合于雅满苏组之上。结合其爆发相、溢流相和沉积相岩石的比例也可以说明底坎儿组火山活动较强。2、底坎儿组火山岩属于亚碱性岩石组合中的钙碱性系列,并且具有钙碱性序列演化趋势,主要为中钾钙碱性系列和高钾钙碱性系列。SiO2与其他主量元素之间具有较好的负相关关系,而与Na2O、K2O之间呈相关性不太明显的正相关关系。3、在微量元素地球化学特征中,火山岩主要表现出大离子亲石元素的相对富集,和高场强元素的相对亏损,玄武岩和安山岩具有较为一致的微量元素富集与亏损,而流纹岩则明显富集Rb、Ba、Th大离子亲石元素,具有明显的Nb、Ta、Ti、P、Sr元素的负异常。稀土元素配分图上呈现出轻稀土元素富集的右倾配分曲线,从基性岩到酸性岩负铕异常逐渐增强,轻重稀土分馏作用更为明显。4、在岩石成因上,底坎儿组玄武岩应该来源于亏损地幔楔的部分熔融,经历了俯冲流体交代,并且在岩浆上升演化的过程中存在有限的地壳混染作用。安山岩与玄武岩具有相似的地球化学特征,说明其可能为同一岩浆源区,推测安山岩的成因是同源玄武岩浆演化的产物,同时也受到了一定程度的地壳混染作用。流纹岩的成因是地幔楔部分熔融产生的玄武质岩浆上升到下地壳,传递热量并产生顶蚀和分异,在上地壳中形成长英质部分熔融区,经过岩浆部分熔融和同化混染作用以及分离结晶作用,最后喷出地表形成流纹岩。5、底坎儿组火山岩形成于俯冲环境下的大陆边缘弧环境,利用年龄数据分析,限定了康古尔洋的闭合时间应该晚于晚石炭世早期。
【关键词】:底坎儿组 火山岩 岩石组合 岩石成因 构造环境
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P588.14
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 绪论10-17
  • 1.1 选题依据与意义10-11
  • 1.2 前人研究现状11-13
  • 1.2.1 觉罗塔格构造带研究现状11-12
  • 1.2.2 底坎儿组火山岩研究现状12-13
  • 1.3 研究方法与技术路线13-14
  • 1.3.1 收集资料13
  • 1.3.2 野外地质调查13-14
  • 1.3.3 研究思路与方法14
  • 1.4 主要工作量14-17
  • 第二章 区域地质背景17-24
  • 2.1 研究区交通状况和自然地理17-18
  • 2.1.1 交通状况17
  • 2.1.2 自然地理17-18
  • 2.2 大地构造位置18-19
  • 2.3 地层19-21
  • 2.3.1 青白口系卡瓦布拉克组(Qnk)20
  • 2.3.2 下石炭统雅满苏组(C1ym)20-21
  • 2.3.3 上石炭统底坎儿组(C2d)21
  • 2.3.4 下中侏罗统煤窑沟组(J1-2m)21
  • 2.3.5 渐新统-中新统桃树园组(E3-N1)t21
  • 2.3.6 第四系21
  • 2.4 侵入岩21-22
  • 2.5 火山岩22
  • 2.6 区域矿产22-24
  • 第三章 火山岩地质特征与岩相学特征24-33
  • 3.1 剖面特征及岩石组合分析24-28
  • 3.2 岩相学特征28-33
  • 第四章 火山岩地球化学特征33-41
  • 4.1 主量元素分析33-36
  • 4.2 稀土元素特征36-37
  • 4.3 微量元素分析37-39
  • 附表39-41
  • 第五章 火山岩岩石成因与环境分析41-50
  • 5.1 火山岩形成时代讨论41
  • 5.2 火山岩源区性质和岩石成因41-44
  • 5.2.1 玄武岩42-43
  • 5.2.2 安山岩43-44
  • 5.2.3 流纹岩44
  • 5.3 火山岩构造环境分析44-50
  • 5.3.1 岩石组合对比44-46
  • 5.3.2 地球化学特征46-50
  • 结论50-52
  • 参考文献52-59
  • 攻读硕士期间取得研究成果59-60
  • 致谢60

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