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新疆库鲁克塔格兴地河新元古代镁铁—超镁铁岩体研Rodinia超大陆裂解事件的制约

秦切  
【摘要】:新疆库鲁克塔格新元古代中期火成岩受到地学界的普遍关注,这一时期岩浆活动对于探讨该时期的构造环境以及Rodina超大陆裂解事件的动力学机制等地质问题至关重要。本文选择库鲁克塔格兴地河三个镁铁-超镁铁岩体,对其进行了详细的岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学以及Hf同位素研究,探讨其源区特征、岩浆演化过程以及形成的构造背景,为库鲁克塔格新元古代的动力学演化和构造环境之争提供新的制约。获得以下主要认识: 1、兴地I号岩体主体为辉长岩,含少量辉石岩和橄榄辉长岩。辉长岩中央发育不规则状花岗岩,花岗岩侵入于辉长岩中;兴地Ⅱ号岩体有辉石岩、橄榄岩和辉长岩,辉长岩体中存在一期脉状花岗岩;兴地Ⅳ号岩体主要为辉石闪长岩,局部见辉长岩。 2、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究表明:兴地Ⅰ号辉长岩年龄为728±3Ma(MSWD=0.77),中部花岗岩LA-ICP-MS年龄为741±6.3M(MSWD=0.65),边部花岗岩LA-ICP-MS年龄为729.4±2.6Ma(MSWD=1.3);兴地Ⅱ号花岗岩年龄731±13Ma(MSWD=0.77),略晚于辉长岩体的侵位时代。兴地Ⅳ号辉石闪长岩年龄为737.8±6.4Ma(MSWD=0.47)。兴地河三个岩体均属新元古代中期岩浆活动的产物。 3、三个岩体的辉长岩均为大陆拉斑玄武岩系列,稀土及微量元素分配模式相似,富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素(HFSE)和重稀土元素(HREE)。其中兴地II号岩体不相容元素富集不显著,轻重稀土分异不明显,相比较而言兴地I号和IV岩体不相容元素较富集,轻重稀土分异适中。三个岩体的地球化学特征表明它们具有同源性,结合兴地IV岩体辉石闪长岩Hf同位素的研究成果(εHf(t)=0.29~-23.78),表明三个岩体源区均是富集型大陆岩石圈地幔。岩浆上升侵位过程中发生结晶分异作用并遭受了地壳的混染。 4、900-1000Ma期间俯冲作用对库鲁克塔格大陆岩石圈的改造,降低了其固相线温度,随后在岩浆活动热传导作用下,诱发大陆岩石圈的大比例部分熔融。受全球Rodinia超大陆裂解事件的影响,新元古代中期库鲁克塔格地区发生岩浆上涌,并造成经历了地幔交代的大陆岩石圈地幔的部分熔融,进而形成新元古代镁铁-超镁铁岩。在早期裂解过程中(820-800Ma),由于岩石圈地幔厚度大,交代岩石圈地幔发生低程度部分熔融,形成且干布拉克偏碱性镁铁-超镁铁-碳酸岩带;裂解峰期(-760Ma):随着软流圈上涌,岩石圈强烈减薄并发生高比例部分熔融,拉斑质基性岩浆的分异并侵位产生兴地II号镁铁-超镁铁杂岩体,这一时期的基性岩呈现不同程度的Nb-Ta亏损,具有较低的Nb/La比值,可能反映了岩石圈(地壳)混染作用或者再循环大陆岩石圈地幔的贡献;裂解晚期(-730Ma):软流圈活动减弱,岩石圈冷却增厚,部分熔融程度降低,基性岩浆的分异和侵位产生兴地I号和IV号岩体镁铁-超镁铁岩,岩浆的底侵位造成上覆下地壳物质的脱水熔融,形成相伴生的花岗岩(兴地I号花岗岩)。


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