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《中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)》 2007年
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中条山—嵩山地区ca. 1.75Ga基性岩墙群的成因与构造环境

胡俊良  
【摘要】: 基性岩墙是伸展背景下,来自地幔的基性岩浆侵入体;基性岩墙群则是由一定数量的具有相同或相似产状、呈线状分布的基性岩墙组成。基性岩墙群形成时限短,可以侵位于不同的地壳层次,是大陆板块刚性化及古应力状态最直接的地质标志,被认为是岩石圈地幔和/或地壳伸展的重要标志,也是古板块恢复再造的重要标志。华北克拉通内广泛分布着不同地质历史时期的基性岩墙群,其中ca.1.75 Ga(circa 1.75 Ga,大约1.75 Ga前后)的基性岩墙群规模最大,几乎遍布整个克拉通。因此,研究其岩石成因和构造背景有助于制约该时期华北克拉通的构造演化过程以及岩石圈地幔的特征和演变规律。 本文选择前人研究较薄弱的中条山地区和嵩山地区的基性岩墙群,通过研究它们的岩石学、地球化学特征,讨论其岩石成因及构造环境,为进一步揭示华北克拉通1.75Ga前后基性岩墙群的成因和演化过程提供更加全面和充分的依据,以澄清华北克拉通古元古代的构造格局。 研究区内岩墙群走向以NNW向和EW向为主,倾角大多大于75°,近直立。岩石类型以辉绿岩为主,还有一些辉长辉绿岩、辉长岩和辉绿玢岩,它们可能是不同深度下的产物。主要造岩矿物是斜长石和辉石,副矿物包括角闪石、黑云母、磁铁矿、钛铁矿、石英和磷灰石,属于拉斑玄武岩系列。本次研究获得了1776±35Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄,代表了岩墙的结晶年龄。 根据岩墙群的地球化学特征及其反映的岩浆分异程度,我们将其划分为两个不同的组,分别命名为低分异组和高分异组。低分异组FeOt、TiO_2与K_2O含量相对较低,而MgO含量相对较高;明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,富集Rb、Ba、La等大离子亲石元素,类似OIB;εNd(t)为-6.2~-8.1,~(206)Pb/~(204)Pb_t值16.05~17.64,具有PREMA(Prevalent Mantle,主体地幔)的特征,并可能受到高分异组组分的影响。高分异组相对高FeOt、TiO_2和K_2O,低MgO,与低分异组相比,它亏损高场强元素和富集大离子亲石元素的程度较低;其εNd(t)、~(206)Pb/~(204)Pb_t分别为-6.2~-8.1、15.57~16.54,显示为富集地幔特征:结合微量元素地球化学特征表明该富集地幔很可能是被俯冲组分改造过的岩石圈地幔。 此外,还可根据FeOt含量将高分异组分为高铁玄武岩类(FeOt>12.8%)和普通玄武岩类(FeOt<12.8%)。高铁玄武岩类以FeOt、TiO_2、MgO含量高为特征,而普通玄武岩类FeOt、TiO_2、MgO含量相对较低。这两种不同岩石的形成分别与岩浆演化的Fenner分异趋势和Bowen分异趋势相关,且可能由于岩浆氧逸度的差异所导致。岩墙的主要分离矿物相为斜长石和单斜辉石;微量元素、Nd同位素分析显示,岩浆上升过程中的地壳混染作用不明显,而其源区混染作用对岩墙的影响较大。 结合邻区该期基性岩墙群及相关火山岩的研究成果,我们认为研究区基性岩墙群的活动时限为1800~1750Ma。岩墙群的地球化学特征、相关岩浆活动以及几何学特征表明其和同期熊耳裂谷系火山岩建造的地球化学特征相似,后者可能是岩墙的地表对应物。构造环境分析表明,岩墙群是大陆裂解的产物,其作用过程可能与地幔柱有关。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P588.124

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