扬子北缘米仓山地区新元古代碱性杂岩地球化学特征及地质意义

作     者：甘保平 

作者单位：西北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赖绍聪

授予年度：2017年

学科分类：0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 

主      题：扬子地块 米仓山 新元古代 碱性杂岩体 岩石成因 

摘      要：扬子地块北缘新元古代经历了复杂地质过程,并发育大量的镁铁质-酸性-碱性侵入岩体。米仓山位于扬子地块北缘,关于该区的新元古代碱性杂岩的成因机制及深部动力学背景目前仍存在极大争议。本论文通过对扬子地块北缘米仓山地区碱性杂岩体展开详细的岩石学、全岩主微量、Sr-Nd同位素及锆石U-Pb年代学的研究,基本厘清了该区新元古代侵入杂岩体的时空格架,并结合地球化学探讨该区碱性杂岩的成因机制、构造环境及深部动力学过程。论文的研究工作取得如下成果和认识:1、碱性岩(磷霞岩和正长岩)和闪长岩都形成于新元古代早期(～865Ma),是同一构造背景下不同部位的岩浆产物。其中磷霞岩(高镁和低镁)具有较低的硅含量,并且NaOKO,高碱,属于钠质碱性岩。稀土元素含量较低,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素。初始锶比值变化范围较大,正εNd(t)值(+0.8～-+3.27);水磨正长岩(富钠和富钾)具有高SiO、(NaO + KO)和里特曼指数(σ),低TiO、MgO、AlO,属于碱性准铝质岩系。稀土元素含量相对较低,其中轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,弱负Eu异常,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素。较低初始锶比值,正εNd(t)值(+0.89～+1.29)。二者起源于亏损地幔源,经结晶分异演化,在后续岩浆上升过程中可能遭受了地壳的同化混染,并且正长岩演化过程不同于磷霞岩,可能是超基性-碱性岩浆演化期间不同阶段的产物,形成于陆缘弧内裂谷的构造环境。石英闪长岩具有高SiO、AlO、TFeO和NaO,低KO、CaO和A/CNK,属于钠质碱性准铝质岩系。较低稀土元素,负Eu异常,富集Rb、Ba、Pb等,亏损Nb、Ta等,中等初始锶比值,正εNd(t)值(+2.92～+3.66),是新生玄武质下地壳部分熔融的产物,在其上升演化的过程中明显遭受了上地壳的同化混染,形成于大陆边缘弧的构造环境。2、辉长岩和花岗岩形成于新元古代中期(～745Ma),其中中子园辉长岩具有低SiO和NaO,且NaOKO,高AlO、TFeO和CaO,属于钙碱性基性岩系。较低稀土元素总量,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,无明显Eu异常,具有低初始锶值,正εNd(t)值(+1.6～+4.5),其起源于石榴石二辉橄榄岩亏损地幔源,其熔融程度大于15%,在岩浆上升演化阶段遭受了地壳混染作用,是弧后盆地构造环境下的产物。二长花岗岩具有高硅,低TiO、MgO、CaO、P2O5和Mg#值。稀土元素含量较低,轻重稀土元素分馏明显,富集轻稀土元素及Rb、U和Th,亏损Ba、Nb和P,负Eu异常,属于高分异Ⅰ型花岗岩类。正εNd(t)值(+3.6～+5.2),二阶段模式年龄值为0.96～1.07Ga,是新生玄武质下地壳部分熔融的产物,在其上升演化的过程中明显遭受了上地壳的同化混染,形成于弧后伸展的构造环境。3、综合相关区域地质构造热时间,扬子北缘在新元古代时期(900Ma～700Ma)总体上可能处于俯冲相关的构造背景,米仓山地区新元古代时期的岩浆活动可以大致划分为三个阶段,经历了从早期陆缘弧(裂谷)(～860Ma)到火山弧(～830Ma)再到弧后伸展(～750Ma)的构造演化。扬子北缘米仓山地区碱性侵入杂岩是俯冲相关构造环境,是米仓山地区新元古代时期两阶段的岩浆事件,为进一步探讨扬子北缘新元古代期间岩浆作用的成因机制和深部动力学提供重要的岩石学约束。