东天山阿齐山—雅满苏带晚古生代岩浆作用及地壳生长

论文摘要

为了更好地理解中亚造山带（CAOB）南部地区晚古生代构造演化过程,在本次研究中我们对位于CAOB南部东天山的阿齐山-雅满苏带的晚古生代火山岩及侵入岩做了系统的年代学和地球化学分析,研究对象包括早石炭世雅满苏组的安山岩、晚石炭世土古土布拉克组的玄武岩及玄武安山岩,侵入到土古土布拉克组的百灵山杂岩中的花岗闪长岩和基性-酸性岩脉（辉绿岩脉、闪长质岩脉和花岗质岩脉）。锆石U-Pb年代学数据显示安山岩、花岗闪长岩、闪长质岩脉和花岗质岩脉的年龄分别为:330±3Ma、321±2 Ma、315±1 Ma和312±3 Ma。雅满苏组安山岩具有亚碱性-钙碱性特征,SiO2含量中等（58.5-61.4 wt.%）,相对较高的Mg#（49-54）,表明地幔物质在其岩浆源中起主导作用。较低的εNd（t）值（-0.02+0.61）和古老的两阶段TDM年龄为1.391.40 Ga,表明了古老地壳与地幔物质混合的来源。它们的高Rb/Y（1.82-4.23）和Ba/La（23.6-54.9）、低而集中的Nb/Y（0.18-0.21）和Th/Yb（0.37-0.43）比值表明,岩浆源区可能受到源自板片含水流体的影响。伴随高场强元素（Nb、Ta和Ti）亏损和大离子亲石元素富集的俯冲带岩浆岩特征,我们认为雅满苏组的安山岩是由地幔楔熔融形成的,并受到俯冲沉积物熔体和板片流体的交代。地球化学数据表明土古土布拉克组的玄武岩具有拉斑玄武岩特征,以及高MgO含量、Mg#（56-58）和相对含量较高的相容元素,如Cr（207-211 ppm）、Ni（111-116 ppm）和Co（40-42 ppm）,以及相对较高的εNd（t）值（5.9-6.3）和较低的初始87Sr/86Sr比值（0.7037-0.7039）,这表明玄武岩可能起源于亏损的地幔源区。玄武安山岩样品的SiO2（53.62-54.11 wt.%）、Mg#（48-50）、Cr（133-168）、Ni（50-57）和εNd（t）值（约1.26-1.27）高于同组中的玄武岩。玄武岩和玄武安山岩富含大离子亲石元素和显示略平坦的重稀土配分模式,具有Eu和Nb、Ta、Ti的负异常,可能为俯冲背景成因,所有样品具有较高的Ba/Th、Ba/La和较低的Th/Ta、Th/Yb比值,表明存在与俯冲有关的流体加入。因此,我们认为土古土布拉克组的玄武岩和玄武安山岩是由受板片流体交代的地幔楔部分熔融形成,而后者经历了一定程度的结晶分异作用。侵入土古土布拉克组的花岗闪长岩具有典型的I型花岗岩特征:低的P2O5含量（0.05-0.09 wt.%）和A/CNK值（0.93-1.05）、高的Na2O含量（3.57-3.81 wt.%）。主体岩浆锆石高的εHf（t）值（+14+17）,以及继承锆石（约352 Ma）的存在,表明其源区主要为年轻洋壳增生的玄武质下地壳成分,有少量古老地壳物质的加入。辉绿岩脉含有较低的SiO2（46.92-48.15 wt.%）和总碱含量（Na2O+K2O=2.8-4.0 wt.%）、较高的TiO2（1.47-1.54 wt.%）和MgO（5.78-6.88 wt.%）含量,Mg#（54-59）较高,富含大离子亲石元素,表现出E-MORB的地球化学特征。辉绿岩脉的Ba/Th比值相对较高,Th/Ta比值较低,且Nb、Ta为负异常,这表明其来自于板片流体交代的地幔源区。因此,这些辉绿岩脉可能是由软流圈地幔部分熔融产生,并受到了俯冲大洋板片流体的轻微影响。闪长质岩脉显示埃达克岩的地球化学特征,具有较高的Na2O（4.64-4.92 wt.%）含量和εHf（t）值（+12+17）,结合其它地球化学特征我们认为该类岩脉起源于俯冲大洋板块的部分熔融。花岗质岩脉中SiO2（76.52-77.10 wt.%）和K2O（4.86-5.26 wt.%）的含量较高,以轻稀土富集和重稀土略微平坦的配分模式为特征,具有Eu和Nb-Ta-Ti的负异常,显示碱钙性和高分异I型花岗岩的地球化学特征。强烈亏损的εHf（t）值（+16+17）表明,这些花岗质岩脉来自年轻的玄武质下地壳。基于地层学、同时期构造事件以及特殊的岩性组合,我们认为该套岩脉形成于晚石炭世的板片断离的构造背景。此外,根据前人资料及我们地壳厚度变化分析,认为早石炭世康古尔洋板块南向俯冲形成阿齐山-雅满苏带,然后在335 Ma俯冲角度变陡,板片发生后撤形成弧前盆地。320 Ma康古尔洋开始闭合,此后阿齐山-雅满苏带进入后碰撞伸展阶段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据
•   1.2 研究现状及存在问题
•   1.3 研究内容和方法
•   1.4 锆石U-Pb测年及原位Lu-Hf同位素分析
•   1.5 主微量元素分析
•   1.6 全岩Sr-Nd同位素分析
•   1.7 主要工作量
• 第二章 区域地质概况
•   2.1 中天山地块
•   2.2 康古尔缝合带
•   2.3 大南湖-哈里克岛弧
•   2.4 阿齐山-雅满苏带
• 第三章 早石炭世雅满苏组安山岩特征及成因
•   3.1 岩相学特征
•   3.2 岩石地球化学特征
•   3.3 锆石U-Pb定年和原位Lu-Hf同位素分析结果
•   3.4 全岩Sr-Nd同位素分析结果
•   3.5 岩石成因
• 第四章 晚石炭世土古土布拉克组玄武岩-玄武安山岩特征及成因
•   4.1 岩相学特征
•   4.2 岩石地球化学特征
•   4.3 土古土布拉克组的形成时代
•   4.4 全岩Sr-Nd同位素分析结果
•   4.5 岩石成因
• 第五章 晚古生代侵入岩和岩脉特征及成因
•   5.1 岩相学特征
•   5.2 岩石地球化学特征
•     5.2.1 花岗闪长岩
•     5.2.2 辉绿岩脉
•     5.2.3 闪长质岩脉
•     5.2.4 花岗质岩脉
•   5.3 锆石U-Pb定年和原位Lu-Hf同位素分析结果
•   5.4 岩石成因
•     5.4.1 花岗闪长岩
•     5.4.2 辉绿岩脉
•     5.4.3 闪长质岩脉
•     5.4.4 花岗质岩脉
• 第六章 阿齐山-雅满苏带晚古生代构造演化过程
•   6.1 早石炭世阿齐山-雅满苏带构造演化
•   6.2 晚石炭世阿齐山-雅满苏带构造演化
•   6.3 构造动力学特征
• 第七章 阿齐山-雅满苏带晚古生代地壳生长过程
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴宾

导师: 龙晓平

关键词: 中亚造山带,东天山,板片断离,构造演化,晚石炭世岩脉

来源: 西北大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学,地质学

单位: 西北大学

分类号: P534.4;P588.11;P542

总页数: 111

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