新疆罗东二叠纪层状镁铁-超镁铁质岩体成因：C、He-Ne-Ar同位素证据

论文摘要

层状镁铁-超镁铁质岩体记录了地幔大规模岩浆事件和岩浆矿床形成的过程。新疆北山地区众多的二叠纪层状镁铁-超镁铁质岩体中赋存岩浆铜镍硫化物矿床,如坡一镁铁-超镁铁质岩体赋存大型铜镍硫化物矿床,其形成与地幔柱作用相关。而罗东镁铁-超镁铁质岩体赋存有磁铁矿层,钒钛铁岩浆矿床成矿潜力及成矿作用中地幔柱的贡献需要进一步的制约。本文对罗东镁铁-超镁铁质岩体的橄榄石、辉石和斜长石单矿物进行稀有气体和碳同位素组成分析,确定了罗东岩体中流体挥发份来源,探讨岩体形成过程中地壳组分的混染机制以及地幔柱对岩体形成的贡献。取得的主要认识如下:（1）罗东镁铁-超镁铁质岩体岩浆矿物中含碳挥发份的δ13CCO2为-18.4-0.3‰,δ13CCH4为-48.4-21.7‰。δ13CCO2和δ13CCH4值位于有机质热成因、地壳和地幔组分的范围内。甲烷同系物的碳同位素组成随碳数的增加主要呈现出正序分布,部分橄榄石和辉石样品在500℃和700℃时呈现丙烷和丁烷局部反序分布的特征。（2）罗东岩体稀有气体的4He含量为0.1167.01×10-66 cm3.STP/g（STP-标准温度压力条件,下同）,20Ne含量介于0.3632.41×10-6cm3/g之间,40Ar含量变化范围较大,为95.16756.64.×10-6cm3/g。3He/4He比值变化在0.431.23Ra之间,20Ne/22Ne比值变化范围为8.6011.78,21Ne/22Ne比值介于0.0320.045之间,40Ar/36Ar比值在286.34297.71之间。（3）罗东岩体稀有气体同位素组成具有大气、地壳及岩石圈地幔混合的特征:3He/4He（0.431.23Ra）位于地幔与地壳范围之间,20Ne/22Ne（8.6011.78）和21Ne/22Ne（0.0320.045）主要分布于大陆地壳演化线（CC）附近,40Ar/36Ar（286.34297.71）位于大气值附近。（4）罗东岩体3He/4He与40Ar/36Ar、δ13CCO2与δ13CCH4指示岩浆来源于地幔源区。He、Ar同位素比值分布于大气组分与地幔和地壳端元之间,δ13CCO2与δ13CCH4位于地幔、地壳和热成因范围内,橄榄石单矿物在高温点的甲烷同系物的局部反序特征,稀有气体和碳同位素特征都表明罗东岩浆为岩石圈地幔部分熔融的产物。（5）罗东岩体幔源岩浆中存在地壳、沉积有机质和大气组分混染:由于俯冲洋壳可携带大气组分再循环到地幔中,较低3He/4He和40Ar/36Ar比值可能是俯冲过程中再循环洋壳物质的加入,大气和地壳组份可能是岩浆源区中俯冲再循环物质上升侵位至地壳过程中加入的,地幔柱作用贡献不明显。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 层状岩体研究现状
•     1.2.2 新疆北山岩体研究现状
•   1.3 研究方法及内容
•     1.3.1 研究方法
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 主要工作量
• 第二章 地质背景
•   2.1 区域地质
•     2.1.1 大地构造位置
•     2.1.2 区域地层
•     2.1.3 岩浆活动
•   2.2 岩体特征
•     2.2.1 新疆北山岩体地质特征
•     2.2.2 罗东岩体空间分布特征
• 第三章 样品和实验方法
•   3.1 样品及样品处理
•     3.1.1 样品
•     3.1.2 样品的处理
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 碳同位素分析
•     3.2.2 稀有气体同位素分析
• 第四章 碳同位素组成
• 2碳同位素组成'>  4.1 CO₂碳同位素组成
•   4.2 烷烃气体碳同位素组成
• 第五章 稀有气体丰度和同位素组成
•   5.1 稀有气体丰度
•   5.2 稀有气体同位素组成
• 第六章 流体挥发份来源
•   6.1 岩浆过程中的流体
•   6.2 后期混入的流体
•   6.3 放射性成因稀有气体
• 第七章 岩浆过程及岩体成因
•   7.1 源区特征
•   7.2 地壳混染类型及机制
•   7.3 岩体成因
• 第八章 结论
• 参考文献
• 在读期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 胡飞

导师: 张铭杰

关键词: 岩体成因,俯冲流体,同位素,罗东镁铁超镁铁质岩体,新疆

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,地质学,矿业工程

单位: 兰州大学

基金: 国家自然科学基金项目“新疆北部晚古生代岩浆Cu-Ni-Ti成矿作用动力学背景的流体组成制约(批准号:41372095)”

分类号: P534.46;P597;P618.2

总页数: 61

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