滇西保山、腾冲地体的碎屑锆石年代学和Hf同位素研究及其地质意义

论文摘要

三江特提斯构造带位于青藏高原东南部,包括多条蛇绿混杂岩带、多个（微）陆块以及多条岩浆弧,完整记录了从早古生代到新生代原特提斯洋、古特提斯洋、中特提斯洋及新特提斯洋发展演化的多个构造旋回。三江特提斯构造带的南段位于云南省西部,以昌宁-孟连构造带为界,其东侧的思茅地体具有扬子地体亲缘性,而其西侧的保山、腾冲地体具有冈瓦纳大陆的属性。其中,保山地体一直般无异议被视为滇缅泰马地体在中国境内的北段的一部分。但是腾冲地体的属性却存在较大的争议,它或者与保山地体一起被视作滇缅泰马地体的一部分,或者被视为拉萨地体的东南延伸。除此腾冲地体的属性具有争议之外,保山、腾冲地体在早古生代冈瓦纳大陆重建中的具体位置（如印度大陆或澳大利亚大陆的北缘）等问题也存在较大争议。近二十年来随着激光剥蚀等离子体分析技术的进步和普及,碎屑锆石U-Pb-Hf同位素体系在限定地层最大沉积年龄以及研究碎屑物源和沉积环境并进一步示踪各陆块之间的亲缘性方面得到了广泛的应用。保山地体在早古生代发育了多套（变质）沉积地层,但这些地层的沉积年龄还没有得到很好的限制。前人也对这些沉积地层开展了一些碎屑锆石U-Pb-Hf同位素体系研究,但这些工作大多集中在保山地体的东部地区,西部地区的研究工作还比较缺乏;而腾冲地体则一直被认为碎屑沉积地层不发育,被视为前寒武结晶基底的高黎贡山群陆续解体出许多不同时代的年轻岩浆岩体。我们在高黎贡山群发现了一套高级变质的早古生代到晚中生代沉积岩。本论文针对保山地体公养河群、孟定街群以及腾冲地体高黎贡山群开展了野外实地考察并采样,利用碎屑锆石年代学和同位素分析手段,对这些（变质）沉积地层的物源特征和地体起源及演化等问题进行深入探讨,并取得一些新的认识。本研究的所获得的新进展如下:（1）保山地体西部公养河群碎屑锆石年龄谱的范围是3862533 Ma,εHf（t）值的范围在-37.8至+11.0之间,最小峰期年龄为576458 Ma,表明该群的最大沉积年龄为早寒武世早期。前人研究中,整合覆盖于公养河群上部的蒲满哨群含有499 Ma的火山岩夹层,因此我们推断保山地体西部的公养河群为寒武系地层。（2）保山地体东部孟定街群的碎屑锆石年龄谱范围是3097542 Ma,εHf（t）值在-39.5至+10.5之间,其中最小峰期年龄576458 Ma将孟定街群的沉积下限限制在晚奥陶世。该群所含生物化石不多,其上部与二叠系地层为断层接触关系,且与侏罗系地层为不整合接触关系,因此它的沉积上限尚未得到很好的限制。（3）无论是西部的公养河群还是东部的孟定街群,保山地体的碎屑锆石年龄谱的主要峰期年龄均为1000900 Ma,其对应的最可能的沉积物源区为印度大陆东部的东高止造山带。另外,东部的孟定街群和澜沧群显示了一个较为明显的12001100 Ma年龄次级峰期,与拉萨地体和西澳大利亚碎屑锆石主要峰期年龄十分相近。由此,保山地体在早古生代冈瓦纳大陆重建中的位置应该是整体处于印度大陆的北缘,其沉积盆地主要接受了来自印度大陆的沉积物质;而其东侧接近澳大利亚大陆,接受了一定比例的来自澳大利亚大陆的沉积物。（4）腾冲地体高黎贡山群高级变质地层6个变质砂岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄谱的最小峰期年龄分为539491 Ma、236223 Ma和115 Ma三组,其最大沉积年龄分别为寒武纪、三叠纪和白垩纪,εHf（t）值的范围在-39.1至+11.2之间。因此高黎贡山群不是之前认为的前寒武结晶基底,而是一个变质杂岩体。（5）跟保山地体显著不同的是,530 Ma和1130 Ma是腾冲地体高黎贡山群寒武系-三叠系高级变质地层碎屑锆石共有的主要年龄特征峰,与西藏中部拉萨地体和西澳大利亚的碎屑锆石年龄谱十分相似,表明腾冲地体在冈瓦纳大陆重建中位于澳大利亚大陆北缘,其沉积盆地主要接受了来自澳大利亚大陆的沉积物质。白垩系地层代表了腾冲与保山地体碰撞后的沉积记录。（6）综合保山、腾冲、西羌塘和拉萨地体的地层学、岩浆活动及性质以及陆源碎屑岩的碎屑锆石年代学和同位素分析的研究成果,本文认为滇西地区保山地体和腾冲地体分别为西羌塘地体和拉萨地体的东南延伸,在印度-亚洲大陆碰撞的过程中,向东南发生挤压逃逸,而形成了今天的构造格局。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 研究现状及存在的问题
•   1.3 技术路线及完成的工作量
•     1.3.1 技术路线
•     1.3.2 完成的工作量
• 第2章 区域地质背景
•   2.1 三江地区地质概况
•   2.2 保山地体
•   2.3 腾冲地体
• 第3章 分析测试方法
•   3.1 样品前处理
•   3.2 锆石U-Pb定年分析
•     3.2.1 LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年分析
•     3.2.2 SIMS锆石U-Pb定年分析
•     3.2.3 碎屑锆石U-Pb定年结果的数据处理方法
•   3.3 LA-MC-ICP-MS锆石Lu-Hf同位素分析
• 第4章 保山地体早古生代沉积作用记录
•   4.1 样品及岩相学研究
•   4.2 碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析
•     4.2.1 公养河群样品
•     4.2.2 孟定街群样品
•   4.3 沉积时代限定
•     4.3.1 公养河群沉积时代限定
•     4.3.2 孟定街群沉积时代限定
•   4.4 碎屑物源分析
•   4.5 小结
• 第5章 腾冲地体高黎贡山群变质沉积岩物源研究
•   5.1 样品及其岩相学研究
•   5.2 碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析
•   5.3 沉积时代限定
•   5.4 物源分析
•   5.5 小结
• 第6章 滇西地区早古生代构造属性
•   6.1 保山地体在冈瓦纳重建中的位置及其构造属性
•   6.2 腾冲地体在冈瓦纳重建中的位置及其构造属性
•   6.3 班公湖-怒江缝合带的东南向延伸
• 第7章 结论
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 作者简介及在学期间发表的学术论文及研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周美玲

导师: 夏小平

关键词: 保山地体,腾冲地体,碎屑锆石,年龄,同位素

来源: 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)

基金: 国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项(2016YFC0600407),广州市科学研究专项(201607020029)

分类号: P597.3

总页数: 145

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