张广才岭东南部海林岩体岩浆混合作用及构造意义

论文摘要

本文通过对张广才岭东南部牡丹江地区发育的海林岩体进行锆石U-Pb年代学、全岩地球化学、矿物化学以及锆石Hf同位素分析研究,确定了该岩体的形成时代、岩石成因及相关的地球动力学机制,进而对松嫩–张广才岭地块和佳木斯地块之间牡丹江洋的构造演化历史提供了重要制约。经过野外地质踏勘和室内岩相学研究,发现海林岩体主要由寄主花岗岩（二长花岗岩、花岗闪长岩）和暗色微粒包体（闪长岩）组成,其中暗色微粒包体不均衡分布于寄主花岗岩中,部分存在塑性流变特征,可见淬冷边和针状磷灰石,初步推断海林岩体可能为岩浆混合作用的产物。通过矿物化学、全岩主微量元素及锆石U-Pb-Hf综合研究,认为海林岩体为岩浆混合的产物。锆石U-Pb年龄数据显示,海林岩体中寄主花岗岩的成岩年龄为215219 Ma,暗色微粒包体的成岩年龄为221Ma,暗示二者皆形成于晚三叠世,进一步确定海林岩体为岩浆混合作用的产物。其中,寄主花岗岩作为酸性端元,具有高硅（SiO2=63.1870.44 wt.%）,富碱（Na2O+K2O=6.597.95 wt.%）,贫镁（MgO=0.691.94 wt.%）,贫铁（Fe2O3T=2.394.68wt.%）的特点。稀土总量变化于88.55116.29 ppm,轻重稀土比值（LREE/HREE）为7.4713.43,（La/Yb）N值介于5.8018.62之间,表现出富集轻稀土元素,亏损重稀土元素的地球化学特征。同时这些寄主花岗岩也富集大离子亲石元素（例如Rb、Sr、Ba等）,亏损高场强元素（例如Nb、Ta、Ti等）。锆石Hf同位素特征显示寄主花岗岩?Hf（t）值变化于-6.6到+3.0之间,其二阶段Hf的模式年龄(TDM2)为10601669 Ma。综合以上地球化学和锆石Hf同位素特征的研究,寄主花岗岩具有I型花岗岩的特征,其岩浆来源于中元古代增生下地壳物质的部分熔融作用。暗色微粒包体作为岩浆混合作用的产物,包体中的斜长石和角闪石表现出矿物成分组成不平衡的特征,其中斜长石成分为奥长石–中长石,具有反环带特征,角闪石成分为镁角闪石–钙镁角闪石,属于壳幔型角闪石。此外,全岩地球化学特征也暗示暗色微粒包体的岩浆混合特征,包体与寄主花岗岩在哈克图解上呈线性变化趋势,不共分母氧化物比值图解上表现为双曲线形态。关于基性端元问题,前人已报道了研究区同时代具有相似地球化学特征的基性岩石（玄武岩和辉长岩、辉绿岩;209228Ma）,这些基性岩石具有低硅、富镁的地球化学特征,同时富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf及Ti等元素,具有正锆石?Hf（t）值（+2.5+9.8）,一阶段Hf的模式年龄(TDM1)介于477801 Ma之间,暗示该基性端元岩浆起源于受俯冲流体交代过的富集地幔楔的部分熔融。综合研究区同时代火成岩的空间变异特征和区域构造演化历史的相关研究,本文认为张广才岭东南部牡丹江地区发育的晚三叠世海林岩体具有岩浆混合成因,形成于活动大陆边缘环境,其地球动力学机制可能与松嫩–张广才岭地块下牡丹江洋的西向俯冲作用有关,即牡丹江洋西向俯冲于松嫩–张广才岭地块下,板片流体交代地幔楔形成基性岩浆,热脉冲加热下地壳部分熔融形成酸性岩浆,在基性岩浆向上侵位的同时与酸性岩浆混合,随后岩浆继续向上侵位结晶形成海林岩体。

论文目录

• 中文摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与选题依据
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 研究区的研究现状
•     1.2.2 岩浆混合作用的研究现状
•   1.3 研究思路及拟解决的关键问题
•     1.3.1 研究思路
•     1.3.2 拟解决的关键问题
•   1.4 本文依托的科研项目及完成工作量
• 第2章 区域地质概况
•   2.1 构造特征
•   2.2 地层特征
•   2.3 区域岩浆岩
• 第3章 岩体地质及岩石学特征
•   3.1 岩体地质特征
•   3.2 岩石学特征
• 第4章 样品测试分析方法
•   4.1 锆石U-Pb定年及Hf同位素测定
•   4.2 全岩主量与微量元素分析
•   4.3 矿物化学分析
• 第5章 样品测试分析结果
•   5.1 锆石U-Pb定年
•     5.1.1 寄主花岗岩定年结果
•     5.1.2 暗色微粒包体定年结果
•   5.2 全岩地球化学特征
•     5.2.1 寄主花岗岩主量、微量元素特征
•     5.2.2 暗色微粒包体主量、微量元素特征
•   5.3 矿物化学特征
•     5.3.1 斜长石
•     5.3.2 角闪石
•   5.4 锆石Hf同位素测定
•     5.4.1 寄主花岗岩Hf同位素特征
•     5.4.2 暗色微粒包体Hf同位素特征
• 第6章 岩石成因和构造背景
•   6.1 海林岩体的形成时代
•   6.2 岩浆混合的证据
•   6.3 岩石成因及岩浆源区性质
•     6.3.1 寄主花岗岩（酸性端元）的成因类型及源区性质
•     6.3.2 基性端元性质
•   6.4 构造背景
• 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵迪

导师: 葛文春

关键词: 张广才岭,岩浆混合,锆石年代学,地球化学,同位素

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 吉林大学

基金: 国家自然科学基金重点项目“古太平洋板块中生代在欧亚大陆下的俯冲历史:东北亚陆缘火山岩与增生杂岩证据”(41330206),国家自然科学基金项目“佳木斯地块东缘晚古生代岩浆作用及其地球动力学意义”(41472050)

分类号: P588.1;P583

总页数: 85

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