波密杂岩锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素组成对拉萨地体前寒武纪演化的约束

论文摘要

被誉为地球“第三极”的青藏高原,是现今大陆上最年轻和最典型的大陆碰撞造山带,集中体现了大陆动力学的重大前沿科学问题,是地学界公认的研究和建立大陆动力学理论体系的最佳天然实验室。青藏高原形成于印度-欧亚大陆在古新世的碰撞和持续的汇聚。拉萨地体位于欧亚板块的南缘,是研究新生代印度-欧亚大陆碰撞动力学的重要载体。但其在新生代碰撞过程中产生的地质特征受到了前新生代构造演化事件的影响。因此为了更好研究拉萨地体新生代碰撞动力学过程,必须首先了解拉萨地体的构造演化历史,但是拉萨地体的起源和前寒武纪演化一直饱受争议。目前关于拉萨地体的起源和前寒武纪演化主要存在三个模型:（1）拉萨地体来源于印度克拉通的北缘;（2）拉萨地体来源于澳大利亚西北缘;（3）拉萨地体来源于东非造山带。已有研究表明,出露于拉萨地体东段的波密杂岩记录了拉萨地体最完整的前寒武纪岩浆-变质作用事件。因此,本文选择波密杂岩为研究对象,系统研究了波密杂岩中花岗片麻岩类的年代学、地球化学以及Lu-Hf同位素组成,建立拉萨地体岩浆-变质作用框架,并与印度大陆进行全面对比,探讨了拉萨地体的起源和早期演化历史。本论文主要取得以下认识:（1）我们的研究表明,波密杂岩记录了1866 Ma、1288-1264 Ma和824 Ma三期岩浆事件和一期618-600 Ma泛非变质事件。结合前人的数据,波密杂岩共存在三期岩浆作用,分别发生于1866-1782 Ma、1343-1250 Ma、824 Ma,以及两期变质作用,分别发生于1117 Ma和625-600 Ma;（2）波密杂岩中的古元古代和新元古代岩浆岩为中-高钾,准铝质-弱过铝质花岗岩,并经历了后期的角闪岩相变质作用,形成了强烈的片麻理。虽然这些花岗片麻岩REE含量不同,但是它们的球粒陨石标准化稀土元素模式组成图都展现出明显的分馏:富集轻稀土元素,亏损重稀土元素（（La/Yb）N=33.6-71.8）和Eu的负异常（Eu/Eu*=0.440.54）。在原始地幔标准化的蛛网图中,它们相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而亏损高场强元素,显示出典型岛弧型花岗岩的地球化学特征。这些古元古代和新元古代花岗片麻岩中岩浆锆石核具有正的εHf（t）值,分别为+0.8+6.4和+1.1+7.0。这两期岩浆作用能够分别与古元古代和新元古代的俯冲事件联系。通过地球化学数据对比,波密杂岩内古元古代和新元古代岩浆事件与喜马拉雅地体内同期岩浆事件具有极强的亲缘性,它们可能分别形成于哥伦比亚超大陆边缘的古元古代岩浆弧环境和罗迪尼亚超大陆西北缘的新元古代安第斯型造山带。（3）波密杂岩内的中元古代岩浆岩分为两种类型:早期13431276 Ma的花岗片麻岩和晚期1250 Ma的黑云母片麻岩。中元古代花岗片麻岩在化学成分上具有高硅（SiO2=71.7173.08%）和高碱（Na2O+K2O=8.189.12%）特征。在稀土元素组成模式图上,显示出明显的轻稀土元素富集和中等程度的Eu的负异常（Eu/Eu*=0.440.57）。原始地幔标准化的蛛网图上显示出Ba,Nb,Ta,Sr,P和Ti的负异常。地球化学数据特征显示这些花岗片麻岩具有铝质A型花岗岩的特征,且形成于板内环境。而黑云母花岗片麻岩展现出低硅（63.8767.69%）的化学特征,其原岩可能为英云闪长岩。在球粒陨石标准化的稀土元素组成模式图上,显示出明显的轻稀土元素富集（（La/Yb）N=10.128.3）和轻微的Eu的负异常（Eu/Eu*=0.440.57）。原始地幔标准化的蛛网图上显示出Ba,Nb,Ta,Sr,P和Ti的负异常。相比于早期的花岗片麻岩(εHf（t）=+4.0+0.2),它们拥有更高的锆石(εHf（t）=+10.5+3.6)。黑云母片麻岩与钙碱性花岗岩类的地化成分特点相似,可能形成于俯冲相关的环境。这两期中元古代岩浆作用与印度地体东缘的克拉通-EGB接触带具有极强的亲缘性。拉萨地体东部可能在中元古代时期作为克拉通-EGB接触带的北延,分别见证了哥伦比亚超大陆裂解及哥伦比亚超大陆的聚合。（4）拉萨地体内新元古代变质年龄与克拉通-EGB接触带的新元古代变质事件在时间上几乎一致。结合中元古代岩浆作用,我们认为拉萨地体可能作为克拉通-EGB接触带在新元古代的北延,见证了东部冈瓦纳的聚合。综上所述,拉萨地体在寒武纪之前与印度大陆相连,在其早期演化中一直位于印度克拉通的北缘,并见证了哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆和冈瓦纳超大陆的裂解与聚合。

论文目录

• 作者简介
• 摘要
• abstract
• 第一章 前言
•   1.1 国内外研究现状及存在问题
•     1.1.1 国内外研究现状
•     1.1.2 存在问题
•   1.2 论文选题意义及依据
•   1.3 研究目标、内容及方法
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 研究方法
• 第二章 区域地质背景和野外工作
•   2.1 区域地质背景
•     2.1.1 拉萨地体地质概况
•     2.1.2 拉萨地体前寒武纪基底
•     2.1.3 研究区域地质概况
•   2.2 野外工作及岩相学特征
• 第三章 样品制备与分析技术
•   3.1 全岩主微量分析
•   3.2 U-Pb锆石定年
•   3.3 Lu-Hf同位素分析
• 第四章 分析结果
•   4.1 U-Pb锆石年代学
•   4.2 全岩主微量元素
•   4.3 锆石的Lu-Hf同位素组成
• 第五章 讨论
•   5.1 波密杂岩内前寒武纪岩浆作用和成因
•   5.2 拉萨地体与喜马拉雅地体的岩浆作用联系
•   5.3 拉萨地体中的泛非变质作用及古地理意义
•   5.4 拉萨地体的前寒武纪演化历史
• 第六章 主要结论
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈礼然

导师: 徐旺春

关键词: 前寒武纪,岩浆变质作用,构造演化,拉萨地体,西藏

来源: 中国地质大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 中国地质大学

基金: 国家自然科学基金重点项目《拉萨地块中南部俯冲印度陆壳再循环及其深部过程》

分类号: P597;P548

DOI: 10.27492/d.cnki.gzdzu.2019.000055

总页数: 70

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