北淮阳带大理岩及相伴生的斜长角闪岩的岩石地球化学和年代学

论文摘要

北淮阳带位于大别碰撞造山带北部,相对于南部三叠纪超高压变质带来说,通常被认为是一个相对低级变质的构造岩石单位。以商（城）一麻（城）为界,分为西段和东段。其中,东段未发现与西段相对应的古生代大洋俯冲记录,也缺乏相关的古生代岩浆作用和变质作用方面报道。因而严重地阻碍了对大别造山带形成和演化的深刻理解和准确认识。北淮阳带东段岩石类型丰富,主要包括三类（套）岩石:（1）变质岩,如变质花岗岩（花岗片麻岩）、（石榴）斜长角闪岩、大理岩、云母石英片岩和变质复理石等;（2）岩浆岩,主要为中生代花岗岩、正长岩和火山岩等;（3）盆地沉积岩,主要为中新生代沉积及少量石炭纪沉积。然而,该区一直未发现古生代变质作用的岩石学记录。为此,本论文对北淮阳带金寨县铁冲及商城县歪庙一带大理岩及相伴生的斜长角闪岩开展了系统的野外地质调查以及岩石学、元素-同位素地球化学和错石年代学等方面研究。岩相学观察和锆石U-Pb年代学研究表明,铁冲斜长角闪岩及大理岩经历了多阶段变质演化,包括355 Ma峰期变质作用以及～330和～310 Ma的退变质作用;斜长角闪岩具有石榴子石+斜长石+单斜辉石+切尔马克闪石+石英、低硅角闪石+斜长石+石榴子石+榍石+钛铁矿、普通角闪石+斜长石+榍石+钛铁矿及绿泥石+阳起石等4个变质阶段矿物组合。其中,前三个变质阶段温压范围依次为648～719℃/1.0～1.2GPa、660～690℃/0.71～0.90GPa、607～646 ℃/0.28～0.50GPa。歪庙斜长角闪岩及大理岩也经历了多阶段变质演化,包括～420 Ma峰期变质作用和～330 Ma的退变质作用;斜长角闪岩具有单斜辉石+斜长石+石英±角闪石、高铝角闪石+斜长石+石英+榍石+磷灰石、角闪石+斜长石+榍石+钛铁矿、阳起石+方解石+磁铁矿等4个变质阶段矿物组合。它们均显示近等温减压的顺时针变质P-T轨迹。首次证明北淮阳带东段存在高压变质作用以及石榴斜长角闪岩形成于晚古生代俯冲-碰撞环境。全岩的主微量元素和Sr-Nd-Pb同位素分析结果表明,（石榴）斜长角闪岩的原岩主要为亚碱性玄武岩。它们具有岛弧型的微量元素分布特征,即富集K、Sr、Ba、Rb、Th等元素,而高场强元素Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等相对亏损;富集的Sr-Nd-Pb同位素组成,即高的初始87Sr/86Sr 比值（0.706208-0.708142）,正的εNd值,207Pb/204Pb值随着206Pb/204Pb升高而升高,而208Pb/204Pb值随着206Pbp/204Pb值升高几乎无变化。这些元素和同位素特征表明,铁冲与歪庙斜长角闪岩的原岩主要为亚碱性玄武岩,形成于与古生代大洋俯冲相关的岛弧或弧后环境中,变质过程中有熔流体的加入,并造成某些元素和同位素发生明显的变化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 北淮阳构造带岩石组成、构造归属以及缝合带位置
•     1.1.2 秦岭-桐柏-红安-大别古生代变质构造带的研究现状
•   1.2 研究内容及意义
•   1.3 工作量小结
• 第二章 区域地质背景
•   2.1 大别山造山带简介
•   2.2 北淮阳带简介
• 第三章 分析方法
•   3.1 全岩主、微量元素分析
•   3.2 全岩Sr-Nd-Pb同位素分析
•   3.3 锆石SHRIMP U-Pb定年
•   3.4 矿物电子探针分析
• 第四章 样品描述和岩石学
•   4.1 岩相学特征
•     4.1.1 铁冲石榴斜长角闪岩
•     4.1.2 歪庙斜长角闪岩
•     4.1.3 铁冲大理岩
•     4.1.4 歪庙大理岩
•   4.2 矿物化学
•     4.2.1 铁冲石榴斜长角闪岩矿物化学
•     4.2.2 歪庙斜长角闪岩矿物化学
•   4.3 变质阶段划分及温压条件计算
•     4.3.1 铁冲石榴斜长角闪岩
•     4.3.2 歪庙斜长角闪岩
• 第五章 元素和同位素地球化学
•   5.1 主量元素
•   5.2 微量元素
•     5.2.1 铁冲样品稀土元素
•     5.2.2 铁冲样品大离子亲石元素
•     5.2.3 歪庙样品稀土元素
•     5.2.4 歪庙样品大离子亲石元素
•   5.3 全岩Sr-Nd-Pb同位素分析
•   5.4 小结
• 第六章 锆石年代学
•   6.1 分析结果
•     6.1.1 铁冲斜长角闪岩（1705TC9）
•     6.1.2 铁冲大理岩（1705TC5）
•     6.1.3 歪庙斜长角闪岩（1709SC7）
•     6.1.4 歪庙大理岩（1709SC8）
•   6.2 小结
• 第七章 古生代变质作用及其大地构造意义
•   7.1 变质P-T-t轨迹
•     7.1.1 铁冲斜长角闪岩
•     7.1.2 歪庙斜长角闪岩
•   7.2 大地构造意义
•     7.2.1 北淮阳带古生代变质作用
•     7.2.2 构造演化模型
• 第八章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王辉

导师: 刘贻灿

关键词: 斜长角闪岩,大理岩,北淮阳带,大洋俯冲,定年,石炭纪高压变质作用

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学,地质学

单位: 中国科学技术大学

基金: 国家973项目(2015CB856104),国家自然科学基金项目(41773020)

分类号: P588.1;P597.3

总页数: 86

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