新疆库鲁克塔格地区古生代中期基性侵入岩成因及其构造背景

论文摘要

目前关于南天山洋盆南侧的塔里木北缘在古生代期间是否存在活动大陆边缘这一问题还存在争议,这在一定程度上制约了人们对南天山造山带构造演化过程的准确认识。塔里木克拉通东北缘库鲁克塔格地区,构造位置十分关键,其受到多期次构造运动的叠加影响,使得该地区岩浆活动频繁,侵入岩分布广泛。但前人对该区古生代基性侵入岩关注较少,而基性岩浆作为地幔部分熔融的产物,可以更好地约束其形成的构造背景,且本身即是地壳生长的直接产物,这对于探索地幔化学性质和示踪岩石圈深部过程具有较大的意义。本文选取库鲁克塔格西段的基性侵入岩体（脉）为研究对象,在详细的野外工作基础上,对其进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究,以判断其成因,并结合区域已有地质资料,讨论其构造背景,以期对南天山造山带构造演化和塔里木北缘地壳生长提供新的证据和约束条件。主要取得以下认识:（1）库鲁克塔格西段的3处基性侵入岩体（脉）的年龄分别为433.4±1.6Ma（橄榄辉长岩脉）、411±5Ma（辉长岩脉）和410.3±5.7Ma（橄榄辉长岩体）,三者均为古生代中期幔源岩浆活动的产物。结合前人在区域上的研究成果,可揭示出塔里木北缘库鲁克塔格地区在古生代中期存在一期显著的岩浆活动。（2）橄榄辉长岩体（脉）具有相对较低的SiO2含量,相对较高的MgO含量及Mg#值（72.2779.01）,与橄榄辉长岩体（脉）相比,辉长岩体（脉）的SiO2含量明显升高,MgO含量及Mg#值（46.3462.44）明显降低;与此同时,随着SiO2含量的增加,岩体（脉）的其它主量元素与SiO2之间也呈现出明显的正负相关性。微量元素配分图解中,橄榄辉长岩体（脉）和辉长岩体（脉）均显示出富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（LILE）,亏损重稀土元素（HREE）和高场强元素（HFSE）的特征,Eu显示出由正异常到负异常的变化趋势;此外,橄榄辉长岩体和辉长岩体（脉）的一阶段Hf模式年龄也基本一致,以上特征可说明该基性侵入岩体（脉）可能为同源岩浆演化所形成。另外,橄榄辉长岩体和辉长岩脉具有变化范围较大的(87Sr/86Sr)i值（0.7036630.707838）以及介于正负之间的εNd（t）值（-2.99+4.98）,同时具有正的、变化范围较大的εHf（t）值（+3.1+12.5）,暗示出该基性侵入岩体（脉）岩浆来源于一个相对亏损的地幔源区。结合锆石Lu-Hf同位素,全岩主、微量元素及全岩Sr-Nd同位素特征,反映出该基性侵入岩体（脉）应源自于被俯冲板片流体改造过的亏损地幔楔部分熔融,由其形成的母岩浆在演化过程中遭受了低程度的陆壳混染,并经历了较弱的结晶分异作用。（3）古生代中期南天山洋经历了向南俯冲的阶段,塔里木北缘在库鲁克塔格段存在一条志留纪-泥盆纪期间的活动陆缘岩浆岩带,橄榄辉长岩体（脉）-辉长岩体（脉）亦属于这条岩浆岩带的组成部分,其同为活动大陆边缘岩浆活动的产物,并共同构成了库鲁克塔格地区古生代中期侵入岩组合,即橄榄辉长岩-辉长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合。结合区域上前人的研究成果,本文认为该套侵入岩组合的成因可解释为:南天山洋于古生代中期向塔里木克拉通俯冲的过程中,俯冲板片释放出的流体富集交代上覆亏损地幔楔,并发生部分熔融形成玄武质岩浆,富水的玄武质岩浆侵入到中-下地壳或底垫于下地壳底部并与其部分熔融形成的花岗质岩浆混合,形成壳幔混源岩浆,最终两组不同组分的岩浆经结晶分异不同上升侵位而成,造成这种壳幔混源岩浆的方式为幔源岩浆底侵下地壳,该方式反映出塔里木北缘库鲁克塔格地区在古生代中期存在显著的大陆地壳垂向生长,同时亦说明在该时期塔里木北缘库鲁克塔格地区具有活动大陆边缘的性质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 库鲁克塔格地区研究现状
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究技术路线
•   1.4 完成实物工作量
•   1.5 分析方法及仪器设备
•     1.5.1 锆石LA-ICP-MS U-Pb定年
•     1.5.2 锆石Lu-Hf同位素分析
•     1.5.3 全岩主、微量元素分析
•     1.5.4 全岩Sr-Nd同位素分析
• 第2章 区域地质背景
•   2.1 区域地层
•   2.2 区域岩浆岩
•   2.3 区域构造
• 第3章 岩体（脉）地质及岩相学特征
•   3.1 橄榄辉长岩脉地质及岩相学特征
•   3.2 辉长岩脉地质及岩相学特征
•   3.3 橄榄辉长岩体地质及岩相学特征
• 第4章 锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征
•   4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄
•     4.1.1 橄榄辉长岩脉锆石U-Pb年龄
•     4.1.2 辉长岩脉锆石U-Pb年龄
•     4.1.3 橄榄辉长岩体锆石U-Pb年龄
•     4.1.4 橄榄辉长岩体锆石微量元素组成
•   4.2 锆石Lu-Hf同位素特征
•     4.2.1 辉长岩脉锆石Lu-Hf同位素特征
•     4.2.2 橄榄辉长岩体锆石Lu-Hf同位素特征
• 第5章 岩石地球化学特征
•   5.1 主、微量元素地球化学特征
•     5.1.1 橄榄辉长岩脉主、微量元素地球化学特征
•     5.1.2 辉长岩脉主、微量元素地球化学特征
•     5.1.3 橄榄辉长岩体主、微量元素地球化学特征
•   5.2 Sr-Nd同位素特征
•     5.2.1 辉长岩脉Sr-Nd同位素特征
•     5.2.2 橄榄辉长岩体Sr-Nd同位素特征
• 第6章 库鲁克塔格地区古生代中期基性侵入岩成因及构造背景
•   6.1 岩浆演化及岩石成因
•   6.2 成岩构造背景分析及意义
• 第7章 结论
• 参考文献
• 在读期间发表论文清单
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 梁文博

导师: 郭瑞清

关键词: 锆石年代学,地球化学,基性侵入岩体脉,古生代中期,活动大陆边缘,库鲁克塔格,塔里木北缘

来源: 新疆大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学,地质学

单位: 新疆大学

基金: 郭瑞清老师主持的“塔里木北缘地壳深部物质组成与成矿”专题开展研究工作,该专题属于 NSFC-新疆联合基金重点支持项目“北疆及邻区深部新老地壳时空分布架构及其成矿制约”的工作内容(项目编号:U1403291)

分类号: P597;P588.12;P542

总页数: 61

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