鄂尔多斯地块西南部古元古代中-晚期构造岩浆作用

论文摘要

鄂尔多斯地块西南部主体位于陕西和甘肃两省,大地构造位置处于华北克拉通西南部、六盘山构造带南段,南隔新生代渭河地堑与秦岭-祁连造山带相望,北接贺兰、阴山构造带,位于稳定地块与活动造山带的交界部位,是认识、研究古老克拉通构造演化及显生宙以来造山带形成与演化的关键部位。在六盘山断裂带南段断续分布着一系列基性和酸性岩浆岩体,前人根据岩体的脉状形态认为岩体的形成过程受到中-新生代六盘山断裂带的控制,这些岩浆岩体应该属于中-新生代岩体。近年来陆续有一些研究成果已经开始质疑对这些岩体形成时代和形成机制的现有认识,在这种情况下论文以沿着六盘山断裂带分布,依次出露于宁夏泾源县石嘴子和陕西省陇县铁马河、白家沟等地三条剖面上的钾长花岗斑岩、辉绿岩为研究对象,以下白垩统六盘山群李洼峡组砂岩中的碎屑锆石为辅助,在详细的野外地质调查的基础之上,通过系统的岩石学、地球化学和地质年代学研究,试图确定这些岩浆岩体的形成时代和地球化学特征,探讨其形成机制,从岩浆作用的角度揭示岩浆岩体形成之时鄂尔多斯地块西南部的古构造格局和构造演化特征。论文的研究结果把这些岩浆岩体的形成时代确定中古元古代中-晚期,初步建立了鄂尔多斯地块西南部古元古代中-晚期岩浆活动的时空分布序列,分析了不同时期各个岩石单元的形成环境和大地构造背景特征,从而为探讨研究区及整个鄂尔多斯地块古元古代的构造演化提供了新的依据。论文主要得到了以下研究成果和认识:（1）根据详细的野外地质调查、同位素地质年代学测定结果和地震剖面分析,认为以岩块形态出露于研究区的酸性和基性岩浆岩体为形成于鄂尔多斯地块内部的古老的岩浆岩体,在这些岩体附近发育台地相的震旦系、寒武系和奥陶系地层。中-新生代六盘山断裂的斜向走滑作用使古老的岩浆岩体抬升并以岩块形态出露地表,六盘山断裂带控制了这些岩体的产出状态,但是并没有控制这些岩浆岩体的形成过程。（2）通过LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,分别确定了陇县铁马河剖面和白家沟剖面出露的钾长花岗岩和辉绿岩的形成时代,它们分别形成于古元古代中-晚期。铁马河剖面辉绿岩形成年龄为2018±16 Ma;铁马河剖面有环斑的钾长花岗岩形成年龄为1781±12 Ma,无环斑钾长花岗岩形成年龄为1814±12 Ma。白家沟剖面钾长花岗岩的形成年龄为1792±16 Ma,白家沟剖面辉绿岩的形成年龄为1804±21 Ma。（3）铁马河剖面的2.0 Ga辉绿岩是目前研究区揭露的最古老的岩浆岩,地球化学特征表明其形成于裂谷环境。辉绿岩的εNd（t）为正值,变化范围在5.144.33之间,Nd同位素一阶段模式年龄tDM1为2.062.15Ga,与锆石测年结果基本一致,表明辉绿岩的锆石测年结果是可信的。辉绿岩地球化学和Sr-Nd同位素显示,岩浆来自于未受地壳物质改造或轻微改造的软流圈地幔。通过对其形成时的温压条件分析,表明铁马河辉绿岩形成时研究区的岩石圈和地壳处于减薄状态,而且减薄程度相对较大,可能为成熟的大陆裂谷环境。与华北克拉通整体进行对比,反映华北克拉通在2.22.0 Ga期间存在广泛的裂解事件也影响到鄂尔多斯地块西南部地区,这意味着整个华北克拉通可能都普遍存在2.22.0 Ga期间的裂解事件。（4）1.8 Ga的钾长花岗岩属于高温A型花岗岩,辉绿岩可以分为低钛型和高钛型两种次级类型,它们共同反映一期强烈的伸展构造,为贺兰坳拉槽向南延伸到研究区提供了最直接的岩石学证据,这期裂解事件可能与全球范围内哥伦比亚超大陆的裂解有关。1.8 Ga钾长花岗岩具有A型花岗岩的地球化学特征,其形成温度大于880℃,属于高温条件下形成的A型花岗岩;锆石测点谐和度高,且都集中于1.8 Ga附近,未见更老的继承锆石,也无更新的锆石,表明花岗岩所测锆石为原生锆石。辉绿岩又分为高钛型（HT）和低钛型（LT）。HT型辉绿岩εNd（t）为正值,LT型辉绿岩和花岗质岩石的εNd（t）为负值,Nd同位素一阶段模式年龄大于锆石结晶年龄,表明该期岩浆活动既为一期重要的地壳增长事件,又存在原始古老地壳的改造。两类辉绿岩地球化学和Sr-Nd同位素显示,辉绿岩岩浆来自于受过地壳物质改造的富集型地幔。这期岩浆活动为贺兰坳拉槽的活动提供了最直接的证据,该裂解事件在华北克拉通其他区域都有相应的岩浆作用或变质作用表现,且这次裂解事件可能与全球范围内哥伦比亚超大陆的裂解有关。（5）2.0 Ga和1.8 Ga研究区虽然都处于裂谷环境,但根据主微量地球化学以及Sr-Nd同位素研究发现,2.0 Ga辉绿岩的地幔源区更亏损,而1.8 Ga辉绿岩的源区已经有富集组分的加入,表明这两期裂解事件为不同地质过程的两期事件。（6）中元古代以后研究区进入构造活动相对沉寂期,接受沉积。直至早古生代受到加里东期作用影响,研究区缺失志留系和石炭系沉积。晚古生代受秦岭造山带影响,在研究区南缘发育一些与造山带有关的岩浆岩,但主体仍然发育沉积岩。晚侏罗世开始,研究区快速隆升,研究区断裂构造开始发育,沉积上侏罗统芬芳河组巨砾砾岩,早白垩世研究区发育一系列幔源超钾质岩浆岩,这期岩浆作用可能与整个华北克拉通的岩石圈破坏有关。晚白垩世至新生代以来,研究区主要受青藏高原隆升的影响,形成以六盘山断裂带为主的一系列脆性构造变形。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 研究现状及存在问题
•     1.2.1 古/中元古代界线
•     1.2.2 华北克拉通
•     1.2.3 贺兰坳拉槽
•     1.2.4 鄂尔多斯地块
•     1.2.5 六盘山构造带
•   1.3 研究内容及方法
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究方法
•   1.4 完成工作量
•   1.5 创新点
• 第二章 区域地质概况
•   2.1 区域地层
•     2.1.1 蓟县系
•     2.1.2 震旦系
•     2.1.3 寒武系
•     2.1.4 奥陶系
•     2.1.5 二叠系
•     2.1.6 三叠系
•     2.1.7 侏罗系
•     2.1.8 白垩系
•     2.1.9 第四系
•   2.2 区域岩浆岩及基底变质岩
•     2.2.1 秦岭造山带和陇山构造带内部的岩浆岩
•     2.2.2 鄂尔多斯基底前寒武纪构造热事件
•     2.2.3 后期被卷入六盘山构造带中的元古宙岩浆岩体
•     2.2.4 鄂尔多斯盆地西南部早白垩世超钾质岩
•   2.3 区域构造
•     2.3.1 区域断层
•     2.3.2 断层控制基底岩石出露模式
•     2.3.3 区域褶皱
•   2.4 野外地质调查概述
•     2.4.1 宁夏泾源县石嘴子地区
•     2.4.2 陇县辛集川铁马河地区
•     2.4.3 陇县段家峡白家沟地区
•   2.5 小结
• 第三章 古元古代中期基性岩浆作用研究
•   3.1 铁马河剖面辉绿岩体地质及岩相学特征
•   3.2 辉绿岩主、微量元素地球化学及Sr-Nd同位素组成特征
•   3.3 辉绿岩锆石U-Pb年代研究
•   3.4 辉绿岩成因和构造背景探讨
•   3.5 小结
• 第四章 古元古代晚期岩浆作用研究
•   4.1 铁马河钾长花岗斑岩
•     4.1.1 岩体地质及岩相学特征
•     4.1.2 主、微量元素地球化学及Sr-Nd同位素组成特征
•     4.1.3 锆石U-Pb年代研究
•     4.1.4 岩石成因及源区特征
•   4.2 白家沟钾长花岗斑岩
•     4.2.1 岩体地质及岩相学特征
•     4.2.2 主量和微量元素地球化学特征
•     4.2.3 锆石U-Pb年代研究
•     4.2.4 岩石成因及构造背景
•   4.3 白家沟辉绿岩
•     4.3.1 岩体地质及岩相学特征
•     4.3.2 主量和微量元素地球化学及Sr-Nd同位素特征
•     4.3.3 锆石U-Pb年代研究
•     4.3.4 岩石成因及构造背景
•   4.4 泾源县石嘴子花岗斑岩
•     4.4.1 岩体地质及岩相学特征
•     4.4.2 主、微量元素地球化学特征
•     4.4.3 锆石U-Pb年代研究
•     4.4.4 岩石成因及构造背景
•   4.5 小结
• 第五章 鄂尔多斯地块古元古代中-晚期构造热事件序列及其构造意义
•   5.1 下白垩统长石石英砂岩碎屑锆石研究
•     5.1.1 长石石英砂岩岩相学特征
•     5.1.2 碎屑锆石U-Pb年代研究
•   5.2 2.5Ga岩浆作用
• 2.0 Ga岩浆作用'>  5.3 2.2².0 Ga岩浆作用
• 1.85 Ga变质作用'>  5.4 1.95¹.85 Ga变质作用
•   5.5 1.8Ga岩浆作用
•   5.6 小结
• 第六章 主要结论及存在问题
•   6.1 主要结论
•   6.2 存在问题
• 参考文献
• 攻读博士学位期间取得的科研成果
• 参加科研项目
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 徐欢

导师: 罗金海

关键词: 鄂尔多斯地块,古元古代中晚期,岩浆作用,大陆裂谷,构造演化

来源: 西北大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学,地质学

单位: 西北大学

分类号: P542;P534.3;P588.1

总页数: 160

文件大小: 10996K

下载量: 203