陕南镇巴东部地区基性岩墙群和正长斑岩脉的岩石地球化学特征及其构造意义

题名:陕南镇巴东部地区基性岩墙群和正长斑岩脉的岩石地球化学特征及其构造意义
作者:李夫杰
学位授予单位:长安大学
关键词:基性岩墙群;;正长斑岩脉;;裂谷作用;;地幔热柱;;早古生代;;北大巴山
摘要:
 在南秦岭北大巴山构造带中的镇巴东部地区早古生代地层中出露大量NW-SE向展布的基性岩墙群,同时还出露有少量正长斑岩脉呈近似方向展布。经同位素定年及野外研究表明,此次岩浆活动发生在早古生代晚期晚奥陶世—早志留rare earth magnets世,属加里东中晚期构造岩浆活动事件的记录。其中基性岩以辉长辉绿岩为主,局部有少量辉绿岩脉,它们与该区正长斑岩脉一同构成一套具典型碱性双峰式岩浆岩特征的岩石组合,表明了该区在早古生代晚期发生了一次陆壳伸展拉张事件。两大岩类均相对富集轻稀土,轻重稀土分馏强烈,总体显示了较为一致的右倾谱型,且微量元素的原始地幔标准化蛛网图显示各岩石样品相对富集LILE,并明显富集不相容元素Ba、Nb、Ta等,与OIB特征相符。岩墙的Mg~#值均较低,明显低于原始岩浆Mg~#值,说明区内岩墙应该是原始岩浆经历较高程度演化后的产物。Eu在基性岩类中显示为正异常,而在正长斑岩中显示为负异常,指示在基性岩形成前,岩浆并未发生以斜长石为主要结晶相的分离结晶作用,在基性岩向正长岩演化的过程中才发生了斜长石的分离结晶作用,此过程中,同时发生了以富Ti、P的磷灰石和含钛磁铁矿为主要晶出相的rare earth magnets结晶分异作用,最后形成贫P、Ti和明显亏损Sr的正长斑岩。结合这些特征再根据研究区明显缺失大陆拉斑玄武岩而只出现碱性基性岩的特征推断,本区岩墙应该形成于大陆裂谷早期演化阶段。此外,研究区所有基性岩类都高Ti(TiO_2平均4.55%),显示了高钛玄武岩的特征(TiO_2＞4%),且Ti/Y比值非常高(在423.1～2771.5之间,平均1235.35),与地幔柱岩浆活动所形成的峨眉山高Ti(TiO_2＞4%,Ti/Y＞500)玄武岩特征相似。两类岩石的Ta/Hf值在0.27～0.90之间,Th/Ta值在0.68～1.59之间,与地幔柱成因的玄武岩系的特征(Ta/Hf＞0.3,Th/Ta＜1.6)相符,表明了它们的形成为地幔热柱岩浆活动所控制。
 通过本论文的研究,揭示了早古生代晚期,扬子板块北缘南秦岭区发生一次重要的地幔热柱岩浆活动,也正是因为这次深部地幔热柱岩浆活动的存在才引发了该区大范围的拉张裂解。此次地幔热柱活动应该是早古生代期间rare earth magnets整个南秦岭地区构造演化的主要深部驱动力来源,可能对晚古生代时期勉略洋盆的打开产生着重要的影响。
学位年度:2009