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

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(TiO2平均4.55％)，显示了高钛玄武岩的特征(TiO2>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( TiO2>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。

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英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题依据

1.2研究现状

1.2.1岩墙群的相关理论与研究现状

1.2.2研究区的研究现状及存在的问题

1.3研究目的和研究内容

1.4研究思路和工作方法

1.5主要完成工作量

第二章 区域地质概况

2.1北大巴山逆冲推覆构造带

2.1.1紫阳—平利逆冲推覆构造带

2.1.2高滩—兵房街逆冲推覆构造带

2.1.3北大巴山构造反转作用

2.1.4熨斗—观音断裂

2.1.5红椿坝断裂

2.2区域地层序列及岩相古地理

2.2.1北大巴山地层分区新元古界

2.2.2北大巴山地层分区寒武系—志留系

第三章基性岩墙群和正长斑岩脉的岩石学特征

3.1野外分布及产出特征

3.2岩石学特征

第四章基性岩墙群和正长斑岩脉的岩石地球化学特征

4.1样品的采集及其测试分析方法

4.2基性岩墙群地球化学特征

4.2.1主量元素地球化学特征

4.2.2稀土元素地球化学特征

4.2.3微量元素地球化学特征

4.3正长斑岩脉地球化学特征

4.3.1主量元素地球化学特征

4.3.2稀土元素地球化学特征

4.3.3微量元素地球化学特征

4.4讨论

4.4.1岩浆演化特征

4.4.2构造环境及岩石成因的探讨

4.5小结

第五章基性岩墙群和正长斑岩脉形成时代讨论

5.1分析方法及测试结果

5.1.1分析方法

5.1.2测试结果

5.2基性岩墙群和正长斑岩脉形成时代讨论

第六章基性岩墙群和正长斑岩脉的地质意义

结论

参考文献

致 谢