辽西早白垩世四合屯火山岩地球化学研究

摘要

本文沿四合屯新开岭至化石观察站义县组标准剖面系统采集并分析了85件火山岩样品，结果表明该剖面火山岩仅底部为玄武岩，其余主要由高镁安山岩组成。通过对四合屯义县组安山岩详细的岩石学、地球化学研究，得出以下认识： 1.四合屯安山岩大部分是高镁(Mg＃＞50)的，Mg＃为38～69。 2.四合屯高镁安山岩具有埃达克岩的地球化学特征(SiO2=52.82～59.31wt％，Al2O3=14.15～16.35wt％，Sr=620～1323μg/g，Yb=1.03～1.88μg/g，Y=12～20μg/g，LaN/YbN=10～25，Sr/Y=32～88)，同时四合屯高镁安山岩具有轻重稀土明显分异，无Eu异常(Eu/Eu*=0.96～1.05)，高MgO、Ni和Cr含量等地球化学特征。在微量元素蛛网图上，表现出明显的Nb、Ta负异常和Pb、Sr正异常。初始Nd-Sr同位素组成为：143Nd/144Nd(130Ma)=0.5118～0.5119，εNd(130Ma)=-11.6～-13.8，87Sr/86Sr(130Ma)=0.7058～0.7064，与该区晚侏罗世兴隆沟组火山岩具有相似的地球化学特征，但具有较低的Nd同位素比值。 3.四合屯高镁安山岩中SiO2＞56％的部分样品，Sr和Sr/Y比值与SiO2呈负相关关系，表明四合屯安山岩的Sr含量以及Sr/Y比值明显受岩浆结晶分异影响，利用瑞利分离结晶模型对此进行模拟，确定主要是因为岩浆中斜长石的晶出，导致Sr含量的降低，从而使Sr/Y比值降低。因此对于火山岩Sr/Y比值的研究需要考虑结晶分异作用的影响。 4.对化石观测站处湖相沉积层中的薄层页岩分析表明，该页岩亦是高镁的(Mg＃=63)，Mg＃明显高于华北克拉通后太古宙平均页岩(Mg＃=38)。由于细粒泥质岩代表了源区的平均化学成分，因此这进一步证明四合屯义县组岩石整体是高镁的。 5.四合屯义县组安山岩具有与晚侏罗世兴隆沟组火山岩相似的矿物学和地球化学特征，表明具有相似的成因，它们代表了华北克拉通中生代加厚的榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉进入软流圈，随后榴辉岩部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果。但与兴隆沟组火山岩相比，四合屯安山岩岩浆源区中含有更多Nd同位素组成演化的古老陆壳物质。四合屯义县组的年龄为120-130Ma，这表明拆沉作用一直延续至早白垩世。

目录

文摘

英文文摘

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1前言

1.1 研究历史与现状

1.2 问题的提出与研究意义

1.3完成工作量

2地质概况和样品来源

2.1研究区地质背景

2.2样品来源

3分析方法

3.1 样品制备

3.2主量元素分析——XRF

3.2.1原理

3.2.2 样品制备

3.3微量元素分析——ICP-MS

3.3.1原理

3.3.2样品处理

3.4 XRF和ICP-MS微量元素结果对比

4地球化学特征

4.1 埃达克岩的地球化学特征

4.2 四合屯安山岩主量元素特征

4.3 四合屯安山岩微量元素特征

4.4 四合屯安山岩结晶分异模拟

4.4.1 瑞利分离结晶模型

4.4.2 四合屯安山岩分离结晶模拟

4.5 SHT-11(页岩)的地球化学特征

4.6本章小结

5四合屯安山岩Sr-Nd同位素特征

5.1 实验部分

5.1.1 样品制备

5.1.2 Rb-Sr、Sm-Nd的化学分离

5.1.3 仪器及分析条件

5.2 四合屯高镁安山岩的Sr-Nd同位素特征

6成因讨论

7结论

参考文献

致谢