大别—苏鲁造山带浅变质岩石稳定同位素地球化学研究

摘要

对大别-苏鲁造山带浅变质岩石进行了C、O和Sr同位素研究,并结合前人对超高压岩石的同位素研究成果进行了讨论,其结果对扬子板块俯冲的化学地球动力学提供了制约.所研究的大理岩包括了大别地区北淮阳、苏家河、桐柏、宿松和苏鲁地区张八岭、五莲和坪上等地的浅变质大理岩和高压大理岩.碳酸盐碳氧同位素分析发现,除了张八岭大理岩δ<'13>C值出现明显正异常(1‰~8‰)外,其它地区大理岩的δ<'13>C值均处于0±2‰(PDB)范围之内.所有地区大理岩的δ<'18>O值都有不同程度的降低,最低的δ<'18>O值达到4.5‰(SMOW).与前人对大别-苏鲁超高压大理岩碳氧同位素研究结果相对比,发现大理岩δ<'13>C值分布与岩石是否经过超高压没有联系,而主要反映了其原岩沉积的时代和环境,并且其特征可以与发生在新元古代的冰川事件相关联.区域性的δ<'18>O值降低则说明,大部分岩石都经过了流体交换,并且流体的主要成分是水,含碳很少或者不含碳,因此流体的来源是大气降水,可能与新元古代冰川溶融有关.从分析过碳氧同位素组成的大理岩样品中挑选出较纯的样品共32件进行了锶同位素比值分析,选择出保留原始同位素特征程度最高的四个样品进行盲区定年(Blind Dating),结果得到,分别来自港河、张八岭、五莲、双河的四个样品基本给出了约600Ma的原岩沉积年代,与Marinoan冰斯的时代紧密相关.另外分析数据也表现出冰川作用对沉积灰岩碳同位素组成的影响.此外,大别-苏鲁造山带大理岩样品普遍具有较高的<'87>Sr/<'86>Sr比值,除去他们可能受到了后期成岩作用、水岩交换及变质作用的改变,也有可能是因为他们沉积时处于陆缘盆地的封闭沉积环境,并受到了冰期前后陆壳风化加剧的联合作用.对大别山双河地区榴辉岩和两种片麻岩、北淮阳的变火成岩和变沉积岩、港河地区变质程度校浅的火成岩以及张八岭地区的细碧岩+片岩+闪长岩组合中微量碳酸盐进行了碳氧同位素分析.通过对其δ<'18>O和δ<'13>C值、δ<'13>C值与微量碳含量之间关系等的分析,发现浅变质地区的样品普遍没有表现出碳含量与δ<'13>C值之间的相关性,因此可能分别记录了其原始火成/沉积来源的碳含量特点和碳同位素组成特征.而超高压的双河地区表现出明显的原始低碳含量δ<'13>C值与后期高碳含量高δ<'13>C值之间两种来源碳混合的特征,原始的低δ<'13>C值表明其原岩可能曾出露地表或近地表并接受了地表有机物的贡献,后期的高δ<'13>C值则表明其可能在板块折返过程中接受了邻近地区大理岩中析出的流体的迭加变质作用.对最近发现的超高压腹地出露的港河浅变质岩石进行了单矿物氧同位素分析,并对港河桥头

目录

摘要

Abstract

前言

第一章构造地质背景和年代学框架

第二章同位素分析方法

第三章大理岩碳氧同位素地球化学

1地质背景和样品采集

2同位素分析

3讨论

3.1碳氧同位素数据特点

3.2碳同位素异常

3.3氧同位素分布

4小结

第四章大理岩碳-锶同位素年代学

1地质背景和样品采集

2分析结果及其原始信息保留程度的评价

3联合定年

4讨论

5小结

第五章硅酸盐岩中微量碳酸盐碳氧同位素地球化学

1样品采集

2双河榴辉岩和片麻岩

3港河浅变质岩石

4北淮阳浅变质火成岩和浅变质沉积岩

5张八微量碳酸盐

7讨论

8小结

第六章港河地区浅变质岩氧同位素地球化学

1样品采集

2港河桥头榴辉岩脉剖面研究

2港河其他浅变质、高压、超高压岩石的氧同位素分析

3讨论

第七章结论

参考文献

致谢

硕士研究生期间论文发表情况