论文部分内容阅读
本论文选取华北克拉通南缘熊耳山和伏牛山地区晚中生代中酸性侵入岩体（五仗山、花山、蒿坪、斑竹寺、伏牛山）为研究对象,通过系统的野外地质调查、岩石学、岩相学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学和全岩Sr-Nd-Pb同位素以及单矿物磷灰石Nd同位素和锆石Hf-O同位素分析研究,厘定了研究区晚中生代中酸性侵入岩的年代学格架,探讨了研究区晚中生代中酸性侵入岩的源区性质和岩石成因,结合区域已发表的数据资料,揭示了华北克拉通南缘晚中生代大陆地壳结构的变化及其研究区构造演化历史。取得的主要成果如下。1.厘定了熊耳山和伏牛山地区晚中生代中酸性侵入岩的年代学格架华北克拉通南缘熊耳山和伏牛山地区晚中生代中酸性侵入岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测试结果表明,熊耳山地区花岗岩主要分为两期:晚侏罗世-早白垩世早期（157～130 Ma）和早白垩世晚期（～124 Ma）;而伏牛山地区中性侵入岩主要形成于早白垩世早期（144～135 Ma）;伏牛山地区花岗岩则主要形成于早白垩世早期（～144Ma）和早白垩世晚期（130～116 Ma）。结合区域研究成果表明,华北克拉通南缘晚中生代中酸性侵入岩主要形成于两期,晚侏罗世-早白垩世早期（160～130 Ma）和早白垩世晚期（130～110 Ma）。2.探讨了熊耳山地区晚中生代花岗岩的源区性质和岩石成因熊耳山地区晚侏罗世-早白垩世早期花岗岩主要由二长花岗岩和花岗斑岩组成,具高的Si O2含量和低的Mg O含量,富集轻稀土元素（LREEs）和大离子亲石元素（LILEs）,亏损重稀土元素（HREEs）和高场强元素（HFSEs）。具高的Sr含量和Sr/Y比值,低的Y和Yb含量,显示埃达克质岩石的属性。结合样品相对高的初始206Pb/204Pb比值和低的δ18O值,表明它们的原始岩浆起源于深俯冲扬子大陆地壳物质的再造,且存在少量华北克拉通基底物质的部分熔融。早白垩世晚期花岗岩则主要由二长花岗岩组成,具相对低的Si O2和Mg O含量,富集LREEs、LILEs,亏损HREEs、HFSEs,具明显的Eu、P和Ti负异常。样品具有相对低的初始87Sr/86Sr比值和锆石δ18O值,相对高的全岩和磷灰石εNd（t）值、锆石εHf（t）值和初始Pb同位素组成,暗示它们起源于受地幔物质混染的扬子克拉通基底物质的部分熔融。3.阐明了伏牛山地区晚中生代中酸性侵入岩的源区性质和岩石成因伏牛山中性侵入岩由石英闪长岩和石英二长岩组成,它们具高的SiO2含量和低的TFeO和MgO含量,结合相对高的初始87Sr/86Sr比值、初始Pb同位素组成,以及相对低的全岩和磷灰石εNd（t）值、锆石εHf（t）值和锆石δ18O值,暗示它们的原始岩浆起源于俯冲扬子克拉通基底物质的再造。伏牛山早白垩世早期花岗岩主要包括正长花岗岩和二长花岗岩,它们具高的SiO2和低的MgO含量,结合高的Sr含量和Sr/Y比值以及低的Y和Yb含量,无明显的Eu负异常特征,暗示它们属于埃达克质I型花岗岩。岩石中新元古代（851～734Ma）继承锆石的出现、高的初始Pb同位素组成以及低的δ18O值表明,早白垩世早期花岗岩起源于俯冲扬子大陆地壳物质的再造。伏牛山早白垩世晚期花岗岩包括早白垩世晚期花岗岩（130～116 Ma）和早白垩世晚期高分异花岗岩（126～125 Ma）。前者具有相对高的SiO2含量、相对低的Mg O、Sr含量和Sr/Y比值,具明显的Eu负异常,结合新元古代和古元古代继承锆石的存在、相对高的初始Pb同位素组成以及低的δ18O值表明,它们的源区既有扬子克拉通基底物质,也有华北克拉通基底物质的再造;后者显示较高的SiO2含量、低的Zr/Hf比值和明显的Eu负异常,结合相对较高的全岩和磷灰石εNd（t）值、锆石εHf（t）值以及初始Pb同位素组成与相对较低的δ18O值表明,早白垩世晚期高分异花岗岩应起源于受地幔物质混染的扬子克拉通大陆地壳物质的部分熔融。4.揭示了华北克拉通南缘晚中生代大陆地壳结构的变化及其构造演化历史华北克拉通南缘晚侏罗世-早白垩世早期（160～130 Ma）中酸性侵入岩整体具埃达克质岩石的属性,起源于加厚大陆地壳的再造,而早白垩世晚期（130～110 Ma）中酸性侵入岩整体不具有埃达克质岩石的属性,主要起源于存在幔源物质涉入的正常厚度大陆地壳的部分熔融。华北克拉通南缘大陆地壳的结构在～130 Ma发生了明显的转变,由加厚的地壳变化为正常厚度的地壳。华北克拉通南缘晚中生代大陆地壳中扬子克拉通陆壳物质的存在表明,中晚三叠世,扬子克拉通北向冲于华北克拉通之下,同时也造成了华北克拉通南缘大陆地壳的加厚;晚侏罗世-早白垩世早期,古太平洋板块西向俯冲于华北克拉通之下,导致俯冲的扬子板片物质和/或加厚的华北克拉通基底物质发生部分熔融,形成晚侏罗世-早白垩世早期埃达克质中酸性侵入岩;早白垩世晚期,古太平洋板块的回转和俯冲角度的增加,导致已发生结构变化的正常厚度陆壳发生再造,形成早白垩世晚期中酸性侵入岩。