峨眉山大火成岩省内带地壳物质岩浆响应及演化过程

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:addnh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
峨眉山大火成岩省(ELIP)内带出露的中酸性岩浆有效记录了地幔柱高温背景下地壳的增生和重熔过程,了解其岩浆源区性质对于揭示扬子板块西缘不同深度地壳物质响应和成分变化具有重要意义。峨眉山大火成岩内带的中酸性侵入岩集中出露于攀西(攀枝花-西昌)地区,岩浆活动时限超过6 Ma。通过对攀西地区中酸性侵入岩的总结和梳理,结合岩浆源区特征和演化规律,本文发现中酸性岩浆作用大致可以分为~262 Ma,~259 Ma和~255 Ma三个阶段。具体的成果和认识如下:(1)~262 Ma时峨眉山大火成岩内已有小规模的玄武质岩浆喷发,说明地幔柱热量已经开始向岩石圈传递。此阶段形成的中酸性岩浆以联合村角闪正长岩及其暗色包体为典型代表,二者的锆石U-Pb年龄分别为262±0.8 Ma和261±0.8 Ma,表明其为峨眉山大火成岩省早期的岩浆产物。联合村暗色包体主要造岩矿物包括碱性长石、斜长石、单斜辉石和角闪石。暗色包体具有中等的Si O2含量(59.79~60.48 wt.%)和较高的Mg#值(48.2~51.1),富集LILEs,Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素无明显负异常,结合其负的锆石εHf(t)(-5.2~-1.4)和全岩εNd(t)值(-5.0~-7.3),表明它们来源于受交代的富集岩石圈地幔的部分熔融作用。暗色包体具有较高的K2O含量(6.38~6.94 wt.%)和K2O/Na2O比值(1.83~2.00),结合其较高的Rb/Ba比值,表明源区主要存在的富LILEs矿物相为金云母。暗色包体的锆石氧逸度为?FMQ-1.0,通过P-Melts软件计算得出其液相线温度达到1370℃。可以看出,此时扬子克拉通的岩石圈物质已经开始受到地幔柱高温背景的影响。角闪正长岩主要由碱性长石、斜长石、角闪石和黑云母组成;角闪石颗粒具有较高的Fe O和Al2O3含量,成分上属于铁浅闪石,与幔源岩浆中富镁的闪石有明显不同。角闪正长岩具有中等程度的Si O2(60.24~64.75 wt.%)含量,富集Th、U、Ra、Ba等元素,亏损Nb、Ta元素,并且角闪正长岩具有与下地壳相似的Th/U和Zr/Hf比值,显示出壳源属性。岩石亏损中稀土元素,表明源区有角闪石相残留。岩石具有变化的锆石εHf(t)值(-3.7~+2.0),然而考虑到岩石较低的Mg#值(5.24~18.8)以及Cr(3.79~6.74 ppm)和Ni(1.72~4.42 ppm)含量,表明不均一的εHf(t)值并非是壳幔岩浆混合的结果,而是由于源区不平衡的熔融过程造成的。我们认为高温的暗色包体岩浆在上侵过程造成了扬子西缘古老的下地壳物质的部分熔融,形成了联合村角闪正长岩;角闪石颗粒结晶的温压计算结果表明角闪正长岩岩浆最终侵位于721~759℃和2.91~4.43 kbar。两套岩浆在侵位过程中发生机械混合,并最终形成含有暗色包体的角闪正长岩的联合村岩体。通过对攀西地区早期中酸性岩浆活动的总结,本文发现~262 Ma时峨眉山地幔柱的热量已经开始对扬子西缘的岩石圈-地壳的热状态造成影响,早期的中酸性岩浆多表现出变化的同位素特征,暗示此时源区的成分并不均一,多组分物质参与岩浆活动。(2)~259 Ma是峨眉山大火成岩省岩浆活动最剧烈的时期,地幔柱的强烈冲击和热侵蚀作用导致岩石圈的抬升和厚度的减薄,大量高温地幔柱岩浆底侵至扬子西缘的地壳底部,造成扬子西缘地壳增厚的同时,导致了新生地壳物质的重熔,形成了含有特殊高温矿物的正长岩体,如白马铁橄榄石正长岩和黄草辉石正长岩。白马铁橄榄石正长岩的形成年龄为259±1.0 Ma,由铁橄榄石,辉石和条纹长石组成,含有少许钛铁氧化物。橄榄石和辉石具有较高的铁含量,明显不同于峨眉山苦橄岩和玄武岩中橄榄石和辉石富镁的特征。白马铁橄榄石正长岩具有中等程度的Si O2(60.14~63.58wt.%)以及较高的Fe2O3T(4.28~8.52 wt.%)和碱含量(Na2O+K2O=10.91~12.75wt.%);锆石εHf(t)值为+1.5~+12.9,表明其来自新生地壳源区。样品富集的轻稀土元素,亏损Th、U、Zr、Hf元素,表现出Eu的正异常,这些特征与峨眉山大火成岩省中白马层状侵入体底部的辉长岩堆积单元表现出一致的特征。此外,同位素证据也表明了两者具有明显的亲缘性。白马地区含铁橄榄石的正长岩起源于层状侵入体下部的富铁堆晶端元的重熔,熔融温度超过1100℃,氧逸度状态为?FMQ+1.0。黄草辉石正长岩形成年龄为259±1.0 Ma,主要由碱性长石、辉石和角闪石组成。辉石正长岩的锆石εHf(t)值为+3.3~+14.0,单阶段模式年龄(TDM1)为327~775 Ma,接近于锆石结晶年龄。岩体表现出较低的Mg O(0.80~1.06 wt.%)含量和Mg#值(32.8~35.3),亏损中稀土和重稀土元素,表现出较高的Sr含量和Sr/Y比值,表明其源区有角闪石和石榴子石残留,此时的地壳厚度或已超过50 km。通过熔融模型计算,黄草辉石正长岩是由加厚的新生地壳经过高程度(30~40%)部分熔融形成的,其液相线温度约为1250℃,氧逸度状态为?FMQ+2.8。此外,高温正长岩岩浆在上侵过程中还进一步造成浅部地壳的熔融,形成了小规模的白马A型花岗岩,形成年龄为258±1.0 Ma。花岗岩表现出高硅(Si O2=72.10~72.98 wt.%),高碱(Na2O+K2O=8.3~9.1 wt.%)的特点,结合其负的锆石εHf(t)值(-8.1~-0.6)和古老的两阶段模式年龄(1.30~1.77 Ga),本文认为白马花岗岩源于低压条件下浅部地壳物质的部分熔融。这也说明了在~259 Ma时热量已经开始向浅部的地壳物质转移,造成了不同层位的地壳熔融事件。整体上,此阶段地壳熔融所形成的中酸性岩浆具有高温、贫水和较高的氧逸度(?FMQ>+1)的特点。(3)峨眉山大火成岩省峰期过后,岩浆活动仍然在持续,此阶段的岩浆类型以花岗质岩浆为主,其中典型代表为三戈庄花岗岩和新发湾S型花岗岩,两者的锆石定年结果分别为256±1.0 Ma和254±1.0 Ma,表明峨眉山大火成岩省的岩浆活动至少持续到~254 Ma。三戈庄花岗岩和新发湾花岗岩都具有高硅(Si O2=72.10~72.98wt.%),高铝(Al2O3=13.34~14.18 wt.%)的特征,铝饱和指数A/CNK为1.03~1.13,同时具有负的锆石εHf(t)值(-10.1~-0.30),表明两套岩体均起源于浅部成熟大陆地壳变杂砂岩的部分熔融作用,其液相线温度分别为991℃和973℃,结晶温度均为~700℃。值得注意的是,不同于~259 Ma峰期A型花岗岩的特征,攀西地区晚期的花岗质岩体多以I型和S型为主,暗示峨眉山地幔柱的热量已经衰退,峨眉山大火成岩省的侵入岩浆活动已经接近尾期。(4)综合已有研究,可以发现伴随着不同阶段地幔柱活动热量的增长与衰减,攀西地区中酸性岩浆源区深度整体上在不断变浅(富集岩石圈地幔,基性下地壳,新生下地壳,浅部成熟大陆地壳)。基于热传导软件模拟,我们发现幔源岩浆的底侵作用对峨眉山大火成岩省内带基性下地壳的热状态造成了巨大的影响,传导的热量足够引发下地壳物质的部分熔融。然而对于浅部的地壳物质,地幔柱岩浆热传导作用的贡献显得十分薄弱,在5 Ma内单纯由地幔柱岩浆所提供的热量不足以传导至中上地壳引发部分熔融作用。浅部地壳熔融所形成的花岗质熔体多与高温岩浆的内侵作用有关,因此晚期的花岗质岩体普遍规模较小。此外,地幔柱剧烈的岩浆作用显著改变了峨眉山大火成岩省内带地壳成分,这一改造过程在~259 Ma时期最为明显,除了造成内带地壳整体Si O2含量的降低,也显著造成地壳物质高场强元素(如Nb,Ta)含量和氧逸度状态的升高,甚至在攀西地区出现富Nb-Ta的正长岩脉体。
其他文献
碰撞造山带中的变表壳岩(如变泥质岩)通常经历了造山带形成和演化的整个过程,包括大洋闭合后的大陆岩石圈俯冲、碰撞以及板片断离后的陆壳抬升折返和造山带垮塌的动力学过程。变表壳岩在俯冲埋深以及后期的抬升折返过程所经历的温度、压力和时代的信息,可以被很好的记录于它们的变质P–T–t演化轨迹中。因此,开展造山带中变表壳的变质P–T–t演化轨迹的研究对于理解造山带形成和演化具有重要意义。华北克拉通孔兹岩带是一
学位
固阳地区位于华北克拉通西部的阴山地块,区内广泛发育新太古代长英质岩浆岩,记录了大陆地壳的早期演化历史。本文选择固阳地区新太古代TTG岩石(花岗闪长岩和奥长花岗岩)、钾质花岗岩、赞歧岩及闪长质岩为研究对象,系统采集了野外样品,开展了详细的岩石学、全岩地球化学(包括全岩主微量元素及全岩Sr-Nd-Mo同位素)、锆石U-Pb年代学等研究工作,制约了固阳地区新太古代的构造演化过程,并探讨了板块构造运动开始
学位
古元古代早期是地质历史上一段特殊的时期,也称为―静寂期‖,在此期间全球只有零星的岩浆记录并伴有重大环境的巨变。传统观点认为这可能与全球性的板块构造运动的停滞有关,俯冲的停滞导致火山作用及大陆地壳生长的暂停。然而近年来的研究发现2.45-2.20 Ga期间全球构造-岩浆作用并不完全―平静‖,在局部地区表现为板块边缘的汇聚作用和新生地壳产生,形成了一定数量的增生造山带。华北克拉通中部带,是全球广泛分布
学位
变质岩石的P-T-t轨迹记录了洋/陆壳俯冲-折返的完整过程,是了解造山带形成演化的重要依据。变质岩石的原岩属性的和形成时代也为造山带形成前的构造环境提供了关键约束。阿尔金造山带位于青藏高原北缘,夹持于塔里木克拉通、柴达木地块、敦煌造山带、东昆仑和祁连等几大地质体之间,是中国西部主要大地构造单元的衔接地带。近年来,随着南阿尔金变质作用及其相关研究的不断深入,在江尕勒萨依、英格利萨依、淡水泉和木纳布拉
学位
鄂尔多斯盆地蕴含着丰富的油气资源,其中侏罗系油藏埋深较浅、储层物性好、单井产量高、储层改造工艺简单、建产周期短,具有较为可观的开发效益。目前,针对该盆地侏罗系沉积演化、成藏富集等地质规律,通过科研攻关和生产实践已取得了较为深刻的认识。但是,由大量实际生产资料证实,低阻油层在该盆地侏罗系砂岩储层中普遍存在,低电阻率、低测井对比度的电性特征导致其在测井解释的过程中容易被忽略,严重制约了油田勘探、开发工
学位
在辽金王朝的政治、经济和文化生活中,儿童群体虽不具有世家大族等群体的重要地位和影响,但他们却是影响社会政治、经济和文化发展的预备力量。通过对辽金时期儿童的日常生活进行全面研究,有助于更为深刻地认识辽金社会,对于辽金时期的政治、经济、文化、教育和民俗等研究都有益处。本文从日常生活史的角度出发,分别论述了辽金社会的生育文化、辽金儿童的疾病、医疗与救济以及辽金儿童的政治、劳动、娱乐和教育生活状况。辽金时
学位
本论文主要针对金属化合物在储锂/钠/钾领域存在的循环稳定性差和倍率性能有限等问题,选择Sn O2、Zn Se和Mo Se2作为研究对象,通过对其组成和微观结构进行可控设计,并引入石墨烯(GN)或多孔碳等碳类材料,改善其电化学性能。同时,结合GITT技术以及一系列非原位(ex-situ)测试手段对电极材料的储能特性和机理进行了深入研究。具体研究内容如下:1.采用共沉淀、水热和煅烧法合成了无定形碳包覆
学位
药用植物(MPs)在多种形式的药物治疗中起着至关重要的作用,在世界各地针对适当的人类护理项目的治疗方法研究中,民间医药正变得越来越重要。从药用植物(MPs)中分离出的天然产物(NP),它和药物一样在人类历史上也是至关重要的,人类用它治疗了许多致命疾病,例如疟疾,癌症。(Maytenus royleanus)(Plantago lanceolata)两者都是对人体健康最有利的。另一方面,纳米颗粒(N
学位
典型造山带中下地壳流变学特征与过程的精细解剖,对探讨大陆岩石圈流变学特性、形成过程及大陆变形局部化具有重要意义。造山带中记录了丰富详细的中下地壳流变学信息,是研究大陆岩石圈构造变形和造山带构造演化过程、以及探讨岩石圈流变机制的关键。秦岭造山带是一条典型的复合型大陆造山带,由华北板块和华南板块的长期俯冲碰撞拼合形成,其中,北秦岭深变质基底岩系——秦岭杂岩记录和保存了完整而复杂的流变作用和过程。秦岭杂
学位
Extreme Hydrological Events(EHEs)have severely affected human life,the economy,and the environment.In recent decades,especially in the second half of the 20thcentury,EHEs have attracted extensive worl
学位