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蚌埠隆起区花岗岩的年代学和地球化学：对华北克拉通东部构造演化的制约

作　者: 杨德彬
导　师: 许文良
学　校: 吉林大学
专　业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: 花岗岩年代学地球化学构造演化蚌埠隆起华北克拉通
分类号: P588.121
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文以蚌埠隆起区花岗岩为研究对象,利用锆石SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb定年方法,确定了花岗岩的形成时代;利用花岗岩的主量、痕量元素和Sr-Nd-Pb同位素以及继承锆石和锆石Hf同位素的示踪技术,讨论了蚌埠隆起区不同时代花岗岩的成因类型和岩浆源区性质及其花岗岩形成的构造背景。提出了扬子克拉通与华北克拉通在中生代早期的俯冲碰撞是由南东向北西方向发生的,郯庐断裂带在中生代时期可能并不存在巨大的左行平移的认识。这对揭示华北克拉通东部的构造演化具有重要意义。锆石U-Pb定年结果表明,蚌埠隆起区花岗岩的形成时代为古元古代(2100 Ma～2200 Ma)、中生代的晚侏罗世(160 Ma)、早白垩世早期(130 Ma)和早白垩世晚期(110 Ma)。古元古代以庄子里、磨盘山正长花岗岩为代表;晚侏罗世以荆山正长花岗岩为代表;早白垩世早期以淮光花岗闪长岩和西庐山、女山正长花岗岩为代表;早白垩世晚期以曹山、锥山二长花岗岩和蚂蚁山正长花岗岩为代表。主量、痕量元素和Sr-Nd-Pb同位素以及继承锆石和锆石Hf同位素综合研究表明,(1)古元古代正长花岗岩为“A”型花岗岩,它们的原始岩浆起源于有少量古老地壳物质涉入的新生下地壳的部分熔融,古元古代正长花岗岩形成于伸展环境;(2)中生代花岗岩属于准铝质-弱过铝质岩石,具有“I”型花岗岩的成因特征,其岩浆源区既涉及了遭受超高压变质作用改造的扬子克拉通基底,又涉及了古老的华北克拉通基底。晚侏罗世花岗岩形成于造山后伸展环境,而早白垩世花岗岩形成于强烈的伸展构造背景。蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在,暗示扬子克拉通与华北克拉通在中生代早期的俯冲碰撞应首先发生在两陆块的东部,并以郯庐断裂带为拼合带由南东向北西方向俯冲。然后,因扬子克拉通(顺时针方向)与华北克拉通的相对旋转造成大别地区的剪刀式闭合与碰撞。郯庐断裂带中南段应为两陆块碰撞的缝合线,郯庐断裂带在中生代时期可能并不存在巨大的左行平移。

全文目录

内容提要  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 研究背景与选题依据  9-13
    1.1.1 花岗岩的国内外研究现状  9
    1.1.2 大别造山带-郯庐断裂带-苏鲁造山带三者之间的关系  9-12
    1.1.3 蚌埠隆起区花岗岩研究的现状与问题  12-13
  1.2 研究思路及拟解决的关键问题  13-15
    1.2.1 研究思路  13
    1.2.2 拟解决的关键问题  13
    1.2.3 本论文依托的科研项目  13
    1.2.4 本论文的工作量  13-15
第2章蚌埠隆起区花岗岩的分布及岩体地质  15-28
  2.1 华北克拉通东部中生代岩浆作用的时空框架及岩石组合  15-20
    2.1.1 中晚三叠世（205 Ma～230 Ma）岩浆作用  15-16
    2.1.2 早侏罗世（175 Ma～190 Ma）岩浆作用  16-17
    2.1.3 晚侏罗世（150 Ma～161 Ma）岩浆作用  17-18
    2.1.4 早白垩世（110 Ma～135 Ma）岩浆作用  18-19
    2.1.5 晚白垩世（73 Ma～92 Ma）岩浆作用  19-20
  2.2 蚌埠隆起区区域地质概况及岩体地质  20-28
第3章蚌埠隆起区花岗岩的年代学  28-53
  3.1 分析方法  28-31
    3.1.1 方法的选择  28
    3.1.2 锆石U-Pb 定年  28-30
    3.1.3 样品的采集、分选和制靶  30
    3.1.4 样品的测定  30-31
  3.2 定年结果  31-52
    3.2.1 古元古代花岗岩  31-32
    3.2.2 中生代花岗岩  32-52
  3.3 小结  52-53
第4章蚌埠隆起区花岗岩的地球化学和锆石Hf 同位素  53-93
  4.1 分析方法  53-56
    4.1.1 主量元素分析  53-54
    4.1.2 痕量元素分析  54-55
    4.1.3 Sr-Nd-Pb 同位素分析  55
    4.1.4 锆石Hf 同位素分析  55-56
  4.2 古元古代花岗岩的地球化学和锆石Hf 同位素  56-64
    4.2.1 主量元素  56
    4.2.2 痕量元素  56-60
    4.2.3 Nd 同位素  60-61
    4.2.4 锆石Hf 同位素  61-64
  4.3 中生代花岗岩的地球化学和锆石Hf 同位素  64-93
    4.3.1 主量元素  64-65
    4.3.2 痕量元素  65-68
    4.3.3 Sr-Nd-Pb 同位素  68-80
    4.3.4 锆石Hf 同位素  80-93
第5章蚌埠隆起区花岗岩的成因及其形成的构造背景  93-118
  5.1 蚌埠隆起区花岗岩的形成时代  93-96
    5.1.1 存在的问题  93
    5.1.2 古元古代花岗岩  93-95
    5.1.3 中生代花岗岩  95-96
    5.1.4 小结  96
  5.2 蚌埠隆起区花岗岩的成因类型  96-99
    5.2.1 古元古代花岗岩的成因类型  97-98
    5.2.2 中生代花岗岩的成因类型  98-99
  5.3 蚌埠隆起区花岗岩的岩浆源区性质  99-110
    5.3.1 古元古代花岗岩的岩浆源区性质  99-101
      5.3.1.1 岩石地球化学证据  99
      5.3.1.2 Nd 同位素证据  99-100
      5.3.1.3 锆石Hf 同位素证据  100-101
    5.3.2 中生代花岗岩的岩浆源区性质  101-109
      5.3.2.1 岩石地球化学证据  101-102
      5.3.2.2 继承锆石证据  102-104
      5.3.2.3 Sr-Nd-Pb 同位素证据  104-106
      5.3.2.4 锆石Hf 同位素证据  106-109
    5.3.3 小结  109-110
  5.4 蚌埠隆起区花岗岩形成的构造背景  110-118
    5.4.1 古元古代花岗岩形成的构造背景  110-111
    5.4.2 中生代花岗岩形成的构造背景  111-117
      5.4.2.1 岩石组合对花岗岩形成构造环境的制约  111
      5.4.2.2 岩石地球化学对花岗岩形成构造环境的制约  111-113
      5.4.2.3 区域构造演化对花岗岩形成构造环境的制约  113-117
    5.4.3 小结  117-118
第6章蚌埠隆起区花岗岩的形成对华北克拉通东部构造演化的制约  118-128
  6.1 古元古代花岗岩的形成对华北克拉通东部构造演化的制约  118-120
  6.2 中生代花岗岩的形成对华北克拉通东部构造演化的制约  120-124
    6.2.1 郯庐断裂带的属性——中生代不存在巨大左行平移  120-122
    6.2.2 扬子克拉通与华北克拉通的俯冲碰撞方向  122-124
    6.2.3 小结  124
  6.3 华北克拉通东部中生代岩石圈的演化  124-128
第7章结论  128-130
  7.1 结论  128-129
  7.2 主要创新点  129
  7.3 存在的主要问题及建议  129-130
参考文献  130-154
攻读博士学位期间发表的学术论文及取得的科研成果  154-156
致谢  156-157
中文摘要  157-159
Abstract  159-161

蚌埠隆起区花岗岩的年代学和地球化学：对华北克拉通东部构造演化的制约

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