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山西中北部岩浆作用特点及构造背景研究

作 者: 陈赤洲
导 师: 周安朝
学 校: 太原理工大学
专 业: 矿产普查与勘探
关键词: 岩浆作用 构造背景 山西中北部
分类号: P588.11
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


山西中北部东接太行山板内造山带,东北部为燕山板内造山带的南端,北部与华北北缘板内活动带相距不远,西部紧邻鄂尔多斯地块。区内广泛分布早元古代(吕梁期)、中生代(印支期和燕山期)以及新生代(喜山期)的岩浆岩。本文通过对山西中北部地区不同时代岩浆岩的岩体分布、岩石学、岩石地球化学、岩浆作用构造背景等特征研究,以探讨山西中北部不同时期岩浆作用的特点、岩浆作用在山西中北部地区陆壳演化中的作用、以及两者之间的关系,取得以下结论和认识:1、山西中北部早元古代吕梁期岩浆岩主要分布在吕梁山、云中山、五台山和恒山等地区,其中以芦芽山辉石石英二长岩和云中山花岗岩为典型代表,同位素年龄为1801Ma和1794Ma。通过主、微量稀土元素地球化学研究,他们均为钙碱性系列的岩石;稀土元素配分曲线均为较陡的右倾型,具明显的负Eu异常;芦芽山辉石石英二长岩和云中山花岗岩均为后造山伸展拉张构造背景下的A型花岗岩,岩浆均起源于地壳物质的部分熔融。野外工作中,在系舟山断褶带的居士山岩体附近新发现7个小岩体。主、微量稀土元素地球化学特征研究表明,他们均为钙碱性系列的花岗岩,轻、重稀土元素分馏明显,均显示明显的负Eu异常,微量元素及稀土元素配分曲线平行且极为相似,说明他们的岩浆来源于同一岩浆源区,属同期岩浆作用的产物。单颗粒锆石U—Pb法测年结果显示其年龄为1809.3Ma。山西中北部吕梁期芦芽山等岩体位于华北克拉通中部带上,形成时间与华北克拉通东西两个陆块碰撞结束的时间吻合,因此,认为在两个陆块发生碰撞晚造山期的拉张伸展构造背景下,山西中北部地区发生地壳重熔,导致大规模花岗质岩浆侵入,形成芦芽山等吕梁期A型花岗岩。吕梁期花岗质岩浆的侵入、岩体的形成,在山西中北部地区发生的东、西两个陆块的焊合、陆壳的固化过程中发挥了重要的作用。2、山西中北部地区中生代印支期岩浆岩主要有天镇-阳原碱性杂岩体和滴水沿偏碱性二长岩体等,同位素年龄介于248—21OMa。主、微量元素地球化学研究表明,他们同为伸展拉张背景下的A型花岗岩,其成因与热点地幔柱有密切联系。天镇-阳原等地的岩浆活动表明山西中北部陆壳深部在印支早期(中生代早期)已开始发生活化。3、山西中北部地区燕山期岩浆岩主要为中酸性—酸性侵入岩,大多分布在五台山-恒山一带,共有32个岩体。以铁瓦殿黑云母花岗岩和刁泉复式岩体为2个典型代表,同位素年龄分别为153.4Ma和127.2Ma。铁瓦殿黑云母花岗岩体代表花岗闪长岩—黑云母花岗岩系列的岩体,刁泉复式岩体代表正长辉长岩—(辉石)正长闪长岩—花岗(闪长)斑岩—石英斑岩系列的岩体。主、微量元素地球化学研究表明,铁瓦殿黑云母花岗岩为S型花岗岩,岩浆来源于山西中北部地壳部分熔融,刁泉复式岩体为Ⅰ型花岗岩,是上地幔派生岩浆与地壳部分熔融的混合岩浆作用的产物。分析认为,他们同形成于太平洋板块向欧亚板块强烈挤压碰撞导致华北克拉通中部的山西中北部拉张的构造背景。山西中北部燕山期中酸性岩浆岩体数量如此之多,表明在中生代燕山期,山西中北部地区陆壳已发生强烈活化,具体表现在大面积的地壳物质部分熔融和局部上地幔物质部分熔融。4、山西中北部地区广泛分布喜马拉雅期玄武岩。以繁峙玄武岩为代表,同位素年龄为6300万年,为新生代古近纪。主、微量稀土元素地球化学研究表明,繁峙玄武岩为一套钠质偏碱性—碱性系列的火山岩,具有大陆裂谷性火山岩特性,构造背景判别其为板内成因的碱性-偏碱性玄武岩。繁峙玄武岩形成于由于欧亚板块仰冲引起的拉张伸展的构造背景,受其影响,滹沱裂陷的北东向边界深断裂产生并强烈活动。玄武岩浆以深断裂为通道,喷出地表,形成厚度达800余米的繁峙玄武岩。大规模的玄武岩浆活动,表明该时期深部构造岩浆活动更加强烈,标志着山西中北部地区在古近纪(喜马拉雅初期)陆壳更加活化,已开始发生裂谷作用。山西中北部地区陆壳自早元古代吕梁期至新生代喜马拉雅期经历了固化—稳定—活化—强烈活化—裂谷作用的演化过程,山西中北部地区陆壳的演化过程与各时期的构造岩浆活动有密切的联系。

全文目录


摘要  3-6
Abstract  6-12
第一章 绪论  12-24
  1.1 火成岩的国内外研究现状  12-18
    1.1.1 花岗岩研究  12-14
    1.1.2 碱性岩研究  14-16
    1.1.3 镁铁质火成岩研究  16-18
  1.2 山西中北部火成岩研究现状  18-20
  1.3 选题依据及研究意义  20-21
    1.3.1 研究区的选择  20
    1.3.2 研究目的及意义  20-21
  1.4 研究思路和技术路线  21-22
  1.5 完成的主要工作量  22-24
第二章 早元古代吕梁期岩浆岩的地质特征  24-46
  2.1 早元古代吕梁期花岗岩的地质特征  24-32
    2.1.1. 云中山花岗岩和芦芽山辉石石英二长岩的野外地质特征及岩相学特征  25
    2.1.2 主量元素地球化学特征  25-27
    2.1.3 稀土元素地球化学特征  27-28
    2.1.4 构造背景探讨  28-32
  2.2 系舟山断褶带茶房口-居士山岩体地质特征研究  32-46
    2.2.1 岩体野外地质特征  32-35
    2.2.2 岩相学特征  35-37
    2.2.3 岩体的侵入时代  37-38
    2.2.4 主量元素地球化学特征  38-40
    2.2.5 微量元素地球化学特征  40-42
    2.2.6 稀土元素地球化学特征  42-46
第三章 中生代印支期岩浆岩的地质特征  46-54
  3.1 天镇-阳原碱性杂岩体和滴水沿偏碱性二长岩体的岩相学特征  46-47
  3.2 天镇碱性杂岩体和滴水沿偏碱性二长岩体的岩石地球化学特征  47-50
    3.2.1 主量元素地球化学特征  47-49
    3.2.2 微量元素地球化学特征  49-50
  3.3 构造环境的探讨  50-54
第四章 中生代燕山期岩浆岩的地质特征  54-62
  4.1 岩体分布  54-55
  4.2 野外地质特征及岩相学特征  55-56
  4.3 主量元素地球化学特征  56-57
  4.4 稀土元素地球化学特征  57-62
第五章 新生代喜马拉雅期岩浆岩的地质特征  62-76
  5.1 繁峙玄武岩的地理分布与产状  62-63
  5.2 地质特征  63-66
    5.2.1 一般地质特征及典型剖面  63-66
    5.2.2 时代归属  66
  5.3 岩相学特征  66-68
  5.4 主量元素地球化学特征  68-69
  5.5 稀土元素、微量元素地球化学特征  69-73
  5.6 繁峙玄武岩形成的构造环境  73-76
第六章 山西中北部岩浆活动与陆壳演化的关系  76-78
第七章 结论  78-82
参考文献  82-86
致谢  86-87
攻读学位期间发表的学术论文  87

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 岩石学 > 岩石分类 > 岩浆岩(火成岩) > 岩浆
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