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下扬子中生代岩浆岩成因和深部过程锆石Hf-O同位素示踪
  • 项目名称:下扬子中生代岩浆岩成因和深部过程锆石Hf-O同位素示踪
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:40972052
  • 申请代码:D0204
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:闫峻
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:合肥工业大学
  • 批准年度:2009
中文摘要:

下扬子地区中生代岩浆岩的成因还存有很大争议,对该地区中生代由挤压转为拉张的构造背景下,软流圈上涌、玄武岩浆底侵、岩石圈下部拆沉、壳幔相互作用等一系列深部过程发生与否和演化规律还不清晰,对扬子地块东部是否发生岩石圈地幔的置换和岩石圈减薄还没有一致认识。解决这些问题的关键是对中生代岩浆过程和各种端元组份性质的详细制约,以及岩石形成所对应的深部地质作用发生的方式和演化顺序的厘定。鉴于全岩地球化学示踪的局限性,本项目拟对下扬子中生代各种成因、不同年龄的典型岩浆岩开展系统的锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素示踪研究,通过各种成因锆石和锆石内部生长环带的年龄和同位素组成的精细分析,深入辨析岩石成因和岩浆过程,厘定各种端元组份的性质,剖析各种深部地质作用发生的过程和方式,为扬子地块东北部晚中生代以来的大陆岩石圈动力学演化提供可靠的制约。这对深入揭示下扬子地区成矿机制和理解中国东部岩石圈演化具有重要意义。

结论摘要:

依据33件样品的锆石定年,结合已发表的124组锆石年代学数据,构建了长江中下游地区中生代岩浆活动的精细年代学格架,第一阶段148~133 Ma,以高钾钙碱性侵入岩为主,主要发育在鄂东北、九瑞、铜陵和安庆地区;第二阶段131~127 Ma,以橄榄安粗岩系火山岩和双峰式火山岩为主,也包括次火山岩;第三阶段126~123 Ma,以A型花岗岩为主,也包括蒋庙富钠质基性侵入岩;第四阶段109~102 Ma,以高钾钙碱性侵入岩为主,发育在宁镇地区。前三个阶段岩浆岩的锆石原位Hf-O同位素以及全岩地球化学分析,指示了五种岩浆源区。包括三种地幔源区古老岩石圈地幔(εHf(t) = -30)、受古老俯冲流体交代的富集岩石圈地幔(εHf(t) = -10)和受古太平洋板片析出流体/熔体交代的弱富集岩石圈地幔(εHf(t) = 0);两种地壳源区古老下地壳(εHf(t) = -55,δ18O=9.4),新元古新生下地壳(εHf(t) = -10,δ18O=10.4)。第一阶段侵入岩主要为富集岩石圈地幔和古老下地壳各自部分熔融的岩浆混合,有少量新元古新生地壳和残留的古老岩石圈地幔的贡献;第二阶段姑山组和娘娘山组火山岩为受古太平洋板片析出流体/熔体交代的弱富集岩石圈地幔的部分熔融,其它火山岩为富集岩石圈地幔起源的岩浆同化少量地壳物质形成;第三阶段A型花岗岩主要为新元古增生地壳的重熔,而蒋庙辉长岩为岩石圈地幔中受古太平洋俯冲板片析出物质交代形成的辉石岩熔融的产物。三个阶段岩浆岩的成因反映了一个清晰的深部地质作用演化过程148 Ma左右,古太平洋俯冲角度改变,早期平板式俯冲的洋壳发生拆沉,导致软流圈上涌,岩石圈地幔由于热的机制而发生部分熔融,产生的玄武岩浆发生底侵,导致下地壳发生部分熔融。两种岩浆在深部岩浆房发生混合。至~130 Ma左右,随着俯冲带的东移,宁芜以西转变为弧后拉张的构造环境,拆沉的俯冲大洋板片析出流体/熔体交代岩石圈地幔,导致其在流体和减压的双重机制下强烈部分熔融。至127~123 Ma期间,由于早先强烈部分熔融作用,岩石圈地幔转变为难熔的方辉橄榄岩。拉张导致其发生拆离,早先交代形成的辉石岩脉发生熔融,上涌的软流圈物质充填了原先岩石圈地幔的位置,由于热的机制,中上地壳物质发生重熔。此后,拉张作用减弱,上涌的软流圈物质由于热传导而逐渐冷却,形成了“新生”的岩石圈地幔。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 7
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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