扬子陆核古老地壳及其深熔产物花岗岩的地球化学研究.docVIP

附件2 论文中英文摘要 作者姓名：张少兵扬子陆核古老地壳及其深熔产物花岗岩的地球化学研究 研究前寒武纪大陆地壳的形成和演化规律，是理解大陆动力学、发展板块构造理论的重要方向之一。湖北省宜昌市三峡地区不仅出露有扬子克拉通最古老的基底，而且有大量的新元古代岩浆岩产出，是研究大陆地壳的生长和演化、花岗岩的成因与源区物质控制、新元古代岩浆活动与Rodinia超大陆裂解等科学问题最理想的天然实验室。本文利用多种地球化学分析手段，包括主量元素和微量元素分析、锆石U-Pb定年、Rb-Sr和Sm-Nd同位素分析、矿物氧同位素分析以及必威体育精装版发展起来的锆石Lu-Hf同位素分析，研究了崆岭杂岩中的片麻岩、混合岩、花岗岩、变沉积岩和角闪岩，对黄陵花岗岩基中的四个岩套进行了系统的对比研究，特别是仔细解剖了晓峰镁铁质－长英质岩墙以及相关的浅成花岗岩，并对莲沱砂岩中的一百多粒碎屑锆石进行了U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析。结果不仅对三峡地区这些岩石的成因提供了可靠的地球化学制约，而且有助于了解扬子克拉通基底的演化和华南陆块新元古代构造，从而为了解大陆的生长、分异和演化以及花岗岩，尤其是TTG质花岗岩的成因机制提供了新的思路。 崆岭杂岩由基底岩石加表壳岩石组成，另外有一些基性岩侵入其中。基底岩石中以TTG质岩石为主，少量为花岗质岩石。表壳岩石主要为变沉积岩，其主微量元素变化范围大，受物源组成的控制。对基底岩石中的混合岩、片麻岩和花岗岩共七个样品进行锆石U-Pb定年，得到三组不同的年龄。第一组年龄为岩浆活动时间，除一个花岗岩年龄为2.85Ga外，其余六个的年龄都在2.90～3.00Ga。第二组年龄是在混合岩和片麻岩中的继承锆石核上获得的，为3.12～3.35Ga。另外，在一个混合岩的锆石增生边上，得到了约1.98Ga的第三组年龄，代表了混合岩化的时间。对表壳岩中的两个变沉积岩进行锆石U-Pb定年，得到两个变质年龄分别为1.95Ga和1.98Ga。对一个角闪岩的锆石U-Pb定年也得到相似的1.94Ga的年龄。这些年龄与混合岩化时间接近，说明崆岭杂岩记录了一期古元古代1.97±0.03Ga的构造热事件，引起了扬子陆核的增生乃至克拉通化，可能与同时期的全球构造活动有关。基底岩石氧同位素组成与典型太古代TTG岩石相似，锆石δ18O值大多都小于6‰，而变沉积岩氧同位素组成则显著偏高，与其原岩为沉积来源一致。对混合岩、片麻岩和花岗岩中三组不同年龄的锆石，都进行了锆石Lu-Hf同位素分析。～2.9Ga的锆石颗粒的Hf同位素组成基本相似，εHft值为–2.1到–5.2，对应Hf模式年龄主要分布在3.4～3.5Ga之间。对来自不同样品的13个继承核进行了锆石Hf同位素分析，其Hf同位素比值相对～2.9Ga的锆石略低，所得εHft值加权平均为–1.6，对应Hf模式年龄为3.55Ga。这些数据说明扬子陆核的地壳生长至少从3.5Ga就已经开始。只对混合岩中的一个古元古代锆石增生边进行了Hf同位素分析，其εHft值为–21.7。两个变沉积岩的锆石Hf同位素组成非常相似，εHft值分布范围为–13.3到–1.0，加权平均值分别为–6.4和–6.5。角闪岩锆石Hf同位素比值变化范围大。崆岭杂岩中混合岩、片麻岩和花岗岩的Rb-Sr和Sm-Nd同位素组成比较相似，计算到2.9Ga的εNdt值都在0左右，为–1.9～+2.6。变沉积岩的Nd同位素组成变化范围较大，与源区物质的组成不同有关。角闪岩和辉长岩计算到1.97Ga的εNdt值分别为–4.3和+4.4。对崆岭杂岩的研究表明，扬子陆核地壳生长至少从3.5Ga就已经开始，经过太古代的生长之后在古元古代受到了再造。 黄陵岩基可以划分为四个岩套，分别是黄陵庙奥长花岗岩－花岗闪长岩岩套，三斗坪石英闪长岩－英云闪长岩岩套，大老岭二长闪长岩－二长花岗岩岩套以及由浅成花岗岩和镁铁质－长英质岩墙组成的晓峰岩套。除晓峰岩套之外，其余三个岩套中的绝大多数花岗岩都以富Na、富Sr，Y和HREE含量低，亏损Nb、Ta为特征，具有典型的TTG特征。但各岩套的主微量元素之间存在系统的差异，黄陵庙岩套相对三斗坪和大老岭岩套Sr/Y比和La/Yb比较高，而Nb/La比则较低。晓峰岩套中的两个花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为797±5Ma和799±2Ma，测得一个长英质岩墙年龄为806±12Ma，一个镁铁质岩墙年龄为806±4Ma，显然晓峰岩套中的岩墙和花岗岩都形成于800Ma左右。对黄陵庙岩套中的6个花岗岩进行锆石U-Pb定年，得到的年龄从821Ma到800Ma，加权平均值为815±7Ma，继承核给出了古元古代到太古代的源岩年龄。三斗坪岩套的两个英云闪长岩给出了相似的两组年龄，分别为803±11Ma和919±15Ma， 810±15Ma和911±14Ma，前者为三斗坪岩套