大別山北部榴輝巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)及同位素年代學(xué)研究.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文大別山北部榴輝巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)及同位素年代學(xué)研究姓名：劉貽燦申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：地球化學(xué)指導(dǎo)教師：李曙光2000.6.1摘要針對(duì)大別山北部的主要組成及構(gòu)造背景存在認(rèn)識(shí)上的分歧，作者根據(jù)多年來(lái)的工作積累及已有若干線索對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了較為詳細(xì)的野外調(diào)研，調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了若干處榴輝巖露頭，并對(duì)其變質(zhì)巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素年代學(xué)(SmNd、Rbsr和錯(cuò)石UPb)等進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究；同時(shí)，對(duì)相關(guān)巖石也進(jìn)

2、行了部分研究。侗此，獲得了一些重要成果。1榴輝巖產(chǎn)于兩幣悃巖中：一是產(chǎn)于變形較強(qiáng)(面理化)的橄欖巖中，如黃尾河、饒拔寨等地；另一種是產(chǎn)于片麻巖中，如洪廟、華莊及汪洋水庫(kù)等地。其中，綠輝石中的Na20為3O％～88％、硬玉端元組分大多為Jd=20～51。2本區(qū)榴輝巖早期經(jīng)歷過(guò)超高壓變質(zhì)階段，且至少可劃分出三個(gè)變質(zhì)階段，即：①榴輝巖相峰期變質(zhì)階段，礦物共生組合為石榴子石綠輝石金紅石文石藍(lán)晶石石英，P／25Cpa、T=595～8740C；②高

3、壓麻粒巖相退變質(zhì)階段，礦物共生組合為石榴子右透輝石斜方輝石鈦鐵礦尖晶石斜長(zhǎng)石剛玉橄欖石等，P=I。1～l。37Gca、T=817～9090C；⑨角閃巖相變質(zhì)階段，礦物共生組合為角閃石斜長(zhǎng)石磁鐵礦等，P=05～O6(岫a、T=500～6000C。經(jīng)歷了一條順時(shí)針的P—T演化，且在榴輝巖相峰期變質(zhì)之后經(jīng)歷了升溫減壓和降溫減壓變質(zhì)過(guò)程；它與南部超高壓帶中榴輝巖的變質(zhì)作用條件有一定差異。慢的抬升速率和慢的冷卻速率以及麻粒巖相階段的高溫疊加也許是

4、大別山北部榴輝巖與南部超高壓帶中榴輝巖的主要差異。3首次精確確定研究區(qū)榴輝巖鋯石UPb年齡為2306Ma和SmNd礦物等時(shí)線年齡為210Ma左右，前者可能指示該榴輝巖的峰期變質(zhì)時(shí)代，而后者可能指示麻粒巖相退變質(zhì)后的冷卻年齡：角閃巖相退變質(zhì)礦物的RbSr年齡為1723Ma左右。研究區(qū)是否還存在加里東期冷榴輝巖，還有待于進(jìn)～步研究。4首次發(fā)現(xiàn)大別山北部塔兒河一帶英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖經(jīng)歷過(guò)印支期變質(zhì)事件。至于英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖是否經(jīng)歷過(guò)高壓或超高壓

5、變質(zhì)作用，目前還沒(méi)有變質(zhì)巖石學(xué)方面的證據(jù)。研究區(qū)榴輝巖及英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖的原巖形成時(shí)代為晚元古代。5大別山北部榴輝巖及英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖中鋯石發(fā)生過(guò)兩期變質(zhì)增生事件：一是印支期高壓或超高壓變質(zhì)，另一是燕山期熱變質(zhì)事件。鋯石u—Pb年齡數(shù)據(jù)可用多期變質(zhì)增生模型來(lái)解釋。本文數(shù)據(jù)表明，大別山北部高級(jí)變質(zhì)巖均存在高壓變質(zhì)鋯石為主的顆粒和由2次變質(zhì)增生鋯石或加上古老巖漿鋯石核組成的混合錯(cuò)石顆粒。這一鋯石多期變質(zhì)增生模型有助于合理解釋高級(jí)變質(zhì)巖的復(fù)雜

6、鋯石U—Pb數(shù)據(jù)。6巖石地球化學(xué)特征及sr、Nd同位素組成表明：①大別山北部榴輝巖的原巖主要是拉斑玄武巖和少數(shù)可能為輝長(zhǎng)巖：②本區(qū)榴輝巖大多具有Nb正異常、K負(fù)異常等，類似于南部超高壓帶中雙河榴輝巖(LiSeta1，2000)，排除它們形成于古島弧環(huán)境下的可能性；⑧榴輝巖大部分可能屬于揚(yáng)子陸殼(下地殼)俯沖變質(zhì)成因(釹同位素初始比大多為lO左右)，少數(shù)可能為大洋玄武巖俯沖變質(zhì)成因(Nb正異常、輕稀土元素虧損及Nd同位素初始比￡。斟38左