南岭西段姑婆山-花山花岗岩体岩浆动力学及冷却隆升史

摘要

本文在野外地质工作的基础上，通过对姑婆山—花山花岗岩体的地质特征、岩石化学等资料的分析，进行了旨在揭示其岩浆动力学过程、冷却史及隆升过程的研究。本文计算了姑婆山—花山花岗岩体含水量、温度、压力、密度、粘度、上升速度和冷凝速度等物理参数，探讨了这些物理参数之间的内在联系，并在此基础上再造姑婆山—花山花岗岩体的冷却和隆升的热历史。取得了以下主要结论及认识： 1、对姑婆山—花山岩体地球化学特征的研究表明，各单元SiO2的含量为57.83％～75.64％，P2O5的含量为0.001％～0.33％，岩石具高硅、低磷的特征。NK值为6.55％～9.36％；N/K值为0.75～1.41，平均1.06，相对富钾。K2O+Na2O—SiO2图解表明，岩石样品均落入高钾钙碱性系列区，显示出岩石高钾、富碱的特征。A/NK值为1.00～1.61，均不小于1。ACF图解表明各个单元的大多数点均落在Ⅰ型花岗岩区，只有新路单元和望高单元的少数点落在S型花岗岩区。Harker图解显示出所有样品的SiO2与TiO2、Al2O3、全铁(FeOT)、MnO、MgO、CaO和Na2O呈明显的负相关，与K2O的相关关系不明显。 2、对姑婆山—花山花岗岩体的岩浆动力学研究表明，其岩体含水量在6.57％～7.96％之间；成岩温度为705℃～770℃，成岩压力为80 MPa～630 MPa，从早期单元到晚期单元成岩温度总体上由高到低，成岩压力从由大到小，根据压力换算成定位深度为2.64 km～20.8 km，表明岩体形成于中深成环境；其岩浆粘度较大(1.784×106 Pa.s～5.895×1011 Pa.s)、密度小于围岩(2.42×103 kg/m3～2.663×103kg/m3)，上升速度较慢(3.00×10-12～4.21×10-5m/s)，揭示了在岩浆侵位过程中，从早期单元到晚期单元岩浆粘度总体上由低到高，密度、上升速度由大到小的岩浆动力学演化规律。 3、对姑婆山—花山花岗岩体的冷却史及隆升过程的研究表明，研究区各单元(或独立侵入体)的冷却速率可分2个阶段，分界点为300℃～400℃，早期阶段岩体以较大的速率冷却，晚期阶段冷却速率明显降低； 4、冷却和隆升历史轨迹图表明，研究区至少经历了2次快速隆升阶段，分别发生在牛庙侵入体→新路单元侵位期间和白水带→华美单元侵位期间，即163Ma→145.67 Ma和129.1→121.2Ma，平均隆升速率分别为1.02 mm/a和0.31mm/a。地壳的这种快速隆升——热折返，表明研究区中生代存在强烈的壳—幔作用。

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前言

第一章姑婆山-花山花岗岩体的区域地质背景

1.1区域地层

1.2区域构造

1.2.1褶皱构造

1.2.2断裂构造

1.3区域岩浆岩

第二章姑婆山-花山花岗岩体的岩石学及地球化学特征

2.1岩石谱系单位

2.2姑婆山-花山花岗岩体的地球化学特征

2.3姑婆山-花山花岗岩体的包体特征

第三章姑婆山-花山花岗岩体侵位的岩浆动力学

3.1岩体形成的温度、压力

3.2岩体中水的含量

3.3岩浆粘度、密度、上升速度

3.4岩浆动力学参数之间的内在关系

第四章姑婆山-花山花岗岩体热史与隆升过程

4.1岩体的冷却历史

4.2岩体的固化时间

4.3岩体的隆升历史

第五章结论与建议

5.1主要结论

5.2问题及建议

参考文献

图版

致谢

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