冀北康保兰城子燕山期花岗岩的岩石地球化学及锆石U-Pb年代学

摘要

康保兰城子花岗岩出露于康保县兰城子村正南约2km的风力发电场，呈小岩株产出，面积仅4km2，包括过渡相和边缘相两个相带。岩性主要为中-细粒似斑状二长花岗岩，斑晶含量约25％～35％，由烟灰色石英(5％～8％)、钾长石(10％～23％)、斜长石(4％～6％)、黑云母(2％)等组成;基质约占65％～75％，包括石英(25％～30％)、钾长石(10％～15％)、斜长石(22％～30％)、黑云母(1％)等矿物。
　　花岗岩的主量元素具有高硅（SiO2含量74.33％～77.25％，平均75.31％）、富碱(Na2O+K2O为8.05％～9.03％,平均8.60％)、高钾(K2O/Na2O=1.161～1.533，平均1.349)的特征。里特曼指数σ=1.89～2.61，属钙碱性（σ=1.8～3.3）。A/CNK为0.998～1.09，平均1.044，属弱过铝质。出现小于1％的标准矿物刚玉分子（0.08％～1.21％，仅2个大于1％，平均0.64％）。n(Fe3+)/n(Fe3++Fe2+)比值为0.179～0.765，仅一个大于0.7，平均0.534，均符合Ⅰ型花岗岩的特征。其分异指数为93.08～95.61，主量元素Al2O3、TiO2、 CaO、MnO、MgO、Fe2O3*、P2O5及微量元素Sr、Ba、P、Ti、Ba/Sr、K/Rb、Ba/Rb均与SiO2呈负相关，反应岩浆经历了高度的分异作用。反映轻重稀土分馏程度的(La/Yb)N、(Ce/Yb)N和(La/Lu)N值均较高，同样反映了岩浆的高分异作用;Eu负异常明显，且与CaO呈正相关，即CaO含量越少，Eu负异常越明显，说明经历过斜长石的分离结晶，因此兰城子花岗岩为经历过高分异作用的Ⅰ型花岗岩。在10000Ga/Al-（Zr+Nb+Ce+Y）判别图及(K2O+Na2O)/CaO-（Zr+Nb+Ce+Y）判别图中，均落入分异花岗岩区(FG)，在微量元素Rb/Ba-(Zr+Ce+Y)判别图中，大部分均落入高分异的Ⅰ型花岗岩区域，进一步表明其为经历过高分异作用的Ⅰ型花岗岩。
　　岩体的Nb/Ta、Sm/Nd比值反映了其壳源的特征，Eu/Sm比值表明其可能遭受过地幔物质的混染。在(La/Yb)N-δEu源区判别图中落入壳源区，而在La/Yb-∑REE判别图中落入了沉积岩和钙质泥岩区域，显示出来源于沉积岩部分熔融的特征，但兰城子花岗岩属于Ⅰ型花岗岩无疑，因此，上述特征表明本区花岗岩来源于下地壳中基性火成岩的部分熔融，可能遭受了地幔物质的混染，经历过高度分异作用，且很可能遭受了上地壳物质的混染。
　　在Maniar和Piccoli主量元素ω(TFeO)/[ω(TFeO)+ω(MgO)]-ω(SiO2)、ω(Al2O3)-ω(SiO2)、ω(TFeO)-ω(MgO)和[ω(TFeO)+ω(MgO)]-ω(CaO)构造环境判别图上，几乎全部都落入了后造山花岗岩(POG)区域。另外花岗岩在Pearce花岗岩类Rb-(Y+Nb)构造环境图解上的投点也显示出其产于后碰撞的构造环境，和主量元素的后造山环境能很好的吻合。在(l)g[CaO/(K2O+Na2O)]-SiO2图解中，本区花岗岩大部分落入伸展型区域。以上特征表明本区花岗岩为后造山伸展构造环境的产物。
　　锆石SHRIMP U-Pb年代学表明其形成于150±2.2Ma，为燕山期晚侏罗世，结合当时的大地构造背景，可认为兰城子花岗岩为太平洋板块向华北板块低角度俯冲形成类似安第斯山造山带，导致地壳加厚，而后再因拆沉作用或对流型减薄等作用导致软流圈物质上涌，使下地壳物质受热部分熔融的产物。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究现状及选题依据

1．2 论文的技术路线、工作阶段及工作量

1．3 论文的主要成果

第2章 花岗岩研究现状综述

2．1 花岗岩的成因研究

2．2 花岗岩的分类

2．3 花岗岩的同位素定年方法

第3章 区域地质概况

3．1 区域构造格局

3．2 区域地层

3．3 区域岩浆岩

第4章 岩石学和地球化学特征

4．1 岩体地质特征及矿物岩石学特征

4．1．1 岩体地质特征

4．1．2 矿物岩石学特征

4．2 地球化学特征

4．2．1 测试方法

4．2．2 主量元素特征

4．2．3 微量元素特征

4．2．4 稀土元素特征

第5章 锆石SHRIMP U-Pb年代学

5．1 锆石U-Pb年代学分析方法及特点

5．2 样品特征及测试结果

第6章 花岗岩的成因探讨

6．1 花岗岩成因类型

6．2 花岗岩的物质来源和岩浆演化

6．3 花岗岩构造环境

6．4 花岗岩形成可能的大地构造背景讨论

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果

图版说明

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