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：劉貽燦申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：地球化學(xué)指導(dǎo)教師：李曙光2000.6.1摘要針對大別山北部的主要組成及構(gòu)造背景存在認(rèn)識上的分歧，作者根據(jù)多年來的工作積累及已有若干線索對研究區(qū)進(jìn)行了較為詳細(xì)的野外調(diào)研，調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)了若干處榴輝巖露頭，并對其變質(zhì)巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素年代學(xué)(SmNd、Rbsr和錯石UPb)等進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究；同時，對相關(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(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)歷過超高壓變質(zhì)階段，且至少可劃分出三個變質(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石磁鐵礦等，P=05～O6(岫a、T=500～6000C。經(jīng)歷了一條順時針的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礦物等時線年齡為210Ma左右，前者可能指示該榴輝巖的峰期變質(zhì)時代，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質(zhì)片麻巖經(jīng)歷過印支期變質(zhì)事件。至于英云閃長質(zhì)片麻巖是否經(jīng)歷過高壓或超高壓

5、變質(zhì)作用，目前還沒有變質(zhì)巖石學(xué)方面的證據(jù)。研究區(qū)榴輝巖及英云閃長質(zhì)片麻巖的原巖形成時代為晚元古代。5大別山北部榴輝巖及英云閃長質(zhì)片麻巖中鋯石發(fā)生過兩期變質(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)增生模型來解釋。本文數(shù)據(jù)表明，大別山北部高級變質(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