大別山北部榴輝巖的巖石學、地球化學及同位素年代學研究.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文大別山北部榴輝巖的巖石學、地球化學及同位素年代學研究姓名：劉貽燦申請學位級別：博士專業(yè)：地球化學指導教師：李曙光2000.6.1摘要針對大別山北部的主要組成及構造背景存在認識上的分歧，作者根據多年來的工作積累及已有若干線索對研究區(qū)進行了較為詳細的野外調研，調研過程中發(fā)現了若干處榴輝巖露頭，并對其變質巖石學、巖石地球化學、同位素年代學(SmNd、Rbsr和錯石UPb)等進行了較為詳細的研究；同時，對相關巖石也進

2、行了部分研究。侗此，獲得了一些重要成果。1榴輝巖產于兩幣悃巖中：一是產于變形較強(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)榴輝巖早期經歷過超高壓變質階段，且至少可劃分出三個變質階段，即：①榴輝巖相峰期變質階段，礦物共生組合為石榴子石綠輝石金紅石文石藍晶石石英，P／25Cpa、T=595～8740C；②高

3、壓麻粒巖相退變質階段，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。經歷了一條順時針的P—T演化，且在榴輝巖相峰期變質之后經歷了升溫減壓和降溫減壓變質過程；它與南部超高壓帶中榴輝巖的變質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時代，而后者可能指示麻粒巖相退變質后的冷卻年齡：角閃巖相退變質礦物的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～步研究。4首次發(fā)現大別山北部塔兒河一帶英云閃長質片麻巖經歷過印支期變質事件。至于英云閃長質片麻巖是否經歷過高壓或超高壓

5、變質作用，目前還沒有變質巖石學方面的證據。研究區(qū)榴輝巖及英云閃長質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片麻巖中鋯石發(fā)生過兩期變質增生事件：一是印支期高壓或超高壓變質，另一是燕山期熱變質事件。鋯石u—Pb年齡數據可用多期變質增生模型來解釋。本文數據表明，大別山北部高級變質巖均存在高壓變質鋯石為主的顆粒和由2次變質增生鋯石或加上古老巖漿鋯石核組成的混合錯石顆粒。這一鋯石多期變質增生模型有助于合理解釋高級變質巖的復雜

6、鋯石U—Pb數據。6巖石地球化學特征及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可能為輝長巖：②本區(qū)榴輝巖大多具有Nb正異常、K負異常等，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)俯沖變質成因(釹同位素初始比大多為lO左右)，少數可能為大洋玄武巖俯沖變質成因(Nb正異常、輕稀土元素虧損及Nd同位素初始比￡。斟38左