粤东上磜复式岩体和边缘混合岩及其形成机制研究

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花岗岩、混合岩、中基性脉岩“三位一体”是常见的地质现象。三者到底是某一地质过程的产物，抑或形成于不同的独立过程?这是本文拟解决的科学问题。论文选择了被大量工程揭露的粤东博罗上磜花岗岩体为靶区，在对该岩体及其边缘混合岩、以及产于岩体内部的各种中基性脉岩野外地表调查、坑道测量和钻孔岩芯观察的基础上，对不同期次的花岗岩、混合岩和中基性岩脉进行了系统采样和分析。通过研究，发现上磜花岗岩体并非是前人认为的单阶段岩体，而是由燕山早、晚两期岩体组成的复式岩体，两者的全岩钾氩同位素年龄分别为156Ma和85.5Ma。两期岩体的接触界面清晰，其上有一层厚薄不等的伟晶岩壳；晚期岩体的结晶分异过程尚导致了上方早期岩体中的断裂或裂隙被众多石英－萤石－方解石脉充填，以及造成破碎带岩石发生不同程度的硅化。上磜岩体岩石化学数据反映早、晚两期岩体的成岩物质均为地壳来源，而且均经历了高度分异；上磜复式岩体早、晚两期岩体的稀土元素组成，以及同期岩体不同深度稀土元素配分曲线的变化规律，与华南大部分复式岩体稀土元素配分曲线的变化规律基本一致。 Rb、U、Ta、Zr等大部分微量元素在早、晚期岩体中表现出自上而下同步变化的特征规律，但Sr、Ba、Th、Nb和Co元素在早、晚期岩体中表现为相反的变化趋势。不活泼元素对Zr/Hf和Nb/Ta比值表现出与混合岩脉体非常相近的微量元素比值，表明了花岗岩和混合岩脉体物质成分的继承关系。混合岩与花岗岩呈协调的过渡关系。混合岩基体具有比脉体高的∑REE、LREE含量和LREE/HREE比值，表明在岩石部分熔融中，稀土元素富集于残余熔渣。随原始岩石熔融程度的增加，铁镁组分向外扩散，混合岩基体从上而下Fe、Mg、Ti的含量降低，混合岩全岩的稀土配分曲线向下逐渐变平，显示出岩石的熔融程度向下递增、稀土尤其是轻稀土富集的混合岩基体逐渐解体。地质探洞中发现了大量中、基性脉岩。与花岗岩相对应，岩脉也有早、晚两期。地球化学的测试结果表明，中、基性岩脉轻、重稀土元素分馏强烈，稀土元素配分曲线为轻稀土元素富集的右倾斜型，铕亏损不明显并有弱的负Ce异常。与大洋玄武岩相比，中、基性脉岩以Sr、K、Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE)富集，Ti、Y、Yb等高场强元素(HFS)亏损为显著特征，揭示形成岩脉的中基性岩浆并非地幔岩浆分异的结果。综合上述研究结果，作者在花岗岩原地重熔理论的基础上，建立了上磜地区的构造岩浆演化模型，系统解释了该区的各种地质地球化学资料。复式花岗岩及与其有关的各种地质现象，包括边缘混合岩、伟晶岩、石英萤石脉以及各类中基性岩脉等，在模型中构成了一个有机的整体，揭示出本区地壳在中生代至少经历了两次原地熔融或重熔事件，共存于上磜地区的混合岩、花岗岩和中基性岩脉等，是这两次事件的综合结果。在此基础上，作者进一步结合区域地质、地球物理资料，对现有的粤北大弯－惠州港口的地壳结构剖面进行了重新解译，其结果不但为本区的中基性岩脉的物质可能来自壳内重熔层中下部的认识提供了重要证据，同时发现地震波速界面与重熔花岗岩层的上界面有极好的对应性。可以认为，如果后者能被进一步证实，以往获得的所有陆壳结构断面，都有必要重新认识。

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作者
马浩明;
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作者单位

中山大学;

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授予单位中山大学;
学科矿物学、岩石学、矿床学
授予学位博士
导师姓名陈国能,Rodney H.Grapes;
年度 2006
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类混合岩化作用及岩石;
关键词
复式岩体; 混合岩; 岩石成因;

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