造山带岩浆作用与区域构造演化 ——以大别造山带及其邻区为例

论文摘要

本文结合构造地质、盆地演化和深部结构探测的最新成果,重点研究大别造山带及邻区的燕山期岩浆岩的构造岩浆序列、成因类型、深部作用及构造背景,分析岩浆作用与区域构造演化关系及大别造山带地球动力学演化过程。取得了以下主要进展:1、建立了区域构造演化模式,将研究区中生代构造演化划分为印支期俯冲碰撞、侏罗纪陆内挤压—隆升、早中白垩世热窿伸展和早白垩世晚期—晚白垩世断陷伸展等四个阶段。2、结合同位素资料及岩体的空间展布、构造变形和相互穿切关系,划分了岩浆活动期次和构造—岩浆组合,建立了构造—岩浆事件序列。认为大别造山带燕山期主要有中侏罗世（166-154Ma）、晚侏罗世（138-135Ma）、早白垩世早期（134—126Ma）、早白垩世早中期（130—120Ma）和早白垩世中晚期等几期岩浆活动。3、研究了不同类型侵入岩的成因类型,认为高Sr低Y型侵入岩主要特征与埃达克岩相似,为增厚地壳底部部分熔融的产物;高Sr高Y型侵入岩是增厚地壳部分熔融岩浆与富集型岩石圈地幔低程度部分熔融形成的碱性基性岩浆混合作用产物;富Mg的高Sr低Y型中酸性侵入岩是拆沉下地壳部分熔融作用产物,并在岩浆上升过程中受幔源橄榄岩的交代、混染;低Sr型花岗岩是正常深度中下地壳部分熔融的产物;过碱性正长岩则是低压条件下幔源碱性玄武质母岩浆分离结晶作用的结果。4、分析了Sr、Nd同位素组成,认为大别造山带从中侏罗世到晚侏罗世,侵入岩幔源物质贡献的明显增高,白垩纪岩浆源区从早到晚则可能由含较多幔源物质的下地壳向陆壳物质占优的中上地壳迁移。5、中侏罗世因俯冲板片的断离作用导致热的软流圈上涌,诱发造山带增厚地壳底部部分熔融;新提出幔源岩浆底侵作用始于晚侏罗世,与下地壳底部部分熔融产生的岩浆发生混合。早白垩世早期（135-130Ma）底侵作用达到高峰,由上涌软流圈地幔及富集岩石圈地幔部分熔融产生的熔体底侵在壳幔过度层,并与下地壳相互作用;早白垩世早中期（130—120Ma）发生了大规模拆沉作用,导致造山带伸展、崩塌和热的软流圈物质上涌,造成大规模低Sr型花岗质岩浆和镁铁—超镁铁质岩浆作用。6、论证了大别造山带燕山期存在独立的造山作用旋回,燕山期陆内造山作用叠加在印支期俯冲碰撞造山带之上。7、提出印支期陆间造山带是冷板块俯冲—碰撞结果,地温梯度低,属一种“冷”的造山带。燕山期陆内造山作用可能与软流圈物质上涌有关,造山带向“热”的方向演化。8、燕山早期的陆内挤压造山仍受古特提斯构造体系控制,早白垩世早期造山带已开始向滨太平洋构造域转换,燕山期大别陆内造山带由挤压向伸展转化实质上是两大构造体制域转换的结果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1. 引言
• 1.1 研究现状及问题的提出
• 1.2 选题的依据及内容
• 1.3 研究方案和工作安排
• 1.4 主要结论、进展
• 2. 区域地质背景
• 2.1 构造单元划分与地质概况
• 2.1.1 大别造山带
• 2.1.2 华北陆块南缘
• 2.1.3 扬子陆块北缘
• 2.2 主要边界断裂特征
• 2.2.1 六安断裂
• 2.2.2 晓天—磨子潭断裂
• 2.2.3 郯庐断裂带
• 2.2.4 黄栗树—破凉亭断裂
• 3. 盆地沉积建造与盆山耦合关系分析
• 3.1 盆地充填序列
• 3.1.1 沿江前陆盆地
• 3.1.2 合肥盆地
• 3.2 盆山耦合关系分析
• 3.2.1 中、晚三叠世盆山耦合关系
• 3.2.2 侏罗纪盆山耦合关系
• 3.2.3 早白垩世早中期盆山耦合关系
• 3.2.4 早白垩世晚期—晚白垩世盆山耦合关系
• 4. 中生代构造格局及区域构造演化
• 4.1 中生代构造变形特征
• 4.1.1 大别造山带
• 4.1.2 合肥盆地
• 4.1.3 华北陆块南缘
• 4.1.4 扬子陆块东北缘
• 4.2 中生代区域构造演化
• 4.2.1 印支期俯冲—碰撞阶段
• 4.2.2 侏罗纪陆内挤压—隆升阶段
• 4.2.3 早中白垩世热窿伸展阶段
• 4.2.4 早白垩世晚期-晚白垩世断陷伸展阶段
• 5. 岩浆岩时空分布及构造-岩浆序列
• 5.1 中生代岩浆岩时空分布
• 5.1.1 大别造山带
• 5.1.2 华北陆块南缘蚌埠隆起带
• 5.1.3 杨子陆块东北缘
• 5.2 锆石Shrimp U-Pb年代学研究
• 5.2.1 方法简介
• 5.2.2 分析测试结果
• 5.3 岩浆活动期次及构造-岩浆序列
• 5.3.1 岩体展布、变形及相互间穿切关系
• 5.3.2 岩浆活动期次
• 5.3.3 构造-岩浆序列划分
• 6. 岩石地球化学特征
• 6.1 大别造山带中生代侵入岩石地球化学
• 6.1.1 中、晚侏罗世侵入岩
• 6.1.2 早白垩世早、中期侵入岩
• 6.1.3 早白垩世晚期侵入岩
• 6.2 华北陆块南缘蚌埠隆起带中生代侵入岩岩石地球化学
• 6.2.1 主元素特征
• 6.2.2 稀土元素特征
• 6.2.3 微量元素特征
• 6.3 扬子陆块东北缘中生代侵入岩石地球化学
• 6.3.1 主元素特征
• 6.3.2 稀土元素特征
• 6.3.3 微量元素特征
• 7. Sr-Nd同位素地球化学特征
• 7.1 大别造山带中生代岩浆岩Sr-Nd同位素组成
• 7.1.1 侏罗纪侵入岩
• 7.1.2 白垩纪侵入岩
• 7.2 华北陆块南缘、扬子陆块东北缘岩浆岩Sr-Nd同位素组成
• 7.2.1 华北陆块南缘蚌蚌隆起带
• 7.2.2 扬子陆块东北缘
• 7.3 Sr-Nd同位素对岩浆源区的制约
• 8. 岩石成因类型与源区分析
• 8.1 高Sr低Y型花岗质岩石-增厚下地壳的部分熔融作用
• 8.2 富Mg高Sr低Y型花岗质岩-拆沉下地壳部分熔融作用
• 8.3 高Sr高Y型花岗质岩石-壳幔混合作用
• 8.4 低Sr型花岗岩-中下地壳的部分熔融作用
• 8.5 过碱性正长岩-幔源岩浆分异作用
• 9. 岩浆作用的动力学背景及深部过程
• 9.1 构造岩浆演化与构造环境判别
• 9.1.1 大别造山带
• 9.1.2 蚌埠隆起带
• 9.1.3 扬子陆块东北缘
• 9.2 构造-岩浆序列的动力学背景及深部作用过程
• 9.2.1 大别造山带
• 9.2.3 华北陆块南缘蚌埠隆起带
• 9.2.3 扬子陆块东北缘
• 10. 燕山期陆内造山作用及其演化
• 10.1 独立的造山运动-燕山期造山作用
• 10.2 燕山期陆内造山作用演化与深部制约因素浅析
• 10.2.1 燕山期造山作用演化
• 10.2.2 燕山期陆内造山作用深部制约因素浅析
• 10.3 燕山期陆内造山作用与构造体制域转换讨论
• 10.3.1 燕山期大别造山带由挤压向伸展转换时间
• 10.3.2 燕山期大别陆内造山作用与构造体制域转换
• 致谢
• 主要参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 个人简历