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论文选取湖南境内安江、隘口、沅陵、沧水铺、浏阳文市等五个地区开展了中-新元古代岩浆岩详细的锆石U-Pb年代学、岩石学,系统的主微元素和Sr-Nd同位素地球化学等综合研究,探讨了湖南中-新元古代岩浆岩成因及其动力学背景,进而讨论华南在Rodinia重建中的位置以及Rodinia超大陆裂解在扬子南缘的响应。论文主要获得了以下研究结果和认识:
(1)湘西黔阳安江镇辉绿岩(99AJ-17)锆石U-Pb年龄为814.7±6.3 Ma(n=13,MSWD=0.85),湘西隘口基性-超基性岩(99AK-6)钻石U-Pb年龄为831.6±9.7 Ma(n=9,MSWD=0.20),沧水铺火山岩代表性样品(CSP-18)锆石U-Pb定年结果823±12 Ma(n=8,MSWD=0.57),三者在误差范围具有一致的年龄结果(约为820 Ma),与导致Rodinia超大陆裂解的~825Ma华南地幔柱活动时间一致。
(2)湘西基性-超基性岩主要是碱性玄武岩,混染较弱的样品具有亏损的Nd同位素组成(εNd(t):4.6~6.2)和类似OIB的微量元素特征,这暗示湘西基性-超基性岩可能形成于大陆裂谷环境,其源区具有类似OIB组成的元素-同位素特征。湘西基性-超基性岩元素同位素特征暗示其可能是Rodinia超大陆裂解形成的产物。
(3)沧水铺地区新元古代火山岩为一套中酸性的高镁安山岩,属亚碱性岩类,以富集LREE和LILE为特征,具相对高的初始87Sr/86Sr(0.7051-0.7157)和较低的εNd(t)值(-8.56~-2.32),沧水铺火山岩有其独特Sr-Nd同位素组成更可能是含交代脉体橄榄岩低度部分熔融形成。结合野外地质情况,沧水铺组认为是新元古界最低层位的同沉积火山岩,位于“晋宁-四堡”造山不整合面之上,是华南裂谷作用始于820 Ma左右的表现之一。约820Ma的湘东沧水铺火山岩很可能是Rodinia超大陆中新元古代大范围岩浆作用的一部分,这些岩浆事件很可能与地幔超柱活动相关。
(4)约~820Ma的湘西基性-超基性岩和湘东火山岩的地球化学特征说明它们的成岩环境是大陆板内或裂谷环境,与华南同时期的板内裂谷成因的火成岩一样可能都是华南地幔柱活动的产物。这些岩石的成因研究表明,华南在新元古代中期可能不是被活动大陆边缘包围的俯冲环境,而很可能是地幔柱导致的大陆裂解环境。从而支持华南位于澳大利亚和Laurentia大陆之间的Rodinia超大陆重建模式。
(5)湘东北文市地区中元古代基性岩进行了较为系统的元素地球化学和Sr-Nd同位素组成研究,研究表明:该玄武岩岩石样品SiO2=49.48~51.94%,Al2O3=14.14-15.30%,K2O+Na2O=1.42-2.87%,TiO2=0.61-0.93%,MgO=7.43-10.20%,Mg#=0.54-0.63,(La/Yb)CN=0.28-0.43,(Gd/Yb)CN=0.67-0.80;Eu*/Eu=0.88-1.15,属拉斑玄武岩,以高度亏损LREE和LILE、HFSE为特征,εNa(t)=3.34~9.81,表明其地幔源区是极度亏损的。具有与现代N-MORB特征和蛇绿岩套基性岩相似的地球化学组成,呈现N-MORB特征。是亏损的洋中脊地幔部分熔化的产物,因而该岩石可能是古洋壳的组成部分。