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研究表明,华南陆块东段武夷山、赣中-赣南一带保留有华南最大面积、最老时代的变质基底,主要由各种板岩、片岩、片麻岩变火山岩以及、混合岩、变侵入岩等。同时,也保留了露头连续、范围宽广的震旦纪-奥陶纪沉积岩层,主要由砂岩、长石砂岩、粉砂岩、含碳质页岩、粉砂质泥岩夹灰岩层或透镜体组成,可见波痕、印模、泥包砂或砂包泥等浅海相沉积构造。在早古生代晚期(晚奥陶世-志留纪),受板内块体相互挤压拼贴的影响,原震旦纪-奥陶纪巨厚沉积物发生强烈褶皱变形、叠瓦推覆,并发生了区域低绿片岩相变质作用和中-深地壳层次的韧滑流变,形成宽广的造山带,区域内尚未见到同期的蛇绿岩、火山岩和浊积岩。强烈的挤压使地壳发生显著的缩短加厚,导致温度增高。随着高产热元素在加厚带的浓聚,温度不断升高;当温度达到五、六百度或更高的时候,遂使地壳岩层被软化,继而发生部分熔融,形成铝过饱和花岗岩浆;然后,在后造山伸展-减压背景下上升侵位,形成花岗岩体。 资料表明,虽然前人对华南花岗岩做过大量工作,取得了令世人瞩目的研究成果。但是,以往的研究多集中在岩石学和几何学特征方面,很少高质量的岩石地球化学数据,导致构造属性不明。而且,岩浆成因学和花岗岩年代学的研究也相对薄弱。在大量野外地质调查和前人资料分析的基础上,在导师的指导下,本论文选择赣中南金溪、贵溪、宜黄、黎川四个地区有代表性的早古生代花岗岩进行了重点解剖,内容包括岩相学特征、锆石U-Pb定年、原位Hf同位素成分测试、岩石地球化学特征等。野外观察表明,赣中、赣南地区花岗质岩体和围岩在矿物成分与构造上呈渐变关系,岩体边缘可见不规则状砂质板岩残留体,岩体和围岩的片理产状基本一致,残留体中的片理产状也与岩体和围岩的相近,具有原地部分熔融的花岗岩浆成因特征。从岩体中心向外,具有块状花岗岩、混合岩化花岗岩、条带状混合岩、眼球状花岗片麻岩、花岗片麻岩的分带现象,反映中心温度较高,朝边部温度逐渐变低、不对称剪切流变程度逐渐增强的特点。 野外和镜下观察显示,岩体中石英含量高,含有白云母、矽线石等富铝矿物,应属S型花岗岩类。在岩体边部,剪切面理、拉伸线理和矿物线理发育,长石和石英矿物被强烈压扁拉长,呈线状定向排列,岩石中长石和石英矿物不对称剪切组构普遍,反映岩体曾经受过强烈的韧性剪切流变作用。四个花岗岩体的主量元素成分显示,A/CNK值在1.03-1.37之间(13组平均值为1.16),属于强过铝质花岗岩。硅-碱图解表明,它们都属于偏碱性花岗岩,源岩主要由砂屑质岩石组成。四个岩体均富集Rb、Th、U,亏损Ba、Sr、Nb、Ti,属于低Ba-Sr花岗岩范畴,它们的微量元素蛛网曲线接近重合,反映同源成因特征。其稀土总量较高,轻稀土富集,铕负异常明显,具有陆壳物质部分熔融的特征。锆石U-Pb定年结果表明,赣中南四个花岗岩体的结晶年龄基本一致:436.1±5.7Ma(贵溪塘湾,N=22),440.6±4Ma(宜黄界口,N=32),435.9±6.2Ma(黎川,N=21),441.9±3.1Ma(金溪,N=27),相当于志留纪兰多维列世,属于华南早古生代时期花岗岩,是对同期造山事件的响应。另有少量捕获锆石,测年值在700Ma左右,推测是其基底岩石记录到的华南古陆块裂解信息,与罗迪尼亚超大陆裂解相关。锆石Th/U比值大,在0.52-1.54之间,平均值为1.08,具有岩浆结晶锆石的特征。锆石原位Hf同位素成分数据表明,赣中南志留纪花岗岩的εHf(t)值呈现明显负值,表明研究区花岗岩浆基本上来自地壳的部分熔融,没有受到幔源岩浆成分的影响。赣中南地区的航磁负异常以及布格重力负异常的分布与规模和S型花岗岩的规模与分布特征具有良好的对应性。研究表明,华南早古生代造山带是一个宽广的造山带,远离板块边界。研究表明,早古生代期间,研究区不存在深海大洋的沉积特征与岩石组合,不存在超岩石圈断裂,不存在地幔物质的明显添加,迄今尚未发现早古生代蛇绿岩和火山岩,表明研究区早古生代花岗岩的成因与大洋俯冲无关。结合上述岩石学、矿物学、岩石地球化学和同位素地球化学的特征或证据,华南早古生代花岗岩属于板块内部后碰撞型花岗岩。