赣东北蛇绿混杂岩岩石学、岩石地球化学及年代学研究

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赣东北地区在大地构造上处在扬子板块与华南褶皱带的拼贴部位,属于扬子板块东南缘的江南造山带东段。赣东北地区蛇绿混杂岩主要分布在弋阳樟树墩、漆工,德兴西湾、落湾、茅桥,婺源中村等地的“赣东北深大断裂带”中,呈NNE向带状展布,北延浙江境内,南西至弋阳中港坂一带。本文在收集前人资料的基础上,对赣东北蛇绿混杂岩进行野外地质勘查,岩石薄片鉴定,岩石地球化学分析及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,阐述了赣东北蛇绿混杂岩的岩石学特征、岩石地球化学特征以及形成年代,并探讨了赣东北地区的构造演化历史。论文取得了以下认识:(1)赣东北樟树墩蛇绿混杂岩由20余个大小不一的岩块所组成,岩性主要有蛇纹石化橄榄辉石岩、蛇纹岩、辉长岩、玄武岩、辉绿岩等。其中蛇纹岩呈现墨绿色、黑绿色,鳞片变晶结构,块状构造。矿物成分主要为橄榄石、蛇纹石,磁铁矿,方解石。蛇纹石化的橄榄辉石岩呈灰绿色、灰黑色,纤维状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为蛇纹石、辉石、橄榄石。辉长岩呈暗灰色、黑灰色,辉长结构,块状构造。主要矿物成分为普通辉石和斜长石。玄武岩呈黑色、暗绿色,斑状结构,块状构造。斑晶成分主要为辉石和斜长石。辉绿岩呈暗绿色、黑绿色,隐晶质结构,块状构造。矿物成分主要有辉石、斜长石、绿泥石、黄铁矿。(2)赣东北蛇绿混杂岩的岩石地球化学表明:样品具有低MgO(5.30%7.94%)和K2O(0.52%1.51%)、中等TiO2(1.48%2.05%)、高Na2O(2.89%4.47%)的特点,属于拉斑玄武岩系列;赣东北蛇绿混杂岩样品稀土元素∑REE范围在56.64×10-674.59×10-6之间,LREE范围在41.08×10-652.84×10-6之间,HREE范围在13.97×10-621.75×10-6之间,LREE/HREE=2.433.02,富集轻稀土元素,LaN/YbN比值在1.692.63之间,明显大于1,δEu=0.831.12,无明显的铕异常。其微量元素表现为大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、K、Sr、Nd、Pb富集,高场强元素(HFSE)富集程度与E-MORB相当,明显区别与OIB和N-MORB,具有与富集型洋脊玄武岩(E-MORB)类似的特征(富集LREE和不相容元素),表明了赣东北蛇绿混杂岩形成于大洋中脊初始扩张阶段,后期受到由板块俯冲所导致的流体交代富集作用影响。(3)樟树墩辉长岩的阴极发光图像及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明:锆石多为无色透明,呈短柱状,晶体颗粒不完全不磨圆,大部分锆石具有明显的环带结构,属于典型的岩浆结晶成因,锆石的Th/U比值在0.220.53之间,均大于0.1,表明了锆石具有岩浆锆石的特征。所测试38颗锆石的40个测点206Pb/238U加权平均年龄为1094±6.2Ma(MSWD=0.81),该年龄代表了辉长岩的结晶时代,表明了樟树墩蛇绿混杂岩所代表的洋壳形成的时代为中元古代晚期。(4)赣东北地区构造演化如下:1100950Ma:大洋扩张阶段,发育大洋中脊型的赣东北蛇绿岩;950870Ma:洋壳俯冲阶段,发育岛弧环境的双溪坞群;870820Ma:岛弧发育阶段,形成赣东北登山群的大规模火山岩,同时弧后发生扩张,形成弧后洋壳,发育弧后盆地环境的皖南伏川蛇绿岩;820Ma:大洋及弧后盆地闭合阶段,形成大范围不整合界面,并发育同造山S型花岗岩和后造山A型花岗岩。
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