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1、分布面積達(dá)20萬(wàn)km2的塔里木早二疊世火成巖一直以來(lái)是地質(zhì)學(xué)家們研究的重點(diǎn)。本文系統(tǒng)研究塔里木早二疊世火成巖的年代學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素特征及巖石成因,重點(diǎn)探討火成巖的演化序列及深部地質(zhì)作用過(guò)程。論文取得了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):
1.在項(xiàng)目組提出塔里木早二疊世大火成巖省的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步論證了塔里木大火成巖省的存在。大火成巖省巖石種類(lèi)豐富,包括超基性巖類(lèi)、基性巖類(lèi)和中酸性巖類(lèi)。超基性巖類(lèi)為超鎂鐵質(zhì)巖、爆破角礫巖和輝石巖,基性巖
2、類(lèi)包括玄武巖和輝綠巖,中酸性巖類(lèi)為正長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)斑巖。其中基性巖類(lèi)范圍最廣,分布于阿瓦提坳陷、滿(mǎn)加爾坳陷西部、塔北隆起西部、巴楚隆起和塔中隆起和塔西南坳陷等地區(qū),估計(jì)分布面積在20萬(wàn)km2以上。
2.高精度鋯石SHRIMP U-Pb定年結(jié)果顯示,柯坪玄武巖最早噴發(fā)年代在290Ma左右(289.5±2.OMa),最后一次噴發(fā)的時(shí)代大概在289Ma(288.9±3.4Ma);正長(zhǎng)斑巖的SHRIMP U-Pb年齡為278.42±.
3、2Ma,與正長(zhǎng)巖體的年齡相近(277~278Ma)。結(jié)合地層古生物等資料,認(rèn)為塔里木早二疊世火成巖的時(shí)間序列為:早期玄武巖噴出和超基性巖的侵入,其后輝綠巖侵入,最后是正長(zhǎng)巖體和正長(zhǎng)斑巖巖脈的侵入。這一演化序列得到地球化學(xué)證據(jù)的支持。
3.塔里木早二疊世大火成巖省各類(lèi)火成巖的SiO2含量為31~67%,且具有雙峰式火成巖特征。瓦基里塔格爆破角礫巖和輝綠巖、塔北玄武巖、小海子超鎂鐵質(zhì)巖和輝綠巖及正長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)斑巖均為堿性系列;柯
4、坪輝綠巖與柯坪玄武巖為堿性-亞堿性過(guò)渡系列?;鸪蓭r的地球化學(xué)組成以富集大離子親石元素和高場(chǎng)強(qiáng)元素,虧損重稀土元素為特征,與OIB微量元素特征相似。Ta/Hf比值和Nd同位素初始值指示兩類(lèi)火成巖:一類(lèi)為柯坪玄武巖,具有負(fù)的εNd值,主要與富集的大陸巖石圈地幔有關(guān);另一類(lèi)為塔北玄武巖及各區(qū)的侵入巖,εNd值大于0,代表虧損型地幔來(lái)源。
4.塔里木早二疊世大火成巖省的巖漿演化以結(jié)晶分異為主,包括橄欖石、單斜輝石及斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶
5、,基本沒(méi)有受到同化混染作用的影響。塔里木早二疊世大火成巖省主要來(lái)源于兩種源區(qū):柯坪玄武巖來(lái)源于尖晶石-石榴石二輝橄欖巖約5%的部分熔融;超鎂鐵質(zhì)巖和輝石巖均來(lái)自石榴石二輝橄欖巖,熔融程度分別為~16%和~5%左右;其他巖類(lèi)均為這兩種巖漿演化或相互作用的產(chǎn)物。
5.塔里木早二疊世大火成巖省源于地幔柱的作用。地幔柱上升引起區(qū)域地殼的抬升;巨量的大陸溢流玄武巖在短時(shí)間內(nèi)噴發(fā),持續(xù)時(shí)間為1~2Ma;發(fā)育大量的二疊紀(jì)基性巖墻群;酸性
6、巖漿的侵入,代表幔柱巖漿活動(dòng)的結(jié)束;高鎂巖漿巖與地幔熱柱有關(guān);微量元素比值(如Ta/Hf>0.3)和同位素成分特征等都支持地幔柱成因假說(shuō)。
6.針對(duì)塔里木早二疊世大火成巖省的特征,提出塔里木大火成巖省成因模式,即早期高熱的地幔柱引起了巖石圈地幔的低程度部分熔融,后期地幔柱絕熱減壓引起地幔柱自身熔融。它不同于巴哈納型(單一的巖石圈熔融)和德干型(單一的地幔柱熔融)。
7.塔里木早二疊世大火成巖省的演化過(guò)程為:地
7、幔柱上升并與塔里木巖石圈地幔相互作用,引起了巖石圈地幔的低程度部分熔融,形成玄武質(zhì)巖漿;當(dāng)熔融的巖漿積聚到一定的壓力,最終突破巖石圈,噴溢出地表,形成溢流玄武巖;玄武巖大面積噴發(fā)之后,地幔柱獲得了更多的上升空間,短時(shí)間內(nèi)迅速上升、減壓,造成地幔柱本身開(kāi)始熔融,形成高鎂巖漿,可形成超鎂鐵質(zhì)巖和爆破角礫巖筒;分離結(jié)晶出的輝石上升后形成輝石巖巖體;原始巖漿進(jìn)一步演化,可以輝綠巖巖墻或塔北玄武巖的形式侵入或噴出地表;最后,玄武質(zhì)巖漿經(jīng)結(jié)晶分異作
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