论文部分内容阅读
花岗岩是大陆地壳的重要组成部分,其岩浆作用是大陆地壳内部热和物质传递最主要的机制。探索花岗岩的成因及其与大陆地壳生长或深部的壳-幔相互作用过程,是目前花岗岩研究的一个重要的前沿课题。海南岛二叠纪—三叠纪侵入岩的岩石成因和对应的形成背景存在较大的争议。对于海南岛二叠纪—三叠纪侵入岩及其构造背景的研究不仅可以深入认识海南岛的构造演化,而且可以为华南晚古生代-早中生代的地质演化提供新的制约。本论文以海南岛二叠纪—三叠纪花岗质岩体为研究对象,在详细野外调查的基础上,通过系统的岩相学、U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素分析,以及地球化学分析,建立起了研究区二叠纪—三叠纪岩浆活动的时空格架,探讨了该期花岗质岩石的成岩模型,并结合前人对区域岩浆活动、构造变形、沉积建造等方面的研究成果,讨论海南岛以及华南晚古生代晚期至中生代岩浆作用的可能构造背景和地球动力学过程。
对岛内二叠纪—三叠纪花岗质侵入岩的锆石原位U-Pb定年结果以及结合已发表的年龄数据表明,岛内二叠纪岩体其形成于272~254Ma,呈现出往北东向年轻化的趋势。三叠纪侵入岩形成于249~227Ma,其在时空上并没有明显的变化趋势。二叠纪侵入岩属于钾玄质-高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质,整体具有大陆弧Ⅰ型花岗岩类的特征。钾玄质样品的地球化学特征指示了其形成于经历了LILE和LREE的交代富集的EMⅡ型地幔源区(含金云母的石榴子石橄榄岩),交代作用可能与俯冲带流体/含水熔体有关,为俯冲作用过程中交代富集地幔楔部分熔融的产物。高钾钙碱性样品起源于与钾玄质样品相似的EMⅡ型富集地幔源区,两者在微量元素和Sr-Nd-Hf同位素特征上的差别可能与源区的不均一性和岩浆演化过程中的地壳物质混染作用有关。三叠纪花岗质侵入岩以准铝质到弱过铝质为主,亦具有钾玄质-高钾钙碱性系列特征。分类上,三叠纪岩体属于Ⅰ-型和A-型两类,其中A-型又可以细分为两类(第1组和第2组),两类均为A2型花岗岩。Ⅰ-型花岗质岩石的地球化学特征表明,其为经受富集交代作用的地幔部分熔融的玄武质/安山质岩浆经过高程度的分异的产物,在源区和岩石成因上与二叠纪侵入岩具有相似性。A-型花岗岩的成因复杂多样,第1组A-型花岗岩由壳-幔边界相互作用带内的富集地幔和饱满型长英质麻粒岩下地壳物质部分熔融而成;而第2组A-型花岗岩的成因在不同地区的样品差异较大,一种情况是与区内三叠纪Ⅰ-型花岗质岩石的成因类似,可能由富集地幔的部分熔融产生的中基性岩浆经高程度分异而成,另一种为幔源和壳源岩浆混合的结果。
整体来看,海南岛二叠纪侵入岩的地球化学特征显示了岩浆活动与俯冲作用有关。三叠纪侵入岩类型复杂,从Ⅰ-型、A-型花岗岩和基性侵入岩均有出现,暗示其形成于伸展的背景。结合区域岩浆活动、构造变形及沉积建造,本文认为海南岛二叠纪—三叠纪岩浆作用主要受到特提斯构造域的影响,与古特提斯构造域的演化密切相关。总之,海南岛二叠纪—三叠纪岩浆活动是古特提斯的俯冲闭合、印支块体和华南块体的陆-陆碰撞以及随后发生的碰撞后造山带伸展垮塌的响应,暗示了华南块体在晚古生代—早中生代受控于古特提斯构造域,其向古太平洋构造域的转换发生在早侏罗世晚期—早中侏罗世。