甘肅天水地區(qū)清水—張家川早古生代變質(zhì)火山巖巖石地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義.pdf

1、本文以地球化學(xué)研究為主，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖石大地構(gòu)造學(xué)、同位素年代學(xué)及巖相學(xué)等方面的分析對甘肅天水地區(qū)祁連－西秦嶺造山帶接合部位清水－張家川早古生代變質(zhì)基性火山巖和中酸性火山巖進(jìn)行系統(tǒng)研究，確定其形成時代，識別其成因和大地構(gòu)造環(huán)境，探討火山巖在區(qū)域上的歸屬，進(jìn)而闡明研究區(qū)的古板塊構(gòu)造演化歷史，解決前人研究尚存爭論的問題，提出新的看法，同時為探討祁連－西秦嶺構(gòu)造交接部位的交接關(guān)系及形成與演化乃至中國大陸造山帶的基本特征及大陸動

2、力學(xué)探索提供重要基礎(chǔ)科學(xué)資料。 通過對清水－張家川早古生代變質(zhì)火山巖的研究，取得以下主要新進(jìn)展和初步認(rèn)識：(1)清水－張家川早古生代變質(zhì)火山巖主要由南部的早奧陶世紅土堡變質(zhì)基性火山巖和北部的奧陶紀(jì)陳家河群變質(zhì)中酸性火山巖組成，二者為構(gòu)造接觸關(guān)系。 (2)紅土堡變質(zhì)基性火山巖以灰綠色變質(zhì)玄武巖為主夾少量灰白色－淺灰色硅質(zhì)巖，有少量同時代同成分的輝綠巖墻順層侵入其中。變基性火山巖屬于低鉀拉斑玄武巖系列；稀土元素分布形式呈LR

3、EE弱富集型，具較高的∑REE，無明顯Eu異?；蛉醯恼惓＃忻黠@Ce負(fù)異常；弱富集大離子親石元素(K、Rb、Sr、Ba)，富集Th，貧Cr、Ni，具Nb、Ta和Zr負(fù)異常，La/Nb比值大于1，無明顯Ti負(fù)異常；微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征表明基性巖漿來源于受俯沖流體交代的富集地幔楔，并遭到陸殼物質(zhì)的混染。地質(zhì)和地球化學(xué)特征及其構(gòu)造環(huán)境判別顯示基性火山巖可能形成于匯聚板塊邊緣的弧后板內(nèi)裂陷－小洋盆構(gòu)造環(huán)境。 (3)陳家

4、河群變質(zhì)中酸性火山巖以變質(zhì)流紋巖和英安巖為主。變中酸性火山巖屬于低鉀－鉀質(zhì)鈣堿性系列；稀土元素分布型式呈LREE富集型，具較高的∑REE，HREE較平坦，有明顯Eu負(fù)異常；富集大離子親石元素(K、Rb、Ba)，強烈富集Th，虧損P、Ti、Cr等高場強元素，具Nb、Ta負(fù)異常；Sr-Nd-Pb同位素特征表明巖漿來源于受俯沖流體交代的富集地幔和地殼物質(zhì)部分熔融的混合源區(qū)。地質(zhì)和地球化學(xué)特征及其構(gòu)造環(huán)境判別顯示中酸性火山巖可能形成于陸緣火山弧

5、構(gòu)造環(huán)境。 (4)結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，祁連造山帶東端地區(qū)在早古生代板塊構(gòu)造演化階段于奧陶紀(jì)早期伸展拉張，形成具有弧后裂陷－小洋盆性質(zhì)的紅土堡基性火山巖帶，奧陶紀(jì)中晚期該洋盆向北俯沖形成以陳家河群為代表的陸緣弧型中酸性火山巖。地質(zhì)和地球化學(xué)特征的分析基本探明了清水－張家川變質(zhì)基性和中酸性火山巖的大地構(gòu)造背景及其所在的楊家寺－紅土堡－鳳閣嶺變質(zhì)基性火山巖和胡毛－新城變質(zhì)中酸性火山－沉積巖帶在早古生代的構(gòu)造演化過程。 (5)通過

6、與秦嶺造山帶早古生代草灘溝群變質(zhì)火山巖和鸚鴿嘴蛇綠混雜巖及北祁連造山帶奧陶紀(jì)白銀廠礦田變質(zhì)火山巖的對比研究表明，清水－張家川變質(zhì)火山巖系在北秦嶺未出現(xiàn)延伸，不屬于二郎坪變質(zhì)火山巖帶的一部分，不是秦嶺商丹帶的西延；也不屬于北祁連加里東構(gòu)造帶南帶變質(zhì)火山巖系的一部分。這些對比結(jié)果從火山巖研究角度為探討祁連－西秦嶺造山帶構(gòu)造結(jié)合部位在早古生代的交接構(gòu)造關(guān)系提供了必要的證據(jù)。 (6)研究區(qū)所在的祁連構(gòu)造帶與北秦嶺構(gòu)造帶在早古生代時的接合

7、關(guān)系是北秦嶺向西延伸變化為由微地塊分割的多個有限洋盆和小洋盆系統(tǒng)，在早古生代從洋盆打開并發(fā)育有不同類型蛇綠巖或裂谷火山巖等到發(fā)生沿多個俯沖帶向北的俯沖，形成多個火山巖漿島弧構(gòu)造帶直至志留紀(jì)俯沖碰撞造山。由紅土堡基性火山巖系和陳家河群火山－沉積巖系等組成的早古生代楊家寺－紅土堡－鳳閣嶺弧后裂陷小洋盆和胡毛－新城中酸性火山島弧帶是其中之一。這些初步認(rèn)識為進(jìn)一步探討祁連－西秦嶺造山帶構(gòu)造交接部位的形成與演化乃至中國大陸造山帶的基本特征及大陸動