华南印支期花岗岩成因与板内造山作用

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对于中生代时期中国东南大陆构造框架、动力学性质和应力状况的认识,至今尚未建立起公认的模式。但地质学家们已普遍注意到,中生代时期华南先后历经两大构造运动,即印支运动(早中生代)和燕山运动(晚中生代)。因此,中生代的地质问题本质上是这两大构造运动的动力学及其物质表现形式问题。鉴于先前的研究多致力于对燕山期构造-岩浆运动的研究,而对印支运动特别是对华南印支期板内构造岩浆演化的研究相对薄弱. 本文在对湖南境内的白马山、关帝庙、瓦屋塘和阳明山岩体进行全面的的岩石学、元素地球化学、Sr-Nd同位素、锆石年代学研究的基础上,结合沩山岩体、诸广山岩体、青障山(又称龙源坝)岩体、贵东岩体、白面石岩体、五里亭岩体、丫江桥岩体和越城岭岩体的岩石学、年代学和地球化学资料,探讨华南印支期岩浆作用和板内造山作用的特征,以及印支期板内构造—岩浆运动对燕山早浆活动的影响和意义。LA—ICP—MS锆石定年结果显示,白马山岩体的主体(黑云母花岗闪长岩—黑云母二长花岗岩)、瓦屋塘岩体、关帝庙岩体和阳明山岩体的年龄分别为204.5±2.8Ma~209.2±3.8Ma、204.5±3.0Ma、203.0±1.6Ma~208.0±3.2Ma和218±3.4Ma,属于印支晚期花岗岩,而白马山岩体中的二云母花岗岩形成于燕山早期,年龄为176.7±1.6Ma。结合其他岩体已有的年代学资料,认识到华南内陆,尤其是湖南境内的印支期花岗岩主要以印支晚期(<230Ma)为主,一些岩体表现为印支期—燕山期复式花岗岩岩体。在岩石类型上,本区印支期花岗岩可分成两类:一类为含白云母花岗岩类(简称MG),主要包括二云母(白云母)花岗岩和电气石白云母花岗岩,以含原生白云母为主要特征;另一类为不(少)含原生白云母,含少量角闪石的黑云母花岗岩类(简称BG),包括黑云母二长花岗岩和黑云母花岗闪长岩。通过对这两类花岗岩的年代学、元素地球化学和同位素地球化学的全面对比研究,可知MG为强过铝质花岗岩(A/CNK>1.1,CIPW标准矿物C含量多>2%),以含较低的FeOt、MgO、TiOz、CaO,较高SiO2和P2O5为特征;富集Rb、Th、U、K、Ta、Pb、Hf和亏损Ba、Sr、Nb、Eu、Ti;负Eu异常显著,稀土总量和轻稀土含量相对较低;具有高(87Sr/86Sr)i、低εNd(t)的同位素特征;主要来源于古元古代以变质泥岩为主的陆壳物质,以白云母的脱水熔融反应为主。BG则以弱过铝质花岗岩为主(1<A/CNK<1.1,CIPW标准矿物C含量多<2%),具较高的FeOt、MgO、TiO2、CaO,较低SiO2和P2O5含量;微量元素和同位素特征上和MG类似,也富集Rb、Th、U、K、Ta、Pb、Hf,贫Ba、Sr、Nb、Eu、Ti;负Eu异常较显著,具有高(87Sr/86Sr)i、低εNd(t)特征,但稀土总量和轻稀土含量均高于MG:其源岩主要为古元古代成熟度较低的变质杂砂岩质地壳,熔融反应以黑云母脱水熔融为主。此外,在岩浆演化过程中,两类花岗岩均都发生了明显的长石矿物分离结晶作用,并辅以少量褐帘石、独居石等副矿物的分离结晶。白马山岩体中暗色微粒包体(简称MME)的锆石LA—ICP—MS定年结果为205.1±3.9Ma和209.2±3.8Ma,与其寄主岩年龄相当。综合白马山、沩山和关帝庙印支岩体中包体的野外地质、岩相学和地球化学特征的分析,表明这些岩体中的包体均为同源包体,成因主要受控于印支期花岗质岩浆的熔离作用。白马山和沩山复式岩体中的燕山早期花岗岩,其地球化学特征与印支期花岗岩相似,且两期花岗岩表现出连续的演化关系,表明燕山早期花岗岩是与印支期花岗岩同源的岩浆在经历了一定程度的分异演化后,在燕山早期板内拉张裂解的后造山(post—orogenic)构造背景下,再次侵位结晶的产物,说明印支运动对华南地区的影响是深远的。根据对华南全境印支期构造演化特征的全面分析,并结合地球化学的判别,表明研究区内的印支期花岗岩为板内同碰撞型花岗岩,形成于印支期板缘碰撞引起的板内挤压的构造背景,是加厚地壳部分熔融的产物,其中印支早期的花岗质岩浆主要受印支—华南板块碰撞引起的地壳挤压、加厚作用的控制,而印支晚期的花岗质岩浆则受华南—华北板块碰撞产生的陆内挤压作用的影响显著。而另一方面,华南内陆的印支期花岗岩以印支晚期为主,不仅表明印支晚期的构造运动对本区印支期花岗岩的形成影响巨大,而且促成了印支早期的花岗岩于晚期再次侵位—结晶。
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