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花岗岩在地球上广泛分布,是大陆地壳的重要组成部分。花岗岩研究常被用于探讨其成矿过程,地球深部(主要是地壳)的物质组成,构造环境及其地球动力学过程,和地球的分异演化。以上研究的基础是正确理解形成花岗岩浆的源岩,热源,及其形成和演化的过程。多种成岩模式被提出用于解释多样化花岗岩的形成,并在国际上引起了激烈的争论。本论文以华南南岭西部地区的侏罗纪花岗岩为研究对象,通过系统的年代学,岩相学,矿物学,锆石原位Hf-O同位素分析,和全岩地球化学及Sr-Nd同位素,结合实验岩石学的研究成果,探讨了花岗岩的成岩过程和源岩特征。在此基础上,本研究还结合华南新元古以来的地质演化历史,讨论了侏罗纪强烈岩浆作用的可能构造背景和地球动力学过程。
原位锆石U-Pb定年给出了精确的花岗岩结晶年龄,结果表明,南岭西部地区花岗岩主体形成于~165-155 Ma。该时期岩浆作用十分广泛而强烈,形成了具有A-型,I-型,和S-型等不同类型特征的花岗岩,具有多成因的特点。岩石中多种暗色矿物富铁,指示岩浆可能具有低氧逸度的特征。与拉克兰褶皱带(LachlanFold Belt)具典型I-型特征的花岗岩相比,该区花岗岩具有富SiO2、K2O、Fe2O3t、18O和低CaO、Na2O,MgO的特点。地球化学和同位素的变化表明区域范围内花岗岩浆可能主要源自变质沉积岩的部分熔融,并伴随有局部地区的岩浆混合。当地幔岩浆贡献的比例较大时,可形成具有典型I-型特征的花岗岩(例如,九峰岩体的含角闪石黑云母花岗岩)。此外,也有少量的I-型花岗岩由火成岩石直接部分熔融形成。花岗岩地球化学的变化可能主要形成于源区;岩体内多样化花岗岩的形成暗示岩浆房可能是由岩浆以脉状的形式批式侵入逐渐形成的。
华南南岭西部地区侏罗纪花岗岩浆作用包含了古老沉积岩石的改造和新生大陆地壳的形成,不支持华南东南地区存在广泛分布的古元古代(1.7-1.8 Ga)中基性火成岩或沉积岩基底的观点。华南侏罗纪的花岗岩是板内岩浆作用的结果,由软流圈的上升/基性岩浆的底侵和侵入提供热源,可能与底垫的大洋岩石圈(平板俯冲的结果)和壳下岩石圈的拆沉相关。