苏鲁中生代花岗岩地球化学及花岗岩mg-fe同位素分馏若干机理问题的研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）博士学位论文苏鲁中生代花岗岩地球化学及花岗岩Mg-Fe同位素分馏若干机理问题的研究姓名：吴洪杰学号：3001140018研究生：博士研究生专业：矿物学、岩石学、矿床学研究方向：岩浆作用与深部过程指导教师：李曙光副指导教师：2018年5月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforDoctoralDegreeGeochemistryofMesozoicgraniticmagmatismfromtheDabie-SuluOrogenandresearchonsever

2、alfractionalmechanismsofMg-FeisotopesingranitesPh.D.Candidate:HongjieWuMajor:Mineralogy,Petrology,MetallogenyStudyOrientation:MagmatismanddeepprocessDissertationSupervisor:ShuguangLiChinaUniversityofGeosciences(Beijing)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文

3、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学（北京）或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学（北京）有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。□公开□保密（____年）(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：摘要本博士论文对苏鲁造山带侏罗纪花岗岩进行了系统的岩石学

4、、年代学、主微量元素地球化学、Sr-Nd-Pb-Mg-O同位素地球化学研究，主要获得了以下认识：（1）苏鲁造山带侏罗纪岩浆活动时间为166.2Ma至156.7Ma，和白垩纪岩浆活动间有至少25个百万年的岩浆间歇期；（2）苏鲁侏罗纪花岗岩的高硅高铝低铁镁，弱过铝质，低Rb/Sr，高Sr/CaO，低Th含量，低稀土含量，正Eu异常以及高度相关性的La/Yb、Th含量、REE含量、Eu异常特点表明他们是中酸性正片麻岩源区高压（>1.5Gpa）下部分熔融的产物，残留相为石榴石+单斜辉石+绿帘石族+石英/柯石英。高Sr/CaO以及高度相关的Th、REE、Eu异常等特点

5、可以作为判别加厚陆壳中酸性源区熔体的判别标准。同时说明苏鲁造山带北部在侏罗纪广泛存在加厚陆壳，该加厚地壳的厚度大于50km；（3）苏鲁造山带侏罗纪的加厚地壳具有叠置结构，其下层为俯冲的华南中上地壳，上层为仰冲的华北地壳，这与大别造山带挤压增厚成因的加厚地壳具有明显差别。除传统的地球化学研究以外，本论文还利用了苏鲁和大别造山带中生代花岗岩样品，以对花岗岩中Fe、Mg同位素的若干分馏机理问题进行研究。对矿物对的Fe同位素分析表明，I型花岗岩中矿物铁同位素从重到轻的顺序为：长石＞黄铁矿＞磁铁矿＞黑云母≈角闪石。长石-云母-磁铁矿之间的铁同位素分馏尺度与矿物成分密切

6、相关，表明矿物成分是控制矿物间Fe同位素分馏的重要因素。岩浆演化过程中伴随分离结晶矿物成分的变化导致的矿物间/矿物-熔体间分馏系数的变化可能是导致高硅花岗岩类具有较重铁同位素的主要原因。对大别山的一处辉长岩-花岗岩接触边界进行的元素及Mg、Fe同位素剖面研究发现，δ26Mg从接触界面向花岗岩一侧逐渐降低（从-0.28‰到-0.63‰），δ56Fe则逐渐升高（从-0.07‰到﹢0.25‰），二者呈现出明显的负相关性。结合二者与Mg#间的相关性，这一负相关只能用Mg-Fe互扩散解释。利用菲克第二定律扩散方程进行的模拟计算结果也与实际观察吻合。该研究表明Mg、Fe

7、同位素互扩散具有作为地质速度计的潜力，同时也提醒在研究铁镁质包体、基性岩脉、层状岩浆岩等的Mg、Fe同位素时应充分考虑扩散可能导致的影响。关键词：苏鲁造山带，加厚地壳，埃达克质岩，Mg同位素，Fe同位素AbstractThefirstpartofthisthesisfocusesontheJurassicgranitoidsintheSuluorogen.Systematicpetrology,geochronology,majorandtraceelements,Sr-Nd-Pb-Mg-OisotopesanalysesoftheJurassicgrani

8、toidswerecarriedoutandseve