北山南部晚古生代构造格局与演化：来自古地磁与岩浆作用的制约

论文摘要

北山南部是探索中亚造山带中段南部构造演化的绝佳载体,但现今对该区晚古生代大地构造背景、演化历史以及构造归属等重大地质问题存在较大争议。基于北山南部晚古生代岩浆期次不明,地球动力学背景不清;古地磁数据尚且难以为晚古生代构造格局及演化过程提供可靠依据,本文着重从北山南部晚古生代古地磁与岩浆作用两方面入手,理清北山南部晚古生代岩浆作用期次及其产生的大地构造环境,获得可靠的北山南部地区晚古生代古地磁数据,结合层序地层学、沉积学、生物古地理、蛇绿岩、大陆基底属性等相关研究成果,探讨北山南部晚古生代构造格局与演化历史问题,探索古亚洲洋的闭合时限,最终为北山及邻区找矿预测、油气勘探提供理论和技术基础,具有重要的理论意义和实际意义。本文对北山南部晚古生代地层中的火山岩以及部分侵入岩进行了岩相学、锆石U-Pb同位素测年、元素地球化学、锆石Hf同位素、及全岩Sr-Nd同位素等研究,结合区域上已发表的岩浆岩年龄与地球化学数据,并综合其他地质资料,将北山南部晚古生代岩浆作用划分为三个期次:早中泥盆世（420390Ma）,晚泥盆世（375360Ma）,晚石炭世—中二叠世（305260Ma）。早中泥盆世岩浆作用以中酸性火成岩居多,且伴有少量碱性玄武岩产出;玄武岩具有板内岩浆的特征;酸性火成岩部分为A型花岗质岩石,具有后碰撞花岗质岩石的特征;推断该期岩浆的产生与辉铜山洋盆闭合后洋壳板片的断离有关。晚泥盆世岩浆作用以酸性火成岩为主,呈亚碱性;早期有埃达克岩产出,晚期多为A型花岗质岩石;与加厚下地壳引起的岩石圈拆沉相关。晚石炭世—中二叠世火成岩构成双峰式火成岩组合,火成岩多为亚碱性,伴有少量碱性玄武岩;亚碱性中基性火山岩多为拉斑玄武岩系列;玄武岩由受俯冲物质混染的软流圈地幔熔融所形成,兼具有板内与洋中脊玄武岩的双重特征;A型花岗质岩石在全区普遍发育,酸性火成岩亦具有后碰撞花岗质岩石的特征;该期岩浆形成于后碰撞伸展的构造环境。对北山南部石炭系与二叠系进行了系统的古地磁研究,揭示了部分稳定高温特征剩磁。借助岩石磁学实验分析了古地磁样品的携磁矿物及稳定性,明确了特征剩磁获取的时间。最终获得北山南部地块早石炭世古地磁极为-33.8°N,115.3°E,A95=18.6°;对应古纬度为13.1°N±23.6°;晚石炭世（300Ma）古地磁极为-0.2°N,168.4°E,A95=2.9°,古纬度为11.7°N±3.1°;早二叠世（284281Ma）古地磁极为74.5°N,268.5°E,A95=1.6°,古纬度为25.1°N±1.2°（古纬度计算参考点均为:40.55°N,94.08°E）。在详细的野外剖面测量基础上,利用同位素年代学与古生物资料对各地层剖面的时代进行了精确厘定,以大型区域不整合和沉积间断为界面,将北山南部上古生界划分为五个地层层序。层序一（MS1）由下中泥盆统三个井组构成,时代介于420390Ma,研究区西段沉积以陆相为主,东段出露局限;层序二（MS2）由上泥盆统墩墩山群构成,时代介于371367Ma;出露范围非常局限,主要由一套陆相酸性火山岩构成;层序三（MS3）由石炭系红柳园组、石板山组以及芨芨台子组构成,时代介于早石炭世维宪期—晚石炭世莫斯科期（346310Ma）,该期岩浆活动微弱,地层整体呈现海退序列;层序四（MS4）从下至上由干泉组、双堡塘组、菊石滩组以及金塔组构成,该层序的时代延限为晚石炭世末—中二叠世（302259Ma）,整体为一套海相沉积体系,呈现海进序列;层序五（Ms5）为上二叠统方山口组,主要由一套陆相粗碎屑岩构成,火山岩并不发育,区域上不整合于晚二叠世之前的地层之上。利用Hf-Nd同位素,首次绘制了北山地区的基底年龄结构图。显示红石山—百合山—蓬勃山蛇绿混杂岩带南北两侧是陆壳增生最显著的区域,而且蛇绿混杂岩带南北两侧的基底构成存在显著差异,可能代表了古亚洲洋的主缝合线;古生代期间洋盆可能存在南北双向俯冲作用,北侧为大规模新生岛弧与增生楔地质体,南侧为旱山地块北部陆缘弧系统;再往南的区域主体由中下元古界地壳基底构成,原本可能是哥伦比亚超大陆与罗迪尼亚超大陆的组成部分。综合多种地质资料,将北山南部地区奥陶纪—二叠纪构造演化划分为5个阶段:（1）O-S（485420Ma）板片俯冲阶段;（2）D1-D3（420360Ma）后碰撞阶段;（3）D3-C2（360305Ma）陆内稳定阶段;（4）C2-P2（305260Ma）后碰撞伸展阶段;（5）P3（260250Ma）区域洋盆闭合阶段。利用可靠古地磁数据,并结合古生物资料,恢复了古亚洲洋构造域晚石炭世（300Ma）与早二叠世（280Ma）的构造古地理格局。北山南部地块晚石炭世—早二叠世可能与华北—阿拉善地块连为一体;与塔里木地块间以且末—星星峡洋盆相隔;与北部蒙古图瓦地块间以宽泛的古亚洲洋相隔。古亚洲洋东西段闭合的时间存在一定差异性,北疆地区的古洋盆最终在北天山或南天山缝合带于早晚石炭世之交闭合,北山及以东地区沿红石山—恩格尔乌苏—索伦—西拉木伦一线于晚二叠世闭合。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 许伟

导师: 徐学义

关键词: 晚古生代,火成岩,岩石成因机制,古地磁,构造归属,地质演化,中亚造山带,古亚洲洋

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 长安大学

基金: 国家自然科学基金青年基金项目“北山地区石炭纪和二叠纪古地磁研究及其构造意义”(编号:41402195),中国地质调查局“银额盆地及周缘油气基础地质调查”(编号:DD20160172)

分类号: P618.13

DOI: 10.26976/d.cnki.gchau.2019.000026

总页数: 333

文件大小: 34647K

下载量: 62

相关论文文献

• [1].北山幽居[J]. 文艺理论与批评 2019(02)
• [2].北山之春[J]. 文艺研究 2017(12)
• [3].北山晨曦[J]. 东北电力大学学报 2017(06)
• [4].西风东渐背景下的杭州北山街民国建筑艺术解构[J]. 艺术生活-福州大学厦门工艺美术学院学报 2016(03)
• [5].我的爱在北山[J]. 中国土族 2016(02)
• [6].重唱《北山之歌》[J]. 教育文汇 2020(03)
• [7].行走北山(三章)[J]. 辽河 2018(12)
• [8].心留北山回不来[J]. 音乐天地(音乐创作版) 2018(10)
• [9].《北山》[J]. 长江文艺 2018(23)
• [10].北山琐忆[J]. 躬耕 2019(05)
• [11].《北山后洼之青春谱一》2011年[J]. 星星 2017(31)
• [12].北山夜游[J]. 今日重庆 2018(02)
• [13].公去北山园秋游吧[J]. 创新作文(小学版) 2017(19)
• [14].《北山之水源》[J]. 艺术品鉴 2016(11)
• [15].登北山[J]. 北极光 2014(S1)
• [16].北山[J]. 星星(上旬刊) 2015(03)
• [17].《北山冬牧》[J]. 海峡影艺 2013(03)
• [18].我的北山[J]. 中国诗歌 2015(06)
• [19].诗人长山行——北山拾趣[J]. 诗词月刊 2014(01)
• [20].夏北山作品选[J]. 中华文化画报 2013(09)
• [21].刘栋的诗[J]. 诗选刊(下半月) 2009(10)
• [22].北山街的前世今生[J]. 百科知识 2010(03)
• [23].北山散记[J]. 雪莲 2010(01)
• [24].北山和他的熊[J]. 文学少年(中学) 2008(10)
• [25].中国的北山，世界的北山[J]. 国防科技工业 2020(10)
• [26].无人区的火种——绘影中国北山高放废物处置研究团队[J]. 国防科技工业 2020(10)
• [27].基于创意旅游视角下的城中古村文化资源开发研究——以珠海北山社区为例[J]. 西北成人教育学院学报 2020(06)
• [28].新疆天山南部出现多群野生北山羊[J]. 环境与发展 2015(06)
• [29].金秋时节浪北山[J]. 中国土族 2014(04)
• [30].北山之夏[J]. 绿色视野 2016(07)

标签：晚古生代论文;  火成岩论文;  岩石成因机制论文;  古地磁论文;  构造归属论文;  地质演化论文;  中亚造山带论文;  古亚洲洋论文;