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浙南庆元地区晚中生代火山岩年代学及地球化学特征

【摘要】:浙江南部庆元地区晚中生代火山活动强烈,是中国东南沿海火山岩带的重要组成部分。由于地形复杂和交通不便,有关该区火山岩地质调查与科学研究工作还很薄弱,尤其缺乏系统的年代学、地层学和岩石研究,制约了火山岩成因机制和动力学背景的认识。本文重点对庆元地区晚中生代高坞组、西山头组火山岩进行研究,开展了详细的野外地质学、锆石U-Pb年代学、岩相学及岩石地球化学研究,在此基础上厘定了该区火山岩地层的时代,探讨了火山岩成因及其构造背景,分析了研究区晚中生代构造演化过程。庆元地区晚中生代火山岩地层主要为磨石山群和永康群。磨石山群由老到新可分为高坞组、西山头组、茶湾组和九里坪组,永康群由老到新可划分为馆头组、朝川组、小平田组及泰顺组。庆元地区高坞组岩性主要为为流纹质熔结凝灰岩,西山头组岩性主要为流纹质熔结凝灰岩、粗面英安岩夹多层沉积岩。锆石U-Pb年代学分析表明,庆元地区晚中生代火山活动可以分为晚侏罗世晚期(153Ma~148Ma)和早白垩世早期(142Ma~133Ma)两个阶段。结合前人研究,本文初步将庆元地区中生代火山活动划分为四个火山旋回:J_1~2~J_2~1(176Ma~169Ma),J_3(153Ma~148Ma),K_1(142Ma~133Ma),K_1~2~K_2(101Ma~98Ma)。岩石地球化学分析表明,庆元地区晚侏罗世、早白垩世两期火山岩具有相似的地球化学特征,均属弱过铝质高钾钙碱性系列的I型流纹质火山岩类。两期火山岩均表现出∑REE总量较高,轻稀土元素富集的特征,同时富集大离子亲石元素K,Rb,Th,且对高场强元素Nb,Ta,Ti存在明显亏损,蛛网图中可见显著的Sr负异常和P负异常,总体表现出壳源弧岩浆岩的特征。综合分析,流纹岩应来自古老下地壳的重熔作用,且在岩浆演化过程中有地幔物质的参与,形成于古太平洋板块俯冲挤压高峰期之后的岩石圈伸展阶段,此时碰撞挤压作用相对减弱,板块深部受到挤压而浅部表现为伸展。古太平洋板块的俯冲碰撞提供热源,导致地幔物质上涌致使古老下地壳发生部分熔融,并伴有幔源物质的参与并发送混合混染、分离结晶,最终形成区域上大面积的高分异I型流纹质火山岩。

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