花岗岩成因的磷灰石微区地球化学和Sr-Nd同位素制约
批准号:
42073034
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
孙金凤
依托单位:
学科分类:
岩石地球化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙金凤
中文摘要
花岗岩类岩石是大陆地壳的重要组成部分,其成因和演化过程与大陆地壳的形成和分异密切相关。花岗岩的形成经历复杂源区和演化过程,如何有效识别岩浆源区和示踪精细成岩过程是花岗岩成因研究的核心内容。磷灰石是花岗岩中常见的副矿物,矿物中富含REE、Sr、S及挥发份(F、Cl)等地球化学指标元素,可以为岩浆演化提供年代学、元素和Sr-Nd同位素、挥发份及岩浆氧逸度等信息,从而建立岩浆体系的物质成分等随时间的演化过程,对示踪花岗岩成因具有独特的优势。磷灰石不仅出现在岩浆结晶早期,且随着岩浆演化不断饱和析出,可以记录更长的岩浆演化历史。本项目拟选取辽东半岛具有典型成因的早白垩世花岗岩为研究对象,通过对磷灰石微区元素和Sr-Nd同位素等分析,揭示不同成因的花岗岩中,磷灰石成分环带的特征和成因。从磷灰石的角度,建立示踪不同类型岩浆过程的地球化学指标,完善花岗岩成因的地球化学示踪方法。
英文摘要
Granitoids and related rocks are the main components of the continental crust, and their genesis and evolution process are closely related to the formation and differentiation of the continental crust. Granitoids have been proved to be formed by complex magma sources and multi-stage magmatic processes, which make the effective discrimination of magma sources and processes become the focused study of granite genesis. Apatite is commonly occurred in granitoids, which is rich in REE, Sr, S, volatiles (F, Cl) and other geochemical index elements. It can provide the information of geochronology, elemental and Sr-Nd isotopic compositions, volatiles contents and magmatic oxygen fugacity, which are useful to establish the magmatic evolution over time. Thus, the study of apatite has unique advantages as a genetic tracer of granitoids. Apatite not only appeared in the early stage of magma crystallization, but also continuously saturated during magma evolution, thus record a long evolution history of the host magma. Three typical early Cretaceous granitic plutons, which were formed by complex magma source and multi-stage processes according to the previous study, are concerned in this study. Based on the in-situ elemental and Sr-Nd isotopic studies, the characteristics and genesis of apatite zonation formed in granite with different genesis will be revealed. From the perspective of apatite, the geochemical indexes for tracing different types of magmatic processes can be established to supplement the tracing method for the petrogenesis of granitoids.
磷灰石是花岗岩中常见的副矿物,对示踪花岗岩成因具有独特的优势。利用系统的图像、微区元素和Sr-Nd同位素分析,本项目鉴别出辽东半岛早白垩花岗岩中发育两种不同成因的磷灰石,即岩浆成因和捕获成因。其中,前者记录了寄主岩浆的精细分离结晶过程,并伴随大量斜长石为主的矿物分离,而后者则来源于捕获围岩,并与寄主岩浆发生不同程度的成分交换,有效记录花岗岩形成过程中的围岩物质混染。由此表明,磷灰石的微区元素和同位素组成是岩浆岩成因研究的有效示踪手段,为探讨复杂岩浆源区和演化过程提供有力证据。. 通过对GEOROC数据库中磷灰石稀土元素数据的多元统计分析,本项目获得了不同类型花岗岩中磷灰石的稀土元素组成变化规律,并发现不同类型岩浆岩中磷灰石的La含量与(Eu/Eu*)/Yb比值差异明显,可以作为区分不同类型岩浆岩的有效指标。此外,辽东半岛早白垩世不同类型花岗岩中磷灰石的研究表明,不同类型花岗岩中磷灰石的主、微量元素含量之间存在一定的耦合关系,如Ca或P vs REE, Y vs Yb或Eu/Eu*,Sr vs Eu/Eu*等,主要受控于磷灰石矿物晶格的类质同象取代反应,可以用于区分不同类型的花岗岩。在前人已有研究基础上,本项目的磷灰石研究进一步表明,辽东半岛早白垩世碱性 A 型花岗岩与铝质 A 型花岗岩具有不同的岩浆源区,且形成过程中伴随不同程度的分离结晶作用。A 型花岗岩形成过程中发生了以斜长石、褐帘石为主的分离结晶,而I型花岗岩中磷灰石的特征及环带成分变化记录了寄主岩浆经历了不同程度的分离结晶和岩浆混合作用。. 综上所述,本项目从磷灰石的角度,建立了示踪不同类型岩浆过程的地球化学指标,完善花岗岩成因的地球化学示踪方法。结合已有研究,反演了辽东半岛早白垩世花岗岩的岩浆源区和精细成岩过程。
辽东半岛侏罗纪花岗岩的年代学、成因及其地球动力学背景
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批准号:41202046
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2012
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负责人:孙金凤
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依托单位:
国内基金
海外基金