甘肃北山泥盆纪高镁安山岩岩石成因及其地球动力学意义

Abstract: High-magnesium andesites (HMA) which have the distinctive characteristic and are generally related to the tectonic setting of subduction, is focoused by many international geological research. In this study, we focus on the new discovered High-magnesium andesites (the primary research.shows that is sanunkite) of Devonian strata of Beishan, based on fine study of chronology and the systematic petrology, mineralogy, element geochemistry and Sr-Nd-Pb-Hf isotope. The age, petrogenesis and characteristic of magma source of the HMA can be find out. Furthermore, in conjunction with previous research of structural framework, we will discuss the tectonic setting of HMA and provide geochemistry constraints on the subduction mode of Devonian ancient ocean of Beishan and even the Pale-Asiatic tectonic domain.

高镁安山岩因其具有独特的地球化学特征暗示其主要形成于和消减带有关的构造环境，受到当前国际地质工作者的特别关注。北山泥盆纪构造演化仍存在陆内和岛弧之争，申请者在原划至北山泥盆系中新近发现高镁安山岩这一理想的研究载体，可望为泥盆纪构造演化提供重要证据支持。因此，本申请拟以在北山新近发现的高镁安山岩（初步地球化学研究显示其为赞岐岩）为研究对象，以精细年代学、岩石学、矿物学，主-微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素为研究手段，在系统岩石学和地球化学研究基础上，最终查明北山泥盆纪高镁安山岩的形成时代及其地层归属、源区特征、岩石形成机制及其代表的地球动力学意义。结合已有区域构造格局研究基础，探讨北山泥盆纪高镁安山岩的形成环境。本申请可望为探讨北山泥盆纪古洋盆俯冲消减机制乃至古亚洲构造域泥盆纪构造格局提供地球化学依据。

北山位于中亚造山带中南缘，泥盆纪构造演化是该区古生代构造演化的关键时段。本项目以北山新近发现的泥盆纪高镁安山岩为重点研究对象，通过详细的野外地质调查及室内研究厘定了高镁安山岩属于泥盆纪墩墩山群下组火山岩，该火山岩属于钙碱性岩石系列，具有典型的高镁安山岩特征；化石年代学研究与已有的同位素年代学结果限定了高镁安山岩的产出层位即墩墩山群下组的形成时代为晚泥盆世早期；岩石地球化学研究表明高镁安山岩类似于日本新生代的赞歧岩，可能为俯冲洋壳沉积物来源的熔体与地幔楔橄榄岩的相互作用的结果。结合中泥盆世三个井组的磨拉石建造特征、侵入岩、北山蛇绿岩、石炭纪-二叠纪火山岩研究以及区域地质研究，认为墩墩山地区的洋盆（红柳河-牛圈子-洗肠井洋盆，古亚洲洋的组成部分）在中泥盆世晚期已闭合，晚泥盆世早期的墩墩山高镁安山岩形成于后碰撞伸展环境。