張八嶺隆起南段晚中生代巖漿活動(dòng)與地殼流動(dòng)變形.doc

張八嶺隆起南段晚中生代巖漿活動(dòng)與地殼流動(dòng)變形目 錄中文摘要2英文摘要4第一章 前 言.61.1 概述.61.2 前人研究成果及存在的問(wèn)題.61.2.1 重力垮塌與下地殼流動(dòng)研究現(xiàn)狀.71.2.2 巢湖晚中生代侵入巖研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題.8第二章 區(qū)域地質(zhì)背景.92.1 研究區(qū)范圍.92.2 區(qū)內(nèi)總體地質(zhì)概況.102.3 郯廬斷裂帶概況.11第三章 樣品處理與分析方法.133.1 樣品的處理.133.1.1 全巖粉末樣品制備.133.1.2 單顆粒鋯石分選及制靶.133.2 樣品分析方法.133.2.1 主量元素.133.2.2 微量元素.143.2.3 同位素分析.153.2.4 鋯石LA-ICP MS定年. 16第四章 樣品及分析結(jié)果.184.1 樣品特征.184.2 分析結(jié)果.194.2.1 鋯石U-Pb年代學(xué).204.2.2 主量元素.204.2.3 微量元素.234.2.4 Sr-Nd-Pb同位素.25第五章 巖漿活動(dòng)與下地殼流動(dòng).295.1 巖漿過(guò)程.295.2 巖漿源區(qū)特征.315.3 源區(qū)演化.335.4 巖漿活動(dòng)與地殼流動(dòng)變形的關(guān)系.36致 謝.39主要參考文獻(xiàn).40摘 要：本文對(duì)郯廬斷裂帶張八嶺隆起南段的晚中生代巖漿巖，即肥東-巢湖晚中生代侵入巖，進(jìn)行了主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素等地球化學(xué)研究和LA-ICP MS法單顆粒鋯石U-Pb年代學(xué)研究。通過(guò)這些研究，首先確定了這些巖漿巖的具體形成時(shí)間，認(rèn)識(shí)了他們的巖石學(xué)和地球化學(xué)特征，最后分析了這些巖石的成因及區(qū)域動(dòng)力學(xué)背景。巢湖侵入巖位于張八嶺隆起南段的郯廬斷裂帶內(nèi)，五個(gè)樣品給出的巖體侵位時(shí)間在127103Ma之間，總體經(jīng)歷了約24Ma的侵位歷史。該套巖石是一套鋁和硅均過(guò)飽和的、準(zhǔn)鋁質(zhì)向過(guò)鋁質(zhì)過(guò)渡的巖漿巖，巖石富鉀且全堿含量較高。早期和中早期侵入巖富集LILE、LREE，虧損HREE，無(wú)Eu異?；蚓哂姓腅u異常，是一套埃達(dá)克質(zhì)的二長(zhǎng)花崗巖;晚期和中晚期侵入巖富集LILE但虧損Ba、Sr，REE總量較低且輕、重稀土分餾較弱，具有負(fù)的Eu異常，是一套A型花崗巖。先期的埃達(dá)克巖代表了該處巖石圈伸展活動(dòng)的開(kāi)始階段，而后期的A型花崗巖則代表了巖石圈強(qiáng)烈伸展的時(shí)間。地球化學(xué)特征顯示，巢湖侵入巖的巖漿來(lái)源于華北克拉通，且主要為古老的華北克拉通下地殼，這些起源于地殼的花崗質(zhì)巖漿，顯示出由早到晚源區(qū)變淺的趨勢(shì)。具體表現(xiàn)為：這些巖漿有地幔物質(zhì)混入的特征，但晚期巖漿的地幔端元信息逐漸減弱，反映巖漿熔融區(qū)域在不斷變淺；隨巖漿侵位時(shí)代的不同，巖漿源區(qū)的殘留相明顯不同，由早到晚源區(qū)殘留從石榴子石到斜長(zhǎng)石再向角閃石過(guò)渡，反映巖漿熔融的平衡壓力是逐漸降低的。這些發(fā)育于地殼內(nèi)巖漿的演化規(guī)律暗示巖漿活動(dòng)的深部過(guò)程為:在華北克拉通破壞過(guò)程中，不僅有巖石圈地幔的大規(guī)模減薄，也存在地殼的伸展減薄。這一減薄現(xiàn)象在淺部表現(xiàn)為大規(guī)模斷陷盆地、伸展斷層和變質(zhì)核雜巖的發(fā)育，在地殼深部則可能是地殼物質(zhì)的側(cè)向伸展流動(dòng)。具體動(dòng)力學(xué)模式為：克拉通破壞過(guò)程中巖石圈的伸展減薄，引起地幔熱流上涌，誘發(fā)了大規(guī)模的巖漿活動(dòng)，巖漿活動(dòng)不僅為先存加厚的地殼流動(dòng)變形提供了熱源，能夠加熱軟化地殼，也為地殼變形提供了通道和潤(rùn)滑作用。在這一過(guò)程中，與巖漿作用伴生的深部地殼側(cè)向流動(dòng)變形具有聯(lián)系深部與淺部的紐帶作用，具體表現(xiàn)為：一方面，重力垮塌作用下的地殼流動(dòng)變形是華北克拉通破壞、巖石圈減薄的結(jié)果，具有深部的動(dòng)力學(xué)背景；另一方面，地殼流動(dòng)變形又是地表伸展活動(dòng)發(fā)育的直接原因。關(guān)鍵詞：郯廬斷裂帶 張八嶺隆起 下地殼流動(dòng) 巖漿活動(dòng) 晚中生代Abstract: In this paper, Chronologieal,geoehemieal and Sr-Nd-Pb isotopic analyses have been carried out on the Late Mesozoic igneous rocks , Feidong-Chaohu intrusive, along the the southern of Zhangbaling uplift of the Tan-Lu fault zone. Based on these results, this paper demarcated formation time of these igenous rocks, summarized nature of their petrology and geochemistry, discussed the cause of these rocks and the regional dynamics backgroud. Chaohu intrusions were obtained from the southern segment of the Zhangbaling uplift along the Tan-Lu fault zone. Five samples show an emPlacment ages range of 127103Ma with 24Ma emplacement period. These intrusions are aluminous and silicon-saturation, a set of transitional magmatic rocks from metaluminous to Peraluminous characterized by rich in alkali, potassium. Early and middle-early period intrusions are rich in LILE and LREE, depleted in HREE, and no or positive Eu anomaly, belonging to a set of adakite-like monzonitic granite, in contrast, late and middle-late A-type granites charaeterized by rich in LILE, and showing negative Ba, Sr, Eu anomalies and lower REE with more weakly fractional degree of LREE/HREE. The earlier adakite should represent the beginning of the lithosphere extensive movement, however the later A-type granites indicate the intensive period of the lithosphere extensive movement. Geochemical characteristics shows that Chaohu intrusions magmas derived from the North China Craton, particularly ancient lower crust of the North China Craton, and the origin of granitic magma in the crust indicated that the source area from early to late shallowing trend. The specific performances are: the magma mixed with the characteristics of mantle material, but the late magma mantle end information gradually weakened, reflecting the shallow magma melting region is constantly; With different magma emplacement age, residues of magma source are obviously different. Namely, from early to late, residue of magma source are transition from garnet to plagioclase, then to hornblende, this reflects the balance of molten magma pressure is gradually reduced. The development in the evolution of magma within the earth, suggesting the deep process of magmatic activity are: in the failure process in the North China Craton, not only have large-scale mantle lithosphere thinning, there are also the stretching of the crust thinning. The thinning phenomenon in the shallow manifested that large rift basin, extensional faults and the development of metamorphic core complex, however in the deep crust may be the stretching of the lateral movement of crustal material. The specific dynamic model is: the extensional thinning of the lithosphere in the failure process of craton, caused the mantle heat flow, induced a large-scale magmatic activity. Magma activity not only provides heat to the pre-existing and thickening crustal deformation, and could heat to soften the crust, but also provides a channel for the crustal deformation and lubrication. In this process, there are contact deep ties with the role of shallow in deep crustal deformation of the lateral flow, which with associated magmatism. The specific performance: on the one hand, the role of gravitational collapse of flow and deformation beneath the North China Craton damage and the results of lithosphere thinning, with deep dynamic background; the other hand, crustal deformation is the direct cause of the development of surface extension activities.Keywords: the Tan-Lu Fault zone Zhangbaling uplift lower crustal flow magmatic activity Late Mesozoic第一章 前 言1.1 概述郯廬斷裂帶一直是中國(guó)乃至世界學(xué)術(shù)界研究的焦點(diǎn)問(wèn)題，這條斷裂帶是板塊運(yùn)動(dòng)形成的，是大規(guī)模的平移斷層，具有多期復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，郯廬斷裂帶的研究，對(duì)中國(guó)東部區(qū)域構(gòu)造、沉積古地理、含油氣盆地的形成、巖漿活動(dòng)等方面有著重要的影響。對(duì)于郯廬斷裂帶張八嶺隆起南段的巖漿巖和地球化學(xué)的研究，近幾年有了一些進(jìn)展，揭示了一些巖漿巖的成因和動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題，但對(duì)于巖漿活動(dòng)與下地殼流動(dòng)結(jié)合起來(lái)的研究還沒(méi)有過(guò)，本文就是通過(guò)對(duì)已有的巖漿巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并結(jié)合前人觀點(diǎn)，對(duì)此區(qū)的巖漿活動(dòng)和動(dòng)力學(xué)的研究有更深的進(jìn)展。而對(duì)于下地殼流動(dòng)變形方面的研究，目前還主要是來(lái)自數(shù)值與實(shí)驗(yàn)?zāi)M、理論分析和地球物理觀測(cè)的結(jié)果。就目前的研究而言，對(duì)于下地殼流動(dòng)的發(fā)生機(jī)制，和巖漿活動(dòng)的聯(lián)系等問(wèn)題是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。論文選擇張八嶺隆起南段肥東-巢湖地區(qū)的晚中生代侵入巖作為研究對(duì)象，其中這些侵入巖有錦張村巖體、黑虎山巖體、尖山巖體、永豐巖體、西花村巖體、西徐村北巖體等。通過(guò)對(duì)侵入巖樣品進(jìn)行主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素等數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合同侵入新生鋯石U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果，討論區(qū)內(nèi)侵入巖的巖石成因與巖漿演化特點(diǎn)，揭露巖漿活動(dòng)與同時(shí)期區(qū)內(nèi)伸展構(gòu)造背景下的下地殼流動(dòng)變形的關(guān)系。本次論文主要進(jìn)行的工作為：研究區(qū)內(nèi)代表性樣品的巖相學(xué)特征；研究區(qū)內(nèi)侵入巖樣品的主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素特征，及其指示的巖漿過(guò)程與巖石成因；結(jié)合同侵入新生鋯石的U-Pb年代學(xué)結(jié)果，討論區(qū)域上晚中生代巖漿演化特征；綜合野外構(gòu)造現(xiàn)象與巖漿演化特征，分析區(qū)域上巖漿活動(dòng)與同時(shí)期的下地殼流動(dòng)變形的關(guān)系。1.2 前人研究成果及存在的問(wèn)題這部分首先了解一下下地殼流動(dòng)變形和巢湖晚中生代侵入巖的研究狀況，及其存在的一些問(wèn)題。1.2.1 重力垮塌與下地殼流動(dòng)研究現(xiàn)狀有關(guān)下地殼流動(dòng)變形方面的研究，目前國(guó)際上主要來(lái)自數(shù)值與實(shí)驗(yàn)?zāi)M、理論分析和地球物理觀測(cè)的結(jié)果，但具體的研究實(shí)例還比較有限。實(shí)驗(yàn)和模擬資料表明了大陸巖石圈存在殼內(nèi)流層，已經(jīng)失去巖石圈板塊的剛性特性，解體的大陸巖石圈下地殼具有顯著的流動(dòng)特征，并隨著構(gòu)造-熱演化而固結(jié)硬化。Bird（1991）提出大陸下地殼渠流的理論模型，認(rèn)為地殼加厚的造山帶或高原下地殼非線性變形物質(zhì)在地貌負(fù)荷的側(cè)向壓力梯度作用下從山根向外側(cè)向擴(kuò)張。當(dāng)?shù)孛布虞d的重力梯度達(dá)到有效側(cè)向壓力梯度，下地殼物質(zhì)從山根向外流動(dòng)，隨著下地殼物質(zhì)流失，山體發(fā)生垮塌，地表趨于平坦。這是在山體加載重力負(fù)荷作用下發(fā)生的下地殼物質(zhì)韌性流動(dòng)，也就是通常所說(shuō)的重力垮塌作用（Rey et al., 2001）。重力垮塌主要是指加厚地殼內(nèi)靠浮力支撐而積累起來(lái)的重力勢(shì)能由于下地殼加熱軟化而發(fā)生釋放的過(guò)程（Rey et al., 2001），這一過(guò)程往往伴隨著上部地殼的伸展變形和下部地殼的韌性流動(dòng)，最終造成地殼減薄而使重力勢(shì)能消失。重力垮塌過(guò)程中的下部地殼流動(dòng)，往往是上部地殼伸展變形的直接原因（Bertotti et al., 2000），也是下地殼減薄的主要方式（Al-Zoubi & ten Brink, 2002）。目前，對(duì)于下地殼流動(dòng)的研究已成為大陸流變學(xué)研究的前沿。大量的模擬分析、地球物理與地球化學(xué)資料均表明大陸下地殼流動(dòng)是可能存在的。目前，人們對(duì)于大陸下地殼流動(dòng)的認(rèn)識(shí)主要建立在渠流（Channel flow，又稱(chēng)槽流、渠道流、管道流）模式的基礎(chǔ)之上（Searle & Szulc, 2005; Godin et al., 2006; Grujic, 2006; Harris, 2007）。這一模式引自流體力學(xué)（Batchelor, 2000），自上世紀(jì)90年代被引入到地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域以來(lái)（Bird, 1991），已逐漸發(fā)展成為一個(gè)廣為接受的下地殼物質(zhì)流動(dòng)模型。渠流模型已被較多學(xué)者用于解釋擠壓背景下的喜馬拉雅造山過(guò)程與高原生長(zhǎng)（Beaumont et al., 2001; Searle & Szulc, 2005; Enkelmann et al., 2006;Hodges, 2006; Harris, 2007; Leech, 2008; Yang & Liu, 2009），并得到了地球物理觀測(cè)與數(shù)值模擬的支持。對(duì)于伸展背景下變質(zhì)核雜巖的形成，這一模型也被廣泛接納（Northrup, 1996; Gibson et al., 1999; Williams & Jiang, 2005; Xypolias & Kokkalas, 2006; Yan et al., 2008）。人們目前對(duì)于下地殼流動(dòng)過(guò)程的研究，主要來(lái)自數(shù)值與實(shí)驗(yàn)?zāi)M、理論分析和地球物理觀測(cè)的結(jié)果（Bertotti et al., 2000; Clark & Royden, 2000; Beaumont et al., 2001, 2004, 2006; Turcotte & Schubert, 2002; Gemmer et al., 2004; Jamieson et al., 2004; Clark et al., 2005; Kenis et al., 2005; Searle&Szulc,2005;Grujic,2006;Harris, 2007; Westaway, 2007; Leech, 2008; Yang & Liu, 2009），很少有具體的野外研究實(shí)例。Williams & Jiang（2005）通過(guò)總結(jié)認(rèn)為，世界上大部分暴露下地殼的高級(jí)變質(zhì)地區(qū)，F(xiàn)1褶皺總是平臥的，指示了下地殼水平流動(dòng)的普遍存在。其中普遍發(fā)育的早期低角度置換面理和平臥褶皺（Harris et al., 2002），以往多被認(rèn)為是低角度逆沖推覆的結(jié)果，而近年來(lái)大量研究卻指示其可能為伸展背景中下地殼韌性流動(dòng)（渠流）的產(chǎn)物（Williams et al., 2006）。下地殼發(fā)生軟化而流動(dòng)變形的主要原因是加熱（如巖漿底侵）后的部分熔融，往往伴隨著混合巖化與大規(guī)模巖漿活動(dòng)（Liu, 2001; Cagnard et al., 2004;Rosenberg & Handy, 2005）。但就目前的研究而言，下地殼流動(dòng)究竟是如何發(fā)生的？與巖漿活動(dòng)有何關(guān)系？其動(dòng)力學(xué)機(jī)制是什么？這些問(wèn)題還有待進(jìn)一步深入研究。對(duì)于下地殼流動(dòng)的研究已成為目前大陸流變學(xué)研究的前沿。1.2.2 巢湖晚中生代侵入巖研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題巢湖侵入巖主要是指分布于巢湖北岸至肥東橋頭集一帶的一系列中-酸性侵入巖體，其侵位時(shí)代為早白堊世，是中國(guó)東部晚中生代大規(guī)模巖漿活動(dòng)的一部分。巢湖侵入巖分布郯廬斷裂帶張八嶺隆起段南緣，主要有錦張村巖體、黑虎山巖體、尖山巖體、永豐巖體、西花村巖體、西徐村北巖體等。這些侵入體沿郯廬斷裂帶呈北北東向展布，巖體和變質(zhì)巖的侵入接觸關(guān)系明顯。除受后期東西向的擠壓破碎外，巖體沒(méi)有明顯的變形、變質(zhì)現(xiàn)象，僅局部有與郯廬斷裂帶走向相同的北北東向同伸展脆性斷層穿過(guò)巖體，表明這些巖體形成于伸展環(huán)境下。總體上看，這些侵入巖沒(méi)有遭受明顯的礦化及蝕變作用，除個(gè)別巖體存在較弱的礦化現(xiàn)象外，大多數(shù)巖體的巖石較新鮮。目前，這些侵入巖已經(jīng)有了一定程度的研究，謝成龍（2008）在該地開(kāi)展過(guò)一些年代學(xué)和地球化學(xué)研究；牛漫蘭等（2002,2005）也對(duì)郯廬斷裂帶隆起南段作了部分的研究這些研究討論了巖漿的成因及其動(dòng)力學(xué)背景等問(wèn)題，但沒(méi)有將巖漿活動(dòng)與下地殼流動(dòng)過(guò)程結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究。本文主要是利用已有的巖漿巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)，在原有研究的基礎(chǔ)上，對(duì)巖石成因及動(dòng)力學(xué)背景進(jìn)行進(jìn)一步的探討。第二章 區(qū)域地質(zhì)背景本論文探討的內(nèi)容是郯廬斷裂帶南段侵入巖和下地殼流動(dòng)變形的聯(lián)系問(wèn)題，區(qū)內(nèi)發(fā)育的晚中生代巖漿巖是本文的研究對(duì)象。在討論巖漿巖之前，有必要了解相關(guān)的區(qū)域地質(zhì)背景，包括和巖漿巖密切相關(guān)的地層，構(gòu)造等基本地質(zhì)背景，以及郯廬斷裂帶的構(gòu)造與演化等，這些均與晚中生代巖漿巖及下地殼流動(dòng)有直接或間接的關(guān)系。張八嶺隆起南段（圖 2-1）的東側(cè)為揚(yáng)子克拉通上的下?lián)P子臺(tái)褶帶，屬于印支造山運(yùn)動(dòng)中的前陸沉積與前陸變形帶（朱光等，2006）。其中滁河斷裂以東的地區(qū)發(fā)育了大量古生界地層和三疊系侏羅系的前陸沉積；以西的地區(qū)則發(fā)育了一些新元古寒武系地層，并出露一些上白堊統(tǒng)沉積地層（屬全椒盆地）。張八嶺隆起西側(cè)為華北克拉通上的合肥盆地。2.1 研究區(qū)范圍 郯廬斷裂帶在安徽的部分自南向北呈北北東向沿大別山東緣與張八嶺隆起分布（圖2-1），其中張八嶺隆起為大別和蘇魯造山帶之間斷裂帶經(jīng)過(guò)的變質(zhì)巖出露區(qū)。本文所討論的郯廬斷裂帶南段即為肥東-巢湖之間的部分（圖2-1），所討論的侵入巖均分布于該斷裂帶內(nèi)。圖2-1 郯廬斷裂帶平面圖（據(jù)朱光等，2003）2.2 區(qū)內(nèi)總體地質(zhì)概況郯廬斷裂帶肥東-巢湖地區(qū)位于張八嶺隆起的南段，主要出露太古代-早元古代的肥東群和晚元古代張八嶺群，肥東群與上覆的張八嶺群呈斷層接觸。肥東群變質(zhì)雜巖普遍呈角閃巖相變質(zhì)，且受到不同程度的混合巖化。其原巖為一套侵入巖-火山巖-沉積巖系。肥東群自下而上原分為桴槎山組、大橫山組和雙山組。一般認(rèn)為肥東群變質(zhì)雜巖的原巖年齡為晚太古代至早元古代。而分布于張八嶺隆起帶北部及南部東側(cè)的張八嶺群是一套綠片巖相的淺變質(zhì)基底，沿郯廬斷裂帶及其東側(cè)呈北北東向分布。其自下而上分為北將軍組和張八嶺組(又稱(chēng)西冷組)。張八嶺隆起帶是指安徽巢湖至嘉山一帶的北北東向延伸的前震旦系變質(zhì)基底出露區(qū)。張八嶺隆起帶南段上的郯廬斷裂帶，出露在肥東群中。該處郯廬斷裂帶寬約8km，其走滑構(gòu)造表現(xiàn)為若干條北北東走向的左行平移韌性剪切帶。韌性剪切帶由糜棱巖和超糜棱巖組成。剪切帶之間原先近東西向的老變質(zhì)面理多被牽引彎曲成北東至北東東走向。這些走滑糜棱巖、超糜棱巖是郯廬斷裂帶大規(guī)模平移的產(chǎn)物，其疊加在肥東群高角閃巖相變質(zhì)巖之上，在糜棱巖形成過(guò)程中普遍發(fā)生低綠片巖相退變質(zhì)。張八嶺隆起帶南段上的走滑韌性剪切帶，一般由4條組成，分別位于隆起帶西側(cè)、中部和東側(cè)。隆起帶上西側(cè)和中部的韌性剪切帶多傾向西，傾角6080左右。而隆起帶東側(cè)的韌性剪切帶主要位于肥東群與張八嶺群之間，多傾向東，傾角一般為6075。本區(qū)巖漿巖主要有侵入巖和火山巖。侵入巖分布廣泛，種類(lèi)繁多。侵入時(shí)期主要為中生代，其中以燕山期活動(dòng)最為強(qiáng)烈，頻繁成礦作用也最顯著。張八嶺隆起北段以瓦屋劉、瓦屋薛、管店巖體為代表，南段肥東巢湖地區(qū)主要出露的侵入巖有錦張村巖體、永豐巖體、黑虎山巖體、尖山巖體、西徐村北巖體、西花村巖體、湖濱茶壺山、巢湖姥山渡口巖體、永豐水庫(kù)泄洪道巖體、忠廟四頂山巖體、孤山大隊(duì)窯李巖體?；鹕綆r形成于中生代新生代各個(gè)時(shí)期，一般分為三個(gè)階段：早第三紀(jì)以拉斑玄武巖為主，分布在嘉山明光、大橫山等地；中新世以堿性橄欖玄武巖為主，具代表性的有嘉山清明山、昌樂(lè)方山等；更新世以來(lái)以強(qiáng)堿性玄武巖為主，主要位于安徽嘉山女山一帶。本文討論的巖漿巖，即是位于張八嶺隆起南段的一些燕山期巖體。2.3 郯廬斷裂帶概況郯廬斷裂帶是中國(guó)東部一條北北東向的巨型斷裂帶，它南起長(zhǎng)江北岸的湖北廣濟(jì)，經(jīng)安徽太湖、潛山、廬江、肥東，江蘇的泗洪、宿遷，山東郯城、濰坊而穿越渤海，過(guò)沈陽(yáng)后分為西支的依蘭-伊通斷裂帶和東支的密山-撫順斷裂帶，延伸長(zhǎng)達(dá)2400km，寬2040km，一直是中外地質(zhì)學(xué)者研究和關(guān)注的熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)四十多年的研究（徐嘉煒，1978；萬(wàn)天豐,1992；徐嘉煒等，1993；徐嘉煒等，1995；朱光等，1995；朱光，徐嘉煒，1998；王小鳳等，1998；朱光等，2000），郯廬斷裂帶的演化規(guī)律逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。目前的研究認(rèn)為，郯廬斷裂帶起源于華北和華南板塊的碰撞造山過(guò)程中，其起源形式為左行陸內(nèi)轉(zhuǎn)換斷層（朱光等，2005）；早白堊世初期，郯廬斷裂帶再次發(fā)生了左行走滑運(yùn)動(dòng)；隨后在早白堊世中期至古近紀(jì)期間，斷裂帶發(fā)生了伸展運(yùn)動(dòng)；新近紀(jì)以來(lái)，郯廬斷裂帶遭受區(qū)域上的擠壓，發(fā)育了廣泛的逆沖構(gòu)造，兼有右行分量。 第三章 樣品處理與分析方法 此次野外采取回來(lái)的樣品的全巖樣品粉末單顆粒鋯石在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行挑選，在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品制備。3.1 樣品的處理3.1.1 全巖粉末樣品制備全巖粉末樣品制備的步驟：野外采樣分類(lèi)；選取代表性樣品鏡下觀察；挑選燒失量較低的代表性樣品中的無(wú)風(fēng)化面和裂隙面的碎塊；2mol/L的HCl浸泡2小時(shí)，蒸餾水洗凈，風(fēng)干后用無(wú)污染瑪瑙球磨機(jī)磨碎至200目以下。3.1.2 單顆粒鋯石分選及制靶首先把巖石樣品（用于LA-ICP MS法定年的樣品）打碎，選出其中的單礦物，然后雙目鏡下選取單顆粒鋯石，為使純度大于99%，去除未分離的其它副礦物，然后挑選晶型完好、透明度和色澤度良好的顆粒，用細(xì)針粘于貼在載玻片上的雙面膠上，然后注入環(huán)氧樹(shù)脂并固結(jié)，然后用砂紙打磨使鋯石磨出1/3以上，拋光后根據(jù)透射光和發(fā)射光照相選取晶體特征良好的鋯石顆粒進(jìn)行陰極發(fā)光照相，根據(jù)陰極發(fā)光照相結(jié)果進(jìn)行LA-ICP MS法U-Pb年代學(xué)測(cè)試。3.2 樣品分析方法3.2.1 主量元素主量元素的分析采用X-射線熒光光譜法（XRF法），使用XRF-1500X-射線熒光光譜儀進(jìn)行分析。首先在TR-1000S上采用玻璃片法制樣，樣品稀釋比為1:10，稱(chēng)量試樣0.6000克，熔劑（Li2B4O7，無(wú)水，高純）6.0000克，1100熔融10分鐘。然后在XRF-1500型X-射線熒光光譜儀上分析，分析方法為標(biāo)準(zhǔn)曲線法（經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法），分析程序?yàn)镽ock Major-Li2006-03，基體效應(yīng)校正的數(shù)學(xué)模型為De-jongh方法。其中FeO分析采用化學(xué)容量分析方法完成。表3-1全巖主量元素分析中標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)分析結(jié)果及參考值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)SiO2TiO2Al2O3TFe2O3MnOMgOCaONa2OK2OP2O5LOIFeOGSR-172.710.2913.482.010.060.391.503.195.070.090.691.01參考值72.830.2913.402.140.060.421.553.135.010.090.701.02不確定度0.100.010.070.060.000.040.050.060.070.000.04GSR-260.840.5316.255.000.081.755.243.871.900.244.442.51參考值60.620.5216.174.900.081.725.203.861.890.244.442.39不確定度0.140.020.120.060.000.060.070.070.050.010.120.07注：表中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值及不確定度為證書(shū)推薦值本論文主量元素分析的監(jiān)測(cè)標(biāo)樣為中國(guó)國(guó)家一級(jí)巖石標(biāo)準(zhǔn)樣GBW07101-07114等，主要是GBW07103（GSR-1，花崗巖）和GBW07104（GSR-2，安山巖）。各項(xiàng)結(jié)果的分析精度分別為：SiO2-0.20、TiO2-0.01、Al2O3-0.10、Fe2O3-0.10、MnO-0.01、MgO-0.10、CaO-0.10、Na2O-0.10、K2O-0.05、P2O5-0.01、LOI-0.01、FeO-0.10。本論文的主量元素標(biāo)樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及參考值列于（表3-1），標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的測(cè)試值基本落入證書(shū)參考值的不確定度范圍內(nèi)，考慮到以上各項(xiàng)分析的精度，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)試完全符合要求，表明本論文的分析結(jié)果是相當(dāng)可靠的。3.2.2 微量元素微量元素分析采用ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜）法完成，測(cè)試儀器為ELEMENT質(zhì)譜儀，溶樣采用Teflon罐加缸套密封加溫溶樣。溶樣步驟為：稱(chēng)樣40mg粉末樣品于Teflon溶樣罐中，加入0.5ml（1:1）HNO3、1ml HF，加蓋超聲振蕩1015分鐘，于150電熱板上蒸至近干，加入0.5ml（1:1）HNO3、2mlHF，擰緊罐蓋，置于120電熱板上加熱，一天后逐漸升溫到150，保溫710天，開(kāi)蓋蒸至近干，加2.0ml（1:1）HNO3，蓋緊罐蓋后置于150電熱板上保溫過(guò)夜，隨后再次蒸至近干，加2.0ml（1:1）HNO3，23ml 1% HNO3，擰緊罐蓋并保溫過(guò)夜，冷卻后將溶液轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶中，加入1ml的 500ppb In內(nèi)標(biāo)，用1% HNO3稀至刻度，搖勻待測(cè)。微量元素分析方法為標(biāo)準(zhǔn)曲線法（即外標(biāo)法External calibration），以In內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)儀器漂移。質(zhì)量監(jiān)控采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)，分別為GBW07103（GSR-1、花崗巖）、GBW07104（GSR-2、安山巖）、GBW07105（GSR-3、玄武巖）。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明大多數(shù)元素測(cè)試精度優(yōu)于5，符合微量元素的分析精度要求，本論文微量元素及稀土元素分析的標(biāo)樣監(jiān)測(cè)結(jié)果及參考值如（表 3-2）。表 3-2全巖微量元素及稀土元素分析中標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)分析結(jié)果及參考值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ScVCrCoNiGaRbSrYZrNbGSR16.1420.21.613.151.9219.747011062.215238.4參考值6.1024.05.003.402.3019.046610662.016740.0GSR28.9792.830.212.316.618.437.57868.7292.45.97參考值9.5095.032.413.217.018.137.67909.2099.06.80GSR315.216915346.913924.837.3110821.728668.3參考值15.216713446.514024.837.0110022.027768.0標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)CsBaLaCePrNdSmEuGdTbDyGSR138.833454.010912.945.29.290.849.081.6410.3參考值38.434354.010812.747.09.700.859.301.6510.2GSR22.08102921.539.74.8118.03.250.962.630.341.74參考值2.30102021.840.04.9019.03.401.022.700.411.80GSR30.4855156.710613.251.710.03.218.971.215.66參考值0.4952656.010513.254.010.23.208.501.205.60標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)HoErTmYbLuHfTaPbBiThUGSR12.246.601.067.271.165.667.2631.40.5454.419.0參考值2.056.501.067.401.156.307.2031.00.5354.018.8GSR20.320.820.130.800.122.610.3811.50.082.590.86參考值0.340.850.150.890.122.900.4611.30.082.600.90GSR30.932.040.251.340.176.614.444.620.026.131.41參考值0.882.000.281.500.196.504.304.700.056.001.40注：表中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值為證書(shū)推薦值3.2.3 同位素分析Sr-Nd-Pb同位素分析采用熱電離同位素質(zhì)譜法（TIMS）進(jìn)行，測(cè)試儀器為德國(guó)Finnigan公司MAT-262熱電離質(zhì)譜計(jì)。Rb-Sr和Sm-Nd同位素分析采用稀釋劑法，稀釋步驟：稱(chēng)樣約100mg，加入87Rb-84Sr和149Sm-150Nd混合稀釋劑和純化的HF-HClO4 酸混合試劑，高溫完全溶解，Rb-Sr和REE 的分離和純化是在裝2毫升體積AG 50W-X12交換樹(shù)脂（200400目）的石英交換柱進(jìn)行，Sm和Nd的分離和純化是在石英交換柱用1毫升Teflon粉末為交換介質(zhì)完成，分離出待測(cè)元素并點(diǎn)于金屬帶上待測(cè)，（Sr同位素測(cè)定采用Ta金屬帶和Ta-HF 發(fā)射劑，Rb、Sm和Nd同位素比值測(cè)定采用雙Re金屬帶）。Pb同位素分析步驟：稱(chēng)樣約300mg，加入HF酸（2% HNO3），高溫高壓完全溶解（約7天），蒸干樣品溶液，加6N的HCl酸將氟化物樣品，蒸干加0.6N的HBr酸提取樣品，在裝有80微升AG1x8（100200目）交換樹(shù)脂的Teflon交換柱上，采用0.6N的HBr和6N的HCl酸流程分離純化Pb樣品，采用硅膠發(fā)射劑和錸金屬帶來(lái)分離樣品，Pb同位素測(cè)試的溫度為1300。Sr、Nd樣品分別采用146Nd/144Nd = 0.7219和86Sr/88Sr = 0.1194 校正測(cè)得的Nd和Sr同位素比值。鉛同位素質(zhì)量分餾校正系數(shù)為每質(zhì)量單位0.8，該校正系數(shù)源于對(duì)鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NBS981的大量測(cè)試所獲得的數(shù)據(jù)。Rb-Sr和Sm-Nd的全流程本底分別為100 pg和50 pg左右，濃度（或147Sm/144Nd和87Rb/86Sr比值）誤差小于0.5%。鉛的全流程本底小于50 pg，測(cè)試的濃度誤差小于0.5%。相關(guān)的化學(xué)流程和同位素比值測(cè)試可參見(jiàn)（Chen et al. 2000，2002）。測(cè)試中共同測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的分析結(jié)果及其參考值列于（表3-3），其同位素比值在誤差范圍內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的證書(shū)值或?qū)嶒?yàn)室推薦值是一致的，表明本次同位素分析結(jié)果是有效的。表 3-3全巖Sr-Nd-Pb同位素分析中標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)分析結(jié)果及參考值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)206Pb/204Pb2207Pb/204Pb2208Pb/204Pb2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)87Sr/86Sr2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)143Nd/144Nd2NBS98116.9297915.48471036.687710NBS9870.7102621AMES0.51217513NBS98116.93221315.48661336.689913NBS9870.71025912AMES0.51217411參考值16.9372715.4576536.72227參考值0.7102423參考值0.5121532注：表中NBS981參考值為證書(shū)值，NBS987和AMES為該實(shí)驗(yàn)室平均值（