基本信息
- 项目名称：
- 华南环斑花岗岩的发现及其地质意义
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究在湖北省钟祥市华山观岩体北部发现了华南第一例元古代环斑花岗岩体。该岩体发育典型的环斑结构；主、微量元素显示其具有A型花岗岩的地球化学特征；采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得了该环斑花岗岩的结晶年龄为(1851±18)Ma。华南扬子地块古元古代环斑花岗岩的发现,表明在1850 Ma 时扬子地块应处于伸展的构造环境中, 并可能与古元古代 Columbia 超大陆的裂解有关。
- 详细介绍：
- 环斑花岗岩的产出指示大规模伸展的构造环境，通常与大陆裂解事件相联系。湖北省钟祥市华山观环斑花岗岩是在扬子地块上发现的第一例元古宙环斑花岗岩体。 野外观察和岩相学研究表明，华山观岩体北部发育典型的环斑结构，钾长石核呈卵球形，且多数具斜长石环边，碱性长石和石英分为两期甚至多期。样品的主量元素富硅、碱（尤其富钾）和铁，贫钙、镁。微量元素富Th、U、La、 Ga、Ce和Sm，贫Sr、Nb和Y；轻稀土富集， 重稀土亏损，具铕负异常，并显示A型花岗岩的地球化学特征。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb 法获得的207Pb/206Pb 加权平均年龄为1851±18 Ma，代表了该环斑花岗岩体的结晶年龄； U-Pb下交点年龄为803±170 Ma，代表岩体后期遭受了新元古代构造热事件改造的时代。扬子地块北缘古元古代环斑花岗岩的发现，表明在1850 Ma 时扬子地块应处于大陆裂解或造山后伸展的构造环境中，可能与古元古代Columbia超大陆的裂解有关。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 环斑花岗岩对于研究前寒武纪构造-演化历史乃至超大陆重建具有非常重要的意义。本文围绕华南18.5亿年前华山观环斑花岗岩的发现，通过对该岩体的地质背景、岩相学、年代学、主量元素、微量元素的分析，并与芬兰、北京密云等地典型环斑花岗岩的岩相学及地球化学特征等进行对比，讨论了该岩体环斑结构的成因、岩石类型及其构造意义。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品为科技部国际合作项目及湖北省自然科学基金重点项目的子课题，是由大学生在导师指导下独立完成的。华山观环斑花岗岩体是在华南发现的第一例古元古代环斑花岗岩体，对认识环斑花岗岩本身及扬子地块构造演化乃至超大陆重建，意义重大。
应用价值和现实意义
- 该作品报道了华南扬子板块内部首例具有A型花岗岩特征的古元古代环斑花岗岩，这指示扬子陆块在古元古代处于伸展环境中，可能与全球同时期的环斑花岗岩具有相似的构造背景，暗示扬子陆块与Columbia超大陆存在联系，这对于研究环斑花岗岩本身以及扬子板块前寒武纪的构造-演化历史乃至超大陆重建都是非常有意义的。
学术论文摘要
- 环斑花岗岩形成于非造山或造山后的构造环境, 被认为是伸展构造的标志之一，并常与大陆裂解事件相联系，对于认识岩石圈构造演化和超大陆重建具环斑花岗岩形成于非造山或造山后的构造环境, 被认为是伸展构造的标志之一，并常与大陆裂解事件相联系，对于认识岩石圈构造演化和超大陆重建具有重要意义。湖北省钟祥市华山观环斑花岗岩是在扬子板块上发现的第一例元古宙环斑花岗岩体。野外观察和岩相学研究表明, 华山观岩体北部发育典型的环斑结构；且主、微量元素显示其具有 A 型花岗岩的地球化学特征；采用 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 法获得该环斑花岗岩体的结晶年龄为(1851±18) Ma。华南扬子板块内部古元古代环斑花岗岩的发现表明在距今约18.5亿年时扬子板块应处于伸展的构造环境中, 并可能与古元古代 Columbia 超大陆的裂解有关。
获奖情况
- 1、2011年1月以第一作者身份在《中国科学》杂志社《科学通报》第56卷第1期上发表中文版文章《扬子地块北缘古元古代环斑花岗岩的发现及其意义》。同篇英文对照文章于2011年1月发表在《科学通报》英文版第56卷第3期上，属SCI收录文章。 2、本研究于2010年11月获XXX大学校级科技论文报告会特等奖。 3、本研究于2011年3月获XXX大学“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛校级特等奖。
鉴定结果
- 1、经文献查询表明，湖北省钟祥市华山观环斑花岗岩是在扬子地块上发现的第一例元古宙环斑花岗岩体，为国内首次报导。 2、马昌前、杨坤光教授等专家认为该研究对于认识扬子地块构造演化和超大陆重建，意义重大。
参考文献
- 1、LA-ICP-MS锆石 U-Pb定年技术 1）Liu Y S, Gao S, Hu Z C, et al. J Petrol, 2010, 51: 537―571 2）Liu Y S, Hu Z C, Gao S, et al. Chem Geology, 2008, 257: 34-43. 3）Liu Y S, Hu Z, Zong K, et al. Chin Sci Bull, 2010, in press 2、X射线荧光光谱分析(XRF) Gao S, Zhang B R, Gu X M, et al. Tectonophysics, 1995, 250: 183―197 3、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) Liu Y S, Zong K Q, Kelemen P B，et al. Chem Geology , 2008, 247: 133-153
同类课题研究水平概述
- 环斑花岗岩是地壳中具环斑结构的一种特殊的岩石类型，属于典型的 A 型花岗岩（Haapala et al，1992）。典型环斑花岗岩的产出指示大规模伸展的构造环境，通常与大陆裂解事件相联系，受到了国内外学者的高度重视（Haapala，1992&1999; Ramo,1995; Vaino,1999;谢广轰,2005；郁建华,1996）,且其成因被认为与 Columbia超大陆的裂解事件有关（Dall’Agnol,2005；Vigneresse,2005）。陆松年（2002）也指出，奥长环斑花岗岩及AMCG组合等非造山裂解事件的地质记录，对于探讨古大陆之间的关系,进行大陆之间对比,重建超大陆是很关键的证据。Rogers等于2002年初首次提出了哥伦比亚 (Columbia)超大陆的概念，并提出了 1.9～1.5Ga期间十分简略的哥伦比亚超大陆复原图；赵国春（2002），侯贵廷（2008）等也相继提出了各自对于哥伦比亚超大陆构建的想法，使得哥伦比亚超大陆的存在得到了较为广泛的认可，其构建模式也越来越清晰。华北在Columbia 超大陆中的位置研究较多，赵国春（2002），侯贵廷（2008）等专家学者都提出了自己的看法。然而，华南缺少各方面的证据，研究程度较低，因此，其在Columbia 超大陆中的位置至今没有一个明确的说法。环斑花岗岩在全球各大陆元古宙克拉通内部或边缘均有出露，尤其是在北半球形成了一条近东西向的巨型环斑花岗岩-斜长岩带，西起美国西南直至中国华北（Haapala,1992&1999; Ramo,1995; Vaino,1999;谢广轰,2005；郁建华,1996；Vigneresse,2005），然而在华南却未见报道。本文所发现的华山观环斑花岗岩为华南第一例古元古代环斑花岗岩，同时，该发现也表明在1850 Ma之时扬子地块已处于大陆裂解或造山后伸展的构造环境中，并可能与古元古代Columbia 超大陆的裂解有关，这也为华南在Columbia 超大陆中的位置提供了重要的依据。科学通报审稿专家及马昌前、杨坤光教授指出该发现指示扬子陆块在古元古代处于伸展环境中，可能与全球同时期的环斑花岗岩具有相似的构造背景，暗示扬子陆块与Columbia超大陆存在联系。
