豫西地区早白垩世花岗岩及同期岩墙侵位机制对区域构造演化的制约

跨越华北克拉通南缘和北秦岭的豫西地区发育早白垩世花岗岩体和同期镁铁质-长英质岩墙。花岗岩中发育丰富的岩浆组构和有关的构造形迹，初步研究表明与同构造变形有关，蕴含着区域构造演化信息。项目以野外地质、显微镜下观测和图像处理为手段，对花岗岩和岩墙分布规律、岩浆组构类型、成因及构造指示意义进行分析。通过矿物成分测试对岩体侵位温-压条件进行估算，结合U-Pb和40Ar/39Ar构造-热年代学研究，阐明岩浆组构类型与岩浆侵位动力学过程之间的关系，并对本区早白垩世陆内构造演化规律提供构造地质学证据和约束条件。在上述研究基础上，与华北地区同期构造-岩浆事件进行对比，为华北克拉通破坏事件在岩石圈浅部的构造响应提供有益的探索。申请人具有相关研究经历，课题组具备相关研究背景和实验条件，为研究工作的顺利进行提供了基本保证。

花岗岩中的岩石组构（如矿物或包体的定向构造、结晶环带等）的成因研究对于了解岩浆侵位机制和区域构造性质具有重要意义，是当前岩石学和构造地质学领域的前沿科学问题之一。然而一些组构的成因解释至今仍存在较多争议，有待开展深入的研究工作。鉴于此，本项目以东秦岭伏牛山地区的老君山花岗岩体为研究对象，采用多种方法手段对岩体中岩石组构开展研究，以期为深入理解上述问题提供有益的探索。..对老君山岩体中钾长石斑晶优选方位的野外测量和图像分析表明，这些斑晶的长轴所构成的面理近平行于岩体边缘，结合对钾长石斑晶叠置规律的统计分析，认为钾长石斑晶的定向构造属于岩浆流动组构，并推断其形成可能与岩浆侵位时自西向东的流动有关。岩体中发育较多镁铁质包体、同期基性岩墙以及钾长石斑晶内部的不平衡结构，这些特征说明岩浆演化过程中经历了酸性岩浆和基性岩浆的混合作用，并导致了反环带钾长石的形成。对钾长石斑晶的微区成分分析和粒度统计分析揭示了深部岩浆的温度波动和晶体生长的结构加粗过程。岩体中岩浆流动组构—亚岩浆组构—固态流变组构的过渡及其与围岩构造变形的耦合性说明老君山花岗岩为同构造侵位岩体。结合详细的锆石U-Pb同位素年代学研究，提出了岩浆侵位的两阶段模式。综合现有的研究成果，认为东秦岭地区在早白垩世时期处于左行伸展剪切的构造背景之下，可能与秦岭造山带相对于华北克拉通的向东挤出有关。此外，本项目还与其它项目相结合，开展了东秦岭地区花岗岩中锆石Ce异常（Ce4+/Ce3+比值）对岩浆氧化还原状态指示意义的研究，揭示了岩浆演化过程中氧逸度的变化规律及其对成矿的意义。..项目所取得的主要进展已发表在2篇国际SCI检索期刊上。相关研究成果在一定程度上澄清了花岗岩中一些岩石组构（如钾长石斑晶定向构造和反环带结构）成因解释中一些有争议的问题，对于深入理解岩浆组构的成因及其构造意义具有重要的科学价值。本项目借鉴了国际上一些最新的技术手段，并与传统研究方法相结合，结果表明多种技术方法的综合运用对于岩石组构成因研究具有明显优势。