湘赣地区中生代基性岩地球化学特征与软流圈界面变化

The Mesozoic large-scale petrogenesis and mineralization in Hunan and Jiangxi Province is ultimately restricted to the deep processes in the earth. Recent studies show that there is basaltic magma underplating and asthenosphere upwelling in late Indosinian-Cretaceous. But the process of upwelling and the corresponding changes of magma compositions are unclear. This research takes basic rocks as the research object, and uses detailed field investigation and zircon U-Pb isotopic dating of two basic rocks (supplemental sampling) in Huichang-Gannan area, to ascertain the mafic magmatism of Early Jurassic, and to complete the Time-Space Distribution Feature of basic magmas. Based on the studies on petrology, geochemistry and isotope geochemistry, the characteristics of the different stages of basic rocks will be compared. The research method of American Cordillera is used to constrain the source characteristics. The mantle melting column model（Langmuir et al., 1992）is used to estimate the forming depth of basic rocks. On the basis of the studies above, combined with the regional tectonic setting, the conversion of asthenosphere interfaces and magmatic property from Triassic to Cretaceous can be discussed, and to uncover the variation of the lithosphere-asthenosphere boundary and deep geological processes. Thus, provide deep geological information for lithosphere thinning and regional prospecting.

湘赣地区中生代大规模成岩成矿的最终制约因素来自地球深部。目前的研究表明，该区自印支晚期到白垩纪都存在玄武质岩浆的底侵和软流圈物质的上涌，但软流圈上涌的过程及随之发生的岩浆物质成分的改变还不清楚。本项目以基性岩为研究对象，通过野外调研和对赣南会昌两块基性岩的测年（补充采样），查明该区是否存在早侏罗世基性岩浆活动，补充完善基性岩的时空分布格架。通过岩石学、地球化学及同位素的研究，对比不同期次基性岩的异同，查明岩浆组成和性质特点。借鉴美国科迪勒拉的研究方法，反演源区特征，结合地幔柱熔融模型，估算基性岩的形成深度。在上述研究的基础上，结合区域构造背景，探讨从三叠纪到白垩纪，软流圈界面深度及岩浆物质成分和性质的变化，揭示软流圈上涌的深部地质过程。为研究岩石圈减薄、区域找矿提供新的深部地质信息。

湘赣地区中生代大规模成岩成矿的最终制约因素来自于地球深部，基性岩浆是“地幔的窗口”，基性岩及其深源捕虏体的微量元素和同位素示踪可以揭示岩石圈-软流圈在时间上的演化历史。本项目以湘赣地区中生代的基性火山岩为研究对象，通过野外调研和锆石LA-ICP MS测年工作，补充完善了湘赣地区中生代基性火山岩的年代格架。同时，统计了区域上前人的测年数据。这些测年数据表明，研究区中生代基性火山岩集中分布在中-晚侏罗世，在早侏罗世有零星分布。本项目重点查明了赣中吉安粗面玄武岩、赣南马牯塘玄武岩、赣南寻坞白面石-菖蒲盆地玄武岩、赣南程龙辉绿岩、湘南宁远玄武岩、湘南长城岭辉绿岩、湘南临湘旺地坡碱性玄武岩的岩石学、地球化学和同位素特征,并探讨了岩石成因，研究认为壳幔相互作用在基性岩成因中占有重要作用。在此基础上，借鉴美国科迪勒拉的研究方法，重点根据La/Nb 、La/Ta 、Zr/Ba等特征参数反演了基性火山岩的源区特征。研究发现，几乎所有的玄武岩在上升过程中都受到了地壳的混染，宁远-道县地区的碱性玄武岩是较为“纯净”的的“初始”岩浆。在此基础上，利用地幔柱熔融模型，估算了基性火山岩的源区深度。研究表明，湘南宁远地区晚三叠世岩石圈的厚度约为53～55 Km，赣南寻坞白面石-菖蒲盆地中侏罗世的岩石圈厚度约为64～66 Km，赣南车步中侏罗世的岩石圈厚度约为71～75 Km，湘南长城岭地区晚侏罗世玄岩石圈的厚度约为81～84 Km，赣西北武山早白垩世岩石圈厚度约60～63Km，赣中吉安粗面玄武岩古新世岩石圈的厚度约71～72Km。从目前的资料来看，湘赣地区中生代软流圈界面经历了一个从53～55 km（T3）→约66～71 km（J2）→约81～84 km（J3）→约71～72 km（E1），再到现在约75～80 km的变化过程。软流圈界面的变化为探讨软流圈上涌的细节过程和中国东南部晚中生代构造—岩浆事件提供制约。