1樓：中地數媒
20世紀60年代後期,板塊構造學說的問世,掀起了地球科學領域的一場革命。 對於岩石學的研究,也隨著先進測試技術的應用和發展,以及科學思維的創新,亦不斷髮展。 從相對直觀的描述性為主的經典巖相學發展為著重研究其內在構造成因意義的成因岩石學。
特別是利用各種岩石化學和地球化學分析資料來研究岩石原巖型別、成因環境等方面,已成為研究那些已變質岩石的必不可少的重要研究方法之一。 斷面所涉及的基底岩石均是不同程度的變質岩,其原巖多數是火山岩及火山岩質的碎屑岩。 研究這些岩石的原巖型別和成因構造環境是瞭解不同構造單元的演化過程的基礎。
利用x熒光光譜分析得到的岩石化學全分析資料,以及利用中子活化方法得到的岩石稀有元素和稀土元素含量資料,綜合這些資料,利用國內外近年來流行的各種相對實用的**研究方法,分佈予以研究和解釋。
表1-4是巖樣的熒光光譜分析得到的主要元素含量結果表,表1-5是中子活化方法得到的巖樣中的稀有元素和稀土元素的含量表。這些巖樣多數取樣於地表出露最廣的古生界,以及加里東期和華力西期的侵入岩。
表1-4 天山-哈納斯地學斷面岩石全分析結果(wb/%)
續表續表
表1-5 稀土元素和微量元素含量表(wb/10-6)
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續表一、主要元素的地球化學特徵及構造意義
為了便於構造環境的對比,以斷面所涉及的兩條板塊構造縫合帶為中心,劃分為阿爾泰區和天山區。 阿爾泰區包含額爾齊斯-布林根構造縫合帶南北兩側的阿爾泰區和北準噶爾區的相關構造單元的巖樣。 天山區包含納倫-那拉提-紅柳河構造縫合帶南北兩側的相關構造單元的巖樣結果。
火山岩類:圖1-4是阿爾泰區火山岩類的主要元素的6種地球化學投影圖。 其中na2o+k2o-sio2圖和sio2-zr/tio2圖表明,這些火山岩型別發育教為完整,有玄武岩、亞鹼性玄武岩、安山岩、英安巖、流紋岩等。
feot-na2o+k2o-mgo圖和na2o+k2o -sio2圖表明這些火山岩的岩石化學型別基本上為亞鹼性或鈣鹼性系列,構造環境應為大陸邊緣或島弧。 tio2-mno-p2o5投影三角圖中表明,這些火山岩屬于海洋島弧(oia)、鈣鹼性型別和島弧型別。 feot-mgo-al2o3投影三角圖表明這些火山岩基本上屬於造山帶型別(2區)。
綜合這些結果,不難得出不管是額爾齊斯構造縫合帶北側的阿爾泰微板塊,還是南側的北準噶爾構造帶,這些主要發育於古生界火山岩的構造環境應是大陸邊緣型或是島弧型。 圖1-5是天山區火山岩的主要元素地球化學投影圖,與圖1-4對比不難看出,同一型別投影圖的岩石化學投影區類似。 說明這些火山岩的形成構造環境也應是大陸邊緣或島弧型,即:
納倫-那拉提-紅柳河構造縫合帶南北兩側的這些構造單元中發育的古生界火山岩亦應是與額爾齊斯-布林根構造縫合帶兩側的火山岩屬同一型別的構造成因環境。
沉積岩類:圖1-6是沿斷面不同構造單元的碎屑岩類的主要元素的地球化學投影圖。feot-na2o+k2o-mgo圖顯示為鈣鹼系列;na2o+k2o-si2o圖顯示為亞鹼性或安山岩-英安巖-流紋岩系列;tio2-mno-p2o5圖顯示為島弧構造環境或鈣鹼性型別;feot-mgo-al2o3圖表明多數樣品屬於造山帶構造環境(2區),屬於擴張環境(圖中綠色方形圖示)的樣品僅來自伊連哈比爾尕晚古生代裂陷槽。
玄武岩類:玄武岩類岩石沿斷面大量出露,主要地層時代基本上是古生代。 由於玄武岩類是源自於上地幔,且與構造環境密切相關。
已發展了相當多的研究玄武岩的地球化學**,本文中選擇7種**予以對比判斷。 圖1-7是阿爾泰地區和北準噶爾相關構造單元中出露的玄武岩主要元素**。 ti-zr-sr三角圖和feot-na2o+k2o-mgo三角圖表示這些玄武岩基本上屬於鈣鹼性玄武岩;兩種na2o +k2o-sio2圖表明是屬於分異相對完整的亞鹼性玄武岩系列;hf-th-ta三角圖顯示為板塊邊緣環境的玄武岩為主,兼有一些板內環境的玄武岩和非正常洋中脊環境的玄武岩(稀有元素富集型),推測是一種板緣環境為主,非正常洋中脊環境則是代表裂陷槽構造環境;feot-mgo-al2o3三角圖表明主要的玄武岩屬於造山帶構造環境。
天山區的玄武岩地球化學投影圖(圖1-8)可以看出,同一種類的地球化學投影圖中,投影點的分佈略有差異,但主要特徵卻是近似的。說明二者之間有相似的岩石型別和形成的構造環境。
花崗岩類:板塊構造學說的發展,花崗岩類已不是傳統意義上的簡單的岩漿侵入岩,而是區分作為不同構造環境和構造階段的相應產物,作為構造-岩石系列中的一個重要的組成部分。地球化學特徵**則是重要的判別標誌。
圖1-9是阿爾泰地區和北準噶爾地區花崗岩主要元素的4種地球化學投影圖。na2o+k2o-sio2圖中可見這些花崗岩類基本上是鈣質花崗岩類;al2o3-sio2圖表明這些花崗岩類屬於後造山構造環境;cao-feot+mgo圖表明不僅有後造山構造環境,同時也有島弧環境和造陸構造環境;r1-r2圖則顯示為同碰撞構造環境和後造山構造環境,個別為分異型(1區)。 因此,綜合可以認為這些花崗岩類主要代表了板塊碰撞造山過程的產物,與古生代時西伯利亞板塊與哈薩克-準噶爾板塊的碰撞成陸造山過程相一致。
圖1-10是天山地區相關構造單元的花崗岩類中主要元素的地球化學投影圖,與圖1-9基本上可以類比。 所不同的是:na2o+k2o-sio2圖中,雖然以鈣質型別為主,但還有少量鹼性、鈣鹼性型別的花崗岩類。
cao-feot+mgo圖中顯示有與裂谷構造環境有關的花崗岩類出現。 這與晚古生代時伊犁裂谷構造環境相一致。r1-r2圖則出現有後碰撞抬升構造環境型別的花崗岩,這與不同的ⅲ級或ⅳ級構造單元的演化差異有關。
圖1-4 阿爾泰地區火山岩主要元素地球化學投影圖
新疆阿爾泰—天山地學斷面地質地球物理綜合探測和研究
圖1-5 天山地區火山岩主要元素地球化學投影圖
圖1-6 沉積碎屑岩類主要元素地球化學投影圖
二、微量元素的地球化學特徵及構造意義
微量元素的地球化學特徵已被廣泛用來岩石的成因,特別是已變質岩石的原巖成因和構造環境恢復,同一種類的岩石則由於所含的微量元素的差異反映了它們形成演化過程的不同階段和相應的構造環境。表1-5是由中子活化方法得到的沿斷面樣品的微量元素含量表。 由於利用微量元素的地球化學特徵判別方法較多,本專案研究是選擇部分相對流行的判別**,並以稀有元素和稀土元素分別作圖來對比,恢復這些岩石的形成構造環境。
火山岩類:圖1-11是阿爾泰地區和北準噶爾地區相關構造單元的火山岩類的稀土元素配分型式,從球粒隕石(chondrite)標準化圖中可見,呈輕稀土富集,且多數樣品都有明顯的銪虧損,說明原始的岩石均經歷了較明顯的分異過程。用平均的大陸地殼、洋殼、原始地幔和海洋島弧玄武d巖的稀土元素標準化,對比可見這些火山岩類更接近於大陸地殼和海洋島弧構造環境,推測應是一種大陸邊緣構造環境。
從稀有元素標準化配分型式圖1-12看,球粒隕石標準化和原始地幔標準化結果顯示這些火山岩都已有明顯的分異過程。它們的稀有元素配分型式與大陸地殼和海洋島弧玄武岩的稀有元素配分型式更為類似。 圖1-13和圖1-14分別是天山地區相關構造單元中火山岩類的稀土元素配分型式圖和稀有元素配分型式圖,與圖1-11和圖1-12相比,相同型別的標準化配分圖的基本特徵類似,完全可以對比。
表明這些火山岩類具有相似的形成構造環境。
圖1-7 阿爾泰區玄武岩類主要元素地球化學投影圖
圖1-8 天山區的玄武岩類主要元素地球化學投影圖
圖1-9 阿爾泰區花崗岩類主要元素地球化學投影圖
玄武岩類:從阿爾泰地區和北準噶爾地區相關構造單元的玄武岩類的稀土元素標準化配分型式圖1-15可得出,用球粒隕石的稀土元素標準化分佈有兩個集中區,以玄武岩類樣品為主的位於圖的上部,顯示為一種輕稀土元素富集型,部分樣品具有銪虧損,而取自於洪古勒楞超基性岩(屬塔爾巴哈臺-阿爾曼太早古生代島弧)的樣品則位於圖下部,近似於「球粒隕石」型,標準化結果值為1附近。 以原始地幔的稀土元素標準化得到了類似的結果。
用洋殼、陸殼以及海洋島弧的平均值標準化對比,這些玄武岩類更接近於大陸地殼和海洋島弧玄武岩的構造成因環境。 天山地區的玄武岩類的稀土元素標準化結果(圖1-16)表明,對比於球粒隕石和原始地幔來說,出現輕稀土元素富集,但並沒有明顯的銪元素虧損。 而用3種平均地殼環境的標準化結果對比看,這些玄武岩類相對接近於大陸地殼和海洋島弧環境,推斷應屬於大陸邊緣構造環境。
從稀有元素的標準化配分型式看,阿爾泰地區的玄武岩類(圖1-17)與天山地區的玄武岩類(圖1-18)的稀有元素的標準化配分結果很類似。 由球粒隕石和原始地幔的稀土元素標準化配分型式顯示有明顯的分異過程。而不同構造環境的標準化配分結果對比,可得出它們接近於大陸地殼型和海洋島弧玄武岩型。
圖1-10 天山區花崗岩類主要元素的地球化學投影圖
圖1-11 阿爾泰區火山岩類的稀土元素標準化配分型式圖
圖1-12 阿爾泰區火山岩類稀在元素標準化配分型式圖
圖1-13 天山區火山岩類的稀土元素標準化配分型式圖
花崗岩類:稀土元素的標準化結果表明,阿爾泰地區和北準噶爾地區(圖1-19)以及天山區(圖1-20)的花崗岩類除了個別樣品外,二者之間具有相似的特徵,具體是:由球粒隕石和原始地幔的稀土元素標準化配分型式類似,有著一種輕稀土富集趨勢,並有一致的銪元素虧損,推測應源自於一種經分異較好的大陸地殼岩石重熔形成。
其他幾種標準化配分型式圖對比得出,這些花崗岩類更接近於大陸地殼型和海洋島弧型。稀有元素的標準化配分型式特徵(圖1-21和圖1-22)的類比,可以得出與稀有元素標準化結果相似的結論。
圖1-14 天山區火山岩類稀有元素標準化配分型式圖
圖1-15 阿爾泰區玄武岩類的稀土元素標準化配分型式圖
圖1-16 天山區玄武岩類稀土元素標準化配分型式圖
圖1-17 阿爾泰區玄武岩類稀有元素的標準化配分圖
圖1-18 天山區玄武岩類稀有元素的標準化配分圖
圖1-19 阿爾泰區花崗岩類稀土元素標準化圖
圖1-20 天山區花崗岩類稀土元素標準化圖
圖1-21 阿爾泰區花崗岩類稀有元素標準化圖
圖1-22 天山區花崗岩類稀有元素標準化圖
綜合上述稀土元素和稀有元素的標準化配分型式的類比,可以得出,不管這些屬於基底的岩石原巖是火山岩類、玄武岩類,還是花崗岩類,可作為相似構造環境下產物組合。 它們並非源自於地幔的原始岩石,而是源自於經過明顯分異過程的岩石,都有一致明顯的銪元素虧損。 可以推論這應是經歷過相當程度演化並趨於成熟的大陸地殼型岩石。
且它們形成的構造環境應屬於大陸邊緣環境。 實際上,這些基底岩石基本上來自於兩條板塊構造縫合帶兩側,亦正是代表這樣的構造環境。
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我本身就是學地球化學的，這個專業也是有區別的，如果你是在石油類的院校讀這個專業的話，那就是做有機方面的研究，一般會研究烴源巖和油藏和同位素之類的，就業前景就是會去油田的研究所之類的，如果是去純地質的院校讀，那就是搞無機，就業前景一般就是去地研所，但是不好進 我覺得你要是十分想選這個專業的話，那就讀石...
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