摘要
华北陆块南缘是北秦岭造山带的重要组成部分，新元古代发育以栾川群、陶湾群和宽坪群为代表的被动大陆边缘建沉积造，其中发育大量裂解型火山-侵入岩。本论文主要以栾川地区栾川群变基性-中酸性火山-侵入岩、宽坪群变基性火山岩为主要研究对象，通过岩石学、地球化学和同位素年代学等系统研究，分析其成因及形成动力学背景，并结合该区栾川群、陶湾群、宽坪群的沉积特征，全面地探讨华北南缘新元古代被动陆缘构造演化。 栾川群、陶湾群和宽坪群均发育一套以不纯碳酸盐岩及成熟度较高的碎屑岩为主的潮坪相-浅海相-深海相（含火山物质）沉积建造，反映当时的水深向南不断加大。 栾川群煤窑沟组发育一套以变辉长岩和变流纹岩为主的双峰式火山-侵入岩建造。其中，变辉长岩为较富钾、具OIB型岩浆特征的镁铁质堆晶岩建造;不亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，表明岩浆演化过程中流体交代作用不明显;Ce/Pb值指示有下地壳组分混染;较高的TiO2含量表明其形成温度相对较高，是在大陆拉张环境下，由软流圈地幔上涌并减压熔融形成的玄武质岩浆结晶分异的产物。变流纹岩为一套铝过饱和的高钾质火山岩，其经历了明显的结晶分异过程，具有向A型花岗岩演化的趋势;其与变辉长岩均富K2O、亏损Y，具可互补的Eu、Sr、Ba异常，但具明显的Nb、Ta亏损特征，很可能是与变辉长岩同源的岩浆分离结晶后同化混染壳源组分的产物。变辉长岩的SHRIMP锆石U-Pb加权平均年龄为872±13Ma、860±12Ma，代表该套火山-侵入岩形成年龄，说明其形成于新元古代中晚期。 栾川群大红口组变玄武质熔岩、粗面岩为一套富钾的双峰式火山岩建造。地球化学特征上均高度富碱和稀土元素，相对亏损Ba、Sr、P、Y。其中变玄武质熔岩具OIB型岩浆特征，但比典型OIB具更高的稀土及微量元素含量，粗面岩具A型花岗岩特征。该套火山岩可能形成于大陆裂谷环境，是由富集地幔不同程度低度部分熔融并遭受明显的地壳混染的产物。 宽坪群谢弯岩组变基性火山岩为一套富钠低钾的拉斑系列火山岩，具典型E-MORB特征，岩浆演化过程中无明显结晶分异、地壳混染作用及流体交代作用，是较富集地幔部分熔融的结果，可能形成于洋中脊环境;宽坪群四岔口岩组变基性火山岩为一套钠质碱性玄武岩，其典型OIB特征，是软流圈地幔低度部分熔融的产物，岩浆演化过程中经历了较明显的结晶分异过程(4％＜MgO＜7％)，受地壳混染程度较弱，可能形成于大洋板内环境;宽坪群变玄武岩可能形成于新元古代晚期。 华北陆块南缘新元古代中晚期处于拉张裂陷的被动陆缘环境，先后发育两期裂谷岩浆事件:第一期以栾川群煤窑沟组、大红口组两套双峰式岩浆岩建造为代表，以富钾为主要特征，形成于大陆裂谷环境;第二期以宽坪群谢弯岩组E-MORB及四岔口岩组OIB为代表，以富钠为主要特征，形成于初始洋盆环境。与这两期岩浆岩相伴生的沉积建造也由浅水相向深水相演化，反映了华北南缘从被动大陆边缘裂谷环境向大洋盆地环境演化的规律。华北南缘被动陆缘这些拉张/伸展作用是对Rodinia超大陆裂解事件的响应。 本文结果以及前人有关资料将宽坪洋打开时间限定于新元古中期华北南缘被动陆缘裂陷之后，即新元古代晚期(～611Ma);宽坪洋大洋板块于早古生代早期向南侧北秦岭地块之下俯冲，形成北秦岭地块北缘的二郎坪岛弧及相关早古生代HP-UHP变质建造(～490Ma)，并于早古生代晚期(～425Ma)闭合，导致华北陆块南缘被动大陆边缘与北秦岭地块及其北部活动陆缘发生碰撞拼合，形成北秦岭造山带。
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