싱안(Xingan)과 간쑤(Gansu) 접합부 홍류허(Hongliuhe) 지역의 페름기 하부 현무암의 지구화학적 특성과 그 형성의 구조적 배경
Hongliuhe 지역의 Lower Permian tholeiitic 현무암은 주로 낮은 Mg 및 총 알칼리 (Na2O K2O)와 높은 Fe 및 Ti와 미량 원소 Rb, K, Sr 및 Ba와 같은 큰 이온이 특징입니다. 광물성 원소가 풍부하고 경희토류 원소(LREE)가 상대적으로 풍부합니다. La/Yb=10.61~16.87, Th/Ta=1.03~1.99, Fe/Ti=5.30~6.39, Ti/P=5.61~7.30, Ti/Zr=38.83~46.30. 또한, Zr=(254~328)×10-6, Zr/Y=5~10, Y/Nb=1.52~2.45이다. 이러한 모든 지구화학적 특성은 주로 판내 현무암이며, 마그마는 주로 고갈맨틀(DM)과 농축맨틀(EM) 성분이 혼합되어 발생하며, 이 중 농축맨틀(EM)이 주 말단 구성원이며 부분적으로는 녹는 정도가 낮고 지각 오염도가 매우 낮습니다.
천산산맥이 지배하는 중앙아시아 조산대에서는 석탄기 동안 주요 해양분지가 폐쇄되고 구조적 패턴이 새로운 단계에 진입했다(Coleman, 1989; Windley et al., 1990; Allen 등, 1992; Guo Zhaojie 등, 1993; Carroll 등, 1995; 1998; Jahn, 2000a). 최근 연구에 따르면 고생대 후기에 Tianshan 조산대는 다수의 화강암이 자리잡았음을 보여주었다(Han et al., 1997; Han Baofu et al., 1999; Hu et al., 2000; Jahn et al. al., 2000a, 2000b; Chen and Jahn, 2002) 및 중염기성 화산암의 분출(Lin Kexiang et al., 1997; Wartes et al., 2002; Yuan Mingsheng et al., 2002; Zhao Zehui et al. ., 2003). 이 시기의 화강암은 조산기의 마그마 활동과는 명백히 다르며, 조산기 이후 대륙지각의 수직적 강착의 산물로 간주된다(Han et al., 1997; Han Baofu et al., 1999; Jahn et al., 2000a, 200b). 신장-북산 동부 지역의 페름기에는 연장 단층 분지가 발달했으며, 이 분지에는 두꺼운 중염기성 화산암층이 발달했습니다. 이러한 화산암에 대한 연구는 천산동산맥의 구조적 진화를 이해하는 것뿐만 아니라 페름기 해당 지역의 구조적 특성과 심층지질학적 정보를 이해하는 데에도 큰 의미가 있다. 이 책은 홍류허(Hongliuhe) 지역의 페름기 하부 현무암을 연구 대상으로 삼고(그림 1-1-8), 지구화학적 특성 연구를 통해 그 형성의 구조적 배경과 역동적인 의의를 설명하고 있다.
그림 1-1-8 홍류허(Hongliuhe) 지역의 구조적 지질학적 도표
A—Kelameili 봉합대 B—중앙 천산 산맥 북쪽 가장자리의 봉합대 C—남쪽; Tianshan 봉합대, 2 - 상부 실루리아암, 5 - 섬록암, 7 - 하부 페름기 역암, 9 - 대리석 10—초염기암층, 11—철도, 13—제4차 계열
1. 지역적 구조적 배경
새로운 간쑤성과 간쑤성의 교차점에 위치한 홍류허 지역 고생대에서 Tarim 블록과 Central Tianshan 블록이 수렴하는 봉합 지대에서 (Li Jinyi et al., 1990; Xiao Xuchang et al., 1992; Ma Ruishui et al., 1993; Zuo Guochao et al., 2003) (그림 1-1 -8). Hongliuhe 오피올라이트는 Tianshan 남부의 후호 해양 분지의 잔재이며, 봉합 시기는 대략 데본기 후기였습니다(Guo Zhaojie et al., 1993).
석탄기 후기부터 페름기 초기까지 신장 대부분 지역의 주요 해양 분지는 폐쇄되었습니다(Coleman, 1989; Li Jinyi et al., 1990; Windley et al., 1990; Allen et al., 1992; Xiao Xuchang et al. al., 1992; Maris et al., 1993; Gao et al., 1998; 페름기 초기부터 페름기 후기까지 이 지역의 다양한 단층대 또는 단층 분지의 형성은 Santanghu 분지, Tuha 분지 및 Beishan Liuyuan 단층 함몰대 및 Hongliuhe 단층 함몰대와 같은 강력한 화산 활동을 동반했습니다(Allen et al. ., 1991; Carroll et al., 1995; Wartes et al., 2002;
제2 및 하부 페름기 암석 조합의 특성
홍류허 지역의 페름기는 주로 하부 페름기 홍류허 층으로, 초기 고생대 지층에서는 각도가 부적합하고 상부가 누락되어 있다 페름기. 하부 페름기(Lower Permian)는 홍류허 층(Hongliuhe Formation)의 하부 하위 그룹의 하부 부분이 역암, 사암 및 석회암으로 구성되어 있으며, 바닥 부분은 중간 정도의 두꺼운 층을 이루는 바닥 자갈로 구성되어 있습니다. 둥글다. 완족류 화석은 석회암에서 채집되었는데, Camarophoria cf.mutabilis, Spiriferella sp., Rhynchopora sp., Waagenoconcha sp., Dic?tyoclostus sp., Muirwoodia cf.mammata 등으로 페름기 하부 상부에 해당한다. Hongliuhe 층 하부 하위군의 상부는 응회암 사암, 질질질 미사암 및 벽옥 렌즈가 삽입된 녹색 및 회녹색 현무암으로 구성되며, 회백색 석회암 및 회녹색 응회암 층간이 있습니다(그림 1- 1-9) 현무암 중 일부는 다양한 크기의 베개 모양을 하고 있으며, 베개는 석회암으로 채워져 있다(그림 1-1-9). 이 하위 그룹의 노출 두께는 장소에 따라 다르며 최대 두께는 2700m입니다. 홍류허층의 중간소군은 하부소군을 일체로 덮고 있으며, 하부소군 상부의 화산폭발암과 사암 또는 역암으로 뚜렷이 분리되어 있으며, 최대두께는 1000m에 달하는 쇄설성 퇴적암군이다. 홍류허 상부 지층은 중앙 지층을 완전히 덮고 있으며 주로 회색, 회록색, 갈적색 역암과 두꺼운 층의 장석 사암 및 복잡한 광물 사암으로 구성되어 있으며 미사암 렌즈가 아주 소량 산재되어 있으며 두께는 2520m입니다. . Yu Fusheng et al.(2000)은 또한 Hongliuhe 관측소 남서쪽의 Hongliuhe 하부 하위 그룹의 하부 모래 석회암에서 후기 석탄기-초기 페름기 생물군계의 화석을 발견했으며, 하부 하위 그룹의 상부에 있는 안산암의 층상 유기체를 발견했습니다. 바다나리 줄기와 같은 해양 생물의 화석은 쇄석회암에서 발견됩니다. 이 책에서는 주로 이 그룹의 현무암을 선택하여 일련의 지구화학적 분석을 수행합니다.
그림 1-1-9 홍류허 베개 현무암 현장 사진
3. 지구화학적 특성
이 책은 비교적 신선한 주요 원소를 함유한 현무암 샘플 11개를 선택합니다. 분석을 수행하였고, 미량 및 희토류 원소 분석을 위해 5개의 대표 시료를 선정하였다. 주요 원소 데이터는 중국과학원 지질학연구소(HL2~6)와 북경대학교 지질학과 연구실험센터(HL7~12)에서 ICP-MS 방식을 사용하여 분석 및 테스트하였습니다. 분석 및 테스트용(표 1-1-6).
표 1-1-5 홍류허 현무암의 주요 원소 조성(wB/)
참고: Fe2O3T는 철이다.
(1) 주요 원소 특성
SiO2 함량은 45.14~49.60으로 주로 염기성 현무암이다. MgO 함량은 2.94~7.80으로 Mg가 낮은 것이 특징이다. 총 알칼리 함량(Na2O,K2O)은 2.31~4.36으로, K 함량이 0.21~1.51로 매우 다양합니다. TiO2의 함량은 1.70~2.19이고, P2O5의 함량은 0.21~0.50으로 Ti와 P가 높은 것이 특징이다.
AFM 지도(그림 1-1-10)에서 이 지역의 현무암은 톨레암질 현무암 지역에 속한다(Irvine and Baragar, 1971).
그림 1-1-10 홍류허 현무암의 AFM 다이어그램
(Irvine and Baragar, 1971에 따르면)
표 1-1-6 홍류허 현무암 풍부한 미량 희토류 원소(wB/10-6)
참고: (La/Yb)N은 콘드라이트 정규화입니다.
(2) 미량원소 특성
미량원소 특성 : Rb, K, Sr, Ba 등 대형 이온 친핵체 원소의 농축(그림 1-1-11) 두 샘플에서 Rb 및 K가 비정상적으로 농축되는 것은 현무암 샘플에 Rb 및 K가 풍부한 편도체 또는 기공 충전재가 존재하기 때문에 발생할 수 있습니다. La/Yb 비율은 10.61~16.87, Th/Ta 비율은 1.03~1.99, Fe/Ti 비율은 5.30~6.39, Ti/P 비율은 5.61~7.30, Ti/Zr 비율은 38.83~46.30 . 또한, Zr=254~328, Zr/Y 비율은 5~10, Y/Nb=1.52~2.45입니다.
그림 1-1-11 홍류허 현무암 N-MORB의 표준화된 거미 다이어그램
(Sun and McDonough에 따른 표준화된 값, 1989)
(3) 희토류 원소의 특성
경희토류 원소(LREE)는 중희토류 원소(HREE)에 비해 농축되어 있다(그림 1-1-12). 해양섬 현무암의 특성은 현무암 마그마가 주로 EM에서 유래되었음을 나타냅니다. 콘드라이트의 정규화된 (La/Yb)N 범위는 7.78-12.16이며, 이는 LREE와 HREE 사이에 명백한 분류 효과가 있음을 나타냅니다.
IV. 토론
(1) 석유 발생에 대한 토론
홍류허 하류 페름기 현무암의 TiO2 및 P2O5 함량은 상대적으로 높으며, Y /Nb 비율은 상대적으로 낮으며(1.52~2.45) 대륙의 톨레암 현무암과 유사한 특성을 보인다(Floyd and Winchester, 1975). 또한, Zr의 함량이 비교적 높으며, Zr/Y의 비율은 5~10이다. Zr과 Zr/Y의 식별 다이어그램(그림 1-1-13)에서 볼 수 있듯이 이 지역의 현무암은 전형적인 판내 현무암과 동일한 특성을 가지고 있음을 알 수 있습니다(Pearce and Norry, 1979). 홍류허 하류 페름기 현무암의 Th/Ta 비율은 1.03~1.99이고, La/Yb 비율은 10.61~16.87이다. Th/Ta 대 La/Yb 다이어그램(그림 1-114)에서 샘플은 주로 고갈 맨틀(DM)과 농축 맨틀(EM) 사이의 연결선에 분포되어 있으며, 이는 현무암 마그마가 주로 DM과 EM 2개의 최종 멤버 성분이 혼합되어 발생하는데, EM이 조성의 약 70~80%를 차지하며 부분 용융 정도가 낮고 쉘 소스에 의한 오염 정도도 매우 크다 낮음(Condie, 2001). Fe/Ti 비율은 5.30~6.39, Ti/P 비율은 5.61~7.30, Ti/Zr 비율은 38.83~46.30이다. Fe/Ti, Ti/P 및 Ti/Zr 대 Zr의 그래프(그림 1-1-15)에서 현무암 마그마는 주로 EM에서 유래할 수 있는 농축 및 부분 용융을 특징으로 한다는 것을 알 수 있습니다(La Flèche 외) al., 1998; Caprarelli 및 Leitch, 2001). 그 중 Fe/Ti 비율은 주로 맨틀 근원의 부분 용융 정도를 반영하고, Ti/P와 Ti/Zr은 주로 맨틀 근원의 농축 정도를 나타낸다(La Flèche et al., 1998).
그림 1-1-12 홍류허 현무암 콘드라이트의 표준화된 REE 패턴 다이어그램
(Sun and McDonough, 1989에 따른 표준화된 값)
그림 1 -1-13 (Zr/Y)-Zr 현무암 식별 도표
(Pearce and Norry, 1979에 따르면)
A 지역은 화산호 현무암이고 B 지역은 중앙 바다입니다. 능선 현무암 ; 영역 C는 중앙해령 현무암과 화산호 현무암이며, 영역 D는 판내 현무암입니다.
(2) 구조적 배경
암석 조합 특성의 관점에서 페름기 초기에는 역암을 주성분으로 하는 해양성 쇄설암과 탄산암이 퇴적되었고, 이후에는 현무암을 주성분으로 하는 화산암이 분출되었으며, 후기에는 상부 아군의 회색 역암과 적갈색 사암이 층층이 형성되었다. , 그리고 그 사이에 회백색의 석회암이 나타났으며, 회녹색 응회암이 층층이 쌓여 있고, 일부 현무암은 크기가 다른 베개 모양을 하고 있으며, 베개에는 석회암이 채워져 있습니다. 일반적으로 하페름기(Lower Permian)는 조산기 이후 산간 함몰 지역에서 발생하며 당밀(molasse)로 만들어졌다. 이는 밑에 있는 지층과 명백한 부정합이 특징이며, 두께가 매우 큰 해양-대륙 교대 퇴적물입니다. 주로 쇄설암으로 구성되어 있으며, 기초 화산분출암이 많거나 적거나 고르게 변화되어 있습니다. 아래에서 위로 사라집니다. 위의 특징은 홍류허(Hongliuhe) 지역의 초기 페름기 지층이 연속적인 확장 단층과 맨틀 원천으로부터의 기본 마그마의 분출로 인해 회색 역암과 적갈색 사암으로 대체되었음을 나타냅니다. 퇴적층의 특성으로 볼 때 홍류허 지역은 전체 확장 단층화 과정에서 기초 마그마의 분출을 동반하여 얕은 해양 분지로 확장되었지만 전형적인 해양 지각은 나타나지 않았다.
그림 1-1-14 홍류허 현무암의 Th/Ta 대 La/Yb 다이어그램
(Condie에 따르면, 2001)
그림 1-1- 15 Hongliuhe 현무암의 Zr 함량에 따른 Ti/Zr, Ti/P 및 Fe/Ti 비율의 예시
(La Flèche et al., 1998에 따름)
앞서 언급했듯이, 천산(Tianshan) 중가르(Junggar), 알타이(Altai) 및 중가르(Junggar) 지역과 같은 많은 지역에는 충돌 후 맨틀에서 유래한 마그마 활동을 나타내는 화강암 자리가 있으며, 이들의 연대는 3억 3천만년에서 2억 5천만년 사이이며 일반적으로 양의 εNd(t) 특성을 가지고 있습니다(Hopson et al. Zhao Zhenhua 외, 1996; Han 외, 1997; Hu 외, 2000a; Jahn et al., 2000b; Chen and Jahn, 2002), 이는 이 지역이 후기 석탄기 조산운동의 압축 환경에서 조산 이후 확장 구조 환경으로 변형되었을 수 있음을 반영합니다.
V. 결론
위의 특징은 홍류허 하부 페름기 토레암 현무암이 얕은 바다 분지에서 분출되었으며 주로 고갈된 맨틀의 혼합물에서 유래한 판내 열곡 현무암임을 보여준다. 농축 맨틀이 주 말단 구성원인 농축 맨틀 구성 요소는 부분적으로 녹는 정도가 낮고 지각 오염도가 매우 낮습니다.
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