大陆地壳作为地球形成和演化的重要档案库,其生长、保存和消亡过程一直是固体地球科学研究的前沿与热点问题。花岗岩是大陆地壳的重要组成部分,对其成因模式的研究在示踪陆壳生长和演化历史等方面具有重要意义。本文以中亚造山带东段松嫩地块上广泛分布的花岗岩为研究对象,根据它们的时空分布特征,选取了不同时代和不同出露位置的来自56个侵入体的共计66个花岗岩样品。对这biological half-life些花岗岩开展了年代学、全岩地球化学、磷灰石原位微量元素和Nd同位素以及锆石原位Hf同位素的分析测试工作。结合前人资料,本文利用磷灰石的地球化学组成查明了松嫩地块花岗岩的岩石成因和岩浆演化过程;利用锆石U-Pb-Hf同位素体系明确了松嫩地块的陆壳属性,并建立了地壳生长和再造曲线;结合超大陆演化历史,揭示了中亚造山带东段地壳生长-再造过程与超大陆演化的成因联系。主要研究成果如下:1.查明了松嫩地块花岗岩的岩石成因和岩浆演化过程本文将松嫩地块的花岗岩样品划分为“经历晚期构造热事件改造的花岗岩”和“未经晚期构造热事件改造的花岗岩”,并发现两类花岗岩中分选出的磷灰石具有不同的晶体形态、内部结构、微量元素和Nd同位素组成。第一类花岗岩中的磷灰石普遍具有不规则的次生加大边、复杂的内部结构和较低的轻稀土元素含量。这些变质/交代成因的磷灰石还具有变化很大的Sm-Nd同位素组成,其εNd(t)值与锆石εHf(t)值解耦,这是由于交代淋滤过程中Nd相比于Sm更容易进入到流体中,导致磷灰石的147Sm/144Nd比值升高,从而使εNd(t)值出现明显偏差。第二类花岗岩中的磷灰石普遍发育均一的内部结构或同轴生长的环带结构,并具有相对均一的Sm-Nd同位素组成和耦合的磷灰石Nd和锆石Hf同位素体系,暗示其岩浆成因。岩浆成因磷灰石的地球化学组成主要受控于其母岩浆的成分、其它富稀土元素矿物的结晶以及磷灰石与硅酸岩熔体之间元素分配系数的变化。根据岩浆成因磷灰石的稀土元素配分模式,本文进一步将其划分为三组。第一组磷灰石具有右倾型的稀土元素配分模式,与全岩类似,但它们相对更富集中稀土元素。由于相比于轻稀土元素和重稀土元素,磷灰石具有更高的中稀土元素分配系数,第一组磷灰石反映出母岩浆组成和稀土元素分配系数对磷灰石地球化学组成的控制作用。第二组磷灰石明显亏损轻稀土元素,FG-4592体内而全岩却显示富集轻稀土元素的特点,第三组磷灰石则具有低的中、重稀土元素含量,这两组磷灰石分别受到了源岩中帘石族矿物和角闪石形成的影响。此外,在岩浆形成和上升过程中捕获的磷灰石往往具有特殊的地球化学信号,如稀土元素配分模式和Nd同位素组成区别于其它原生磷灰石颗粒、具有Eu正异常和异常高的Sr含量,这些现象记录了不能被全岩地球化学数据识别的小规模地壳混染作用,也证明了同一岩体中可以同时保存原生和捕获的磷灰石颗粒。综上,磷灰石地球化学为精准建立松嫩地块花岗岩的成因演化模型提供了重要手段。2.确定了松嫩地块的陆壳属性及其不均一性松嫩地块存在新元古代~早中生代的多期花岗质岩浆事件,其中的岩浆锆石形成了~919 Ma、~472 Ma、~252 Ma和~188 Ma四个主要年龄峰期。随着松嫩地块花岗岩形成时代的变新(917至176 Ma),锆石的εHf(t)值不断升高(-8.9至+13.0),二阶段模式年龄逐渐变小(2295至544 Ma),说明岩浆源区的陆壳物质组成不断变年轻,从古元古代逐渐变为新元古代,且显生宙以来,松嫩地块花岗岩主要是再造作用的产物。此外,松嫩地块花岗岩的锆石εHf(t)值随纬度升高而逐渐降低,表明从南部的张广才岭到北部的小兴安岭古老陆壳成分不断增加,反映了陆壳横向的不均一性。3.建立了松嫩地块地壳生长与再造曲线和中亚造山带东段的地壳生长模型地壳生长和再造的时间分别用花岗岩的锆石Hf二阶段模式年龄和锆石U-Pb年龄进行限定。本文将每个时间间隔内增生事件和再造事件占全部岩浆事件的比例分别进行累加得到了松嫩地块的地壳生长和再造曲线。结果显示,松嫩地块地壳呈现幕式生长的特点,主要有古元古代(2.2~1.8 Ga)、中元古代(1.6~1.0 Ga)和新元古代(0.85~0.6 Ga)三个生长期,以及1.8~1.6 Ga和1.0~0.85 Ga两个生长间歇期。松嫩地块的幕式地壳再造主要发生于1000~180 Ma,并在800~600 Ma有一次明显的波动。结合前人对中亚造山带东段多个微陆块和缝合带内花岗岩的研究,本文认为中亚造山带东段具有以下两种地壳生长模式:(1)以松嫩地块为代表的,前寒武纪发生的微陆块内部的幕式生长为主;(2)以多宝山岛弧地体为代表的,新元古代至早古生代发生的微陆块之间碰撞拼合过程中产生的侧向增生为主。4.揭示了中亚造山带东段地壳生长-再造过程与超大陆演化的成因联系松嫩地块的地壳生长始于ca.2.2 Ga,地壳体积稳步增加至ca.1.8 Ga,可能与Columbia超大陆的俯冲汇聚阶段(2.1~1.8 Ga)有关。地壳生长在1.8~1.6 Ga的停顿是由于Columbia超大陆的碰撞造山和最终拼合,造成地壳生长速率显著降低。Columbia超大陆的裂解和Rodinia超大陆的汇聚使松嫩地块进入到第二个地壳快速生长期(1.6~1.0 Ga);此后,地壳再造的启动使地壳生长速率在1.0~0.85 Ga有所减缓,在时间上对应Rodinia超大陆的碰撞拼合阶段。第三个地壳生长期发生在850~600Ma,可能是Rodinia超大陆于860~720 Ma发生裂解所致。从新元古代晚期开始,地壳再造逐渐成为松嫩地块地壳演化的主体,而地壳生长自早古生代以来非常微弱,古亚洲RepSox洋和环太平洋构造体系先后控制了该区的构造演化过程。综合对中亚造山带其它微陆块地壳生长演化历史的研究,本文认为幕式生长可能是中亚造山带微陆块普遍具有的地壳生长模式,而地壳生长速率的变化是对超大陆不同演化阶段的响应。