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福建南平晚古生代花岗岩与31号花岗伟晶岩脉：成因关联与大陆构造背景解析

一、引言

1.1研究背景与意义

福建南平地区位于华南褶皱系东缘，处于闽西北加里东褶皱带、闽西南海西-印支坳褶区和闽东燕山断坳区三大构造旋回域的接合部位，地质构造复杂，经历了多次强烈的地壳构造运动，发育了较多的混合岩和花岗岩类。其中，晚古生代花岗岩与31号花岗伟晶岩脉的研究对于深入理解区域地质演化具有关键作用。

晚古生代是地球演化历史中的重要时期，这一时期的地质活动塑造了现今的地质格局。花岗岩作为大陆地壳的重要组成部分，其形成与演化过程记录了地球深部物质与能量的交换信息。福建南平晚古生代花岗岩的研究，有助于揭示该地区在晚古生代时期的地壳运动、岩浆活动以及深部地质过程，为区域地质演化模型的建立提供关键依据。

31号花岗伟晶岩脉以富含稀有金属Sn、Nb、Ta而闻名于世，是南平伟晶岩中分异程度最高、稀有金属成矿作用最重要的岩脉。稀有金属在现代工业中具有不可或缺的地位，广泛应用于电子、航空航天、新能源等领域。对31号花岗伟晶岩脉的研究，不仅能够深入了解其成矿机制，还能为稀有金属矿产资源的勘探与开发提供理论指导，具有重要的经济价值。

此外，研究福建南平晚古生代花岗岩与31号花岗伟晶岩脉的成因关系，有助于揭示岩浆演化与成矿作用之间的内在联系，丰富和完善岩浆-热液成矿理论。同时，对该地区大陆构造背景的研究，能够为理解华南地区晚古生代的构造演化提供新的视角，对全球构造演化研究也具有重要的参考意义。

1.2国内外研究现状

国内外学者对晚古生代花岗岩和花岗伟晶岩脉的成因关系及大陆构造背景开展了大量研究。在花岗岩研究方面，通过岩石学、地球化学、同位素地质学等多学科手段，对花岗岩的成因类型、源区性质、形成机制和构造背景进行了深入探讨。例如，通过对花岗岩中主量元素、微量元素和稀土元素的分析，确定其岩石类型和地球化学特征；利用同位素示踪技术，如Sr-Nd-Hf同位素体系，研究花岗岩的源区组成和演化历史。

对于花岗伟晶岩脉，研究主要集中在其矿物学、元素地球化学、成岩成矿过程以及与花岗岩的关系等方面。在矿物学研究中，详细分析了伟晶岩脉中矿物的种类、晶体结构和化学成分；元素地球化学研究则关注伟晶岩脉中元素的分布、迁移和富集规律；成岩成矿过程研究通过对矿物共生组合、结构构造以及流体包裹体的分析，揭示伟晶岩脉的形成和演化机制；在与花岗岩的关系研究中，探讨了伟晶岩脉与花岗岩是否具有同源性，以及它们在时空分布和成因上的联系。

然而，当前研究在福建南平地区仍存在不足。在结晶年龄方面，对于31号伟晶岩脉，不同研究者采用不同方法给出的结晶年龄值差异巨大，难以确定其准确的形成时代。在花岗岩研究中，前人主要集中在矿物学、主微量元素分析、包裹体测温等方面，但缺乏系统的年代学研究，这限制了对花岗岩与伟晶岩脉成因关系的深入理解。此外，对于福建南平地区晚古生代的大陆构造背景，虽然已有一些研究，但仍存在争议，需要进一步的研究来明确该地区在晚古生代时期的构造环境和演化过程。

1.3研究内容与方法

本研究旨在深入探讨福建南平晚古生代花岗岩与31号花岗伟晶岩脉的成因关系及其大陆构造背景，具体研究内容包括：

对福建南平晚古生代花岗岩和31号花岗伟晶岩脉进行详细的岩石学研究，分析其岩石结构、构造和矿物组成，为后续研究提供基础资料。

运用地球化学分析方法，包括主量元素、微量元素和稀土元素分析，研究花岗岩和伟晶岩脉的地球化学特征，探讨其物质来源和演化过程。

采用高精度的锆石微区U-Pb定年技术，精确测定花岗岩和伟晶岩脉的形成年龄，确定它们的时空关系。

利用Hf同位素等示踪技术，研究花岗岩和伟晶岩脉的源区性质和演化历史，进一步揭示它们的成因联系。

综合岩石学、地球化学、年代学和同位素地质学的研究成果，结合区域地质资料，探讨福建南平地区晚古生代的大陆构造背景，分析花岗岩和伟晶岩脉形成的构造环境。

在研究方法上，主要采用以下几种地质学研究方法：

野外地质调查：对福建南平地区进行详细的野外地质调查，观察花岗岩和伟晶岩脉的出露情况、产状、接触关系以及围岩特征等，采集具有代表性的岩石样品。

室内实验分析：运用先进的实验技术和仪器设备，对采集的岩石样品进行主量元素、微量元素、稀土元素分析，以及锆石微区U-Pb定年和Hf同位素测定等，获取岩石的地球化学和年代学数据。

构造解析法：通过对地质构造的几何学解析、运动学解析和动力学解析，研究区域地质构造的形态、产状、规模、组合型式及相互关系，阐明地质构造的形成机制和演化规律，为探讨花岗岩和伟晶岩脉形成的构造背景提供依据。

二、区域地质概况

2.1南平地区地质背景

南平地区大地构造位置独特，处于华南褶皱系的关键部位。华南