徐多勛楊拴海李瑞保王偉鋒魏立勇李飛劉滿年常亮李國(guó)英劉霞
摘要:塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體位于西秦嶺造山帶西段,主體巖性為灰白色中細(xì)粒塊狀花崗閃長(zhǎng)巖,巖體中未見(jiàn)暗色閃長(zhǎng)質(zhì)包體。對(duì)該巖體進(jìn)行LAICPMS鋯石UPb同位素年代學(xué)測(cè)試,所選鋯石均為具巖漿韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)的巖漿鋯石,鋯石w(Th)/w(U)值主體大于0.4,鋯石UPb加權(quán)平均年齡為(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體的結(jié)晶年齡。地球化學(xué)特征顯示,該巖體具有高SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)(66.88%~67.46%)、高Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)(15.39%~16.54%)、富K(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為283%~412%)、準(zhǔn)鋁質(zhì)(A/CNK值介于0.97~1.0之間)的高鉀鈣堿性花崗巖特征。該巖體輕、重稀土元素分異強(qiáng)烈,Eu異常不明顯,球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式為右傾型,原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖具明顯的富集大離子親石元素(Cs、Rb、Ba等),虧損重稀土元素與高場(chǎng)強(qiáng)元素(如Nb、Ta等)的特征。該巖體具有與埃達(dá)克質(zhì)花崗巖相似的特征,如高Sr質(zhì)量分?jǐn)?shù)(主體大于400×10-6)、低Y質(zhì)量分?jǐn)?shù)((5.49~12.8)×10-6)、低Yb質(zhì)量分?jǐn)?shù)((0.34~0.91)×10-6)、高w(Sr)/w(Y)值(大于40,多介于50~90之間)。巖石成因研究表明,該巖體為加厚下地殼石榴子石角閃巖(石榴子石體積分?jǐn)?shù)為10%~20%)部分熔融并經(jīng)歷分離結(jié)晶作用形成的。綜合區(qū)域資料認(rèn)為,西秦嶺造山帶西段古特提斯洋于印支晚期已經(jīng)關(guān)閉,南北陸塊完成同碰撞造山作用,并進(jìn)入后碰撞構(gòu)造演化階段。
關(guān)鍵詞:地球化學(xué);花崗閃長(zhǎng)巖;埃達(dá)克質(zhì)巖;鋯石UPb年齡;巖石成因;構(gòu)造環(huán)境;后碰撞;西秦嶺
中圖分類號(hào):P588;P597文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0引言
近年來(lái),前人針對(duì)中央造山系晚古生代—中生代主要構(gòu)造巖漿事件做了大量研究工作[115]。孫衛(wèi)東等對(duì)中央造山系勉略構(gòu)造帶北側(cè)的迷壩、光頭山和東江口等地花崗巖的鋯石UPb年齡進(jìn)行了研究,認(rèn)為其形成時(shí)代集中于206~220 Ma[7];Qin等通過(guò)研究秦嶺造山帶不同構(gòu)造單元上花崗巖LAICPMS鋯石UPb同位素年代學(xué),發(fā)現(xiàn)南秦嶺東段東江口花崗巖的形成年代為214~222 Ma,五龍巖體巖石邊緣石英閃長(zhǎng)巖的形成年代為227~233 Ma,五龍巖體中間過(guò)渡相帶花崗閃長(zhǎng)巖的形成年代為(218±2)Ma,五龍巖體中心相似斑狀二長(zhǎng)花崗巖的形成年代為(207±2)Ma,西秦嶺造山帶糜署嶺二長(zhǎng)花崗巖的形成年代為(213±3)Ma,陽(yáng)壩花崗閃長(zhǎng)巖LAICPMS鋯石UPb年齡為(215.4±83)Ma,光頭山黑云母花崗閃長(zhǎng)巖的形成年代為(216±2)Ma[810];李佐臣等對(duì)西秦嶺糜署嶺二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖進(jìn)行了研究,認(rèn)為其鋯石UPb年齡為(214.5±1.6)Ma[11];閆海卿等對(duì)西秦嶺大水金礦格爾括合巖的鋯石UPb年齡進(jìn)行了研究,認(rèn)為其形成年代為(215.8±1.3)Ma[12];陳亮等研究認(rèn)為青海瑪沁德?tīng)柲嵘呔G巖帶玄武巖的ArAr年齡為345 Ma[13]。張宏飛等對(duì)青海共和盆地周緣的中生代侵入體進(jìn)行了研究,認(rèn)為其巖體的侵位年齡介于218~235 Ma之間[14],形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境。金維浚等對(duì)分布在秦嶺地區(qū)的埃達(dá)克巖進(jìn)行SHRIMP鋯石UPb定年和構(gòu)造環(huán)境研究,結(jié)果表明西秦嶺埃達(dá)克巖可能形成于板塊消減的活動(dòng)陸緣環(huán)境,與活動(dòng)陸緣加厚的下地殼熔融作用有關(guān),古特提斯洋盆北部的消減作用發(fā)生在印支早期[15]。以上成果均表明西秦嶺造山帶于印支晚期古特提斯洋盆已經(jīng)關(guān)閉,進(jìn)入由同碰撞向后碰撞轉(zhuǎn)化的構(gòu)造階段。然而,前人對(duì)東昆侖、西秦嶺及北祁連構(gòu)造交接轉(zhuǎn)換處的興?!吹貐^(qū)出露的多個(gè)中生代花崗巖體(大河壩巖體、然果兒崗巖體、塔洞巖體、曲如溝巖體)未進(jìn)行詳細(xì)研究,制約了對(duì)秦祁昆結(jié)合部印支期構(gòu)造環(huán)境及地球動(dòng)力學(xué)背景的合理認(rèn)識(shí)?;诖?,本文對(duì)產(chǎn)于秦祁昆結(jié)合部的塔洞埃達(dá)克質(zhì)花崗巖體開(kāi)展詳細(xì)的地質(zhì)學(xué)、鋯石UPb同位素年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究,確定巖體形成時(shí)代、構(gòu)造環(huán)境并探討其區(qū)域構(gòu)造意義。
圖1西秦嶺西段塔洞一帶地質(zhì)概況
Fig.1Geological Map of Tadong Area in West Qinling
1區(qū)域地質(zhì)背景
研究區(qū)地理位置處于青海省海南藏族自治州興?!乱粠?,構(gòu)造位置位于中央造山系西段的西秦嶺、東昆侖及祁連造山帶構(gòu)造交接轉(zhuǎn)換的結(jié)點(diǎn)區(qū)域(圖1)。該區(qū)有著獨(dú)特的物質(zhì)組成與復(fù)雜的造山帶結(jié)構(gòu),是解決東昆侖與西秦嶺中生代洋陸轉(zhuǎn)換不可多得的研究區(qū)域[16]。西秦嶺西段以青海南山斷裂為界,與祁連造山帶相隔;南以阿尼瑪卿蛇綠混雜巖帶為界,與巴顏喀拉造山帶相鄰;西側(cè)過(guò)鄂拉山走滑斷裂,歸屬于東昆侖造山帶和柴達(dá)木地塊。研究區(qū)晚古生代早期在區(qū)域上具典型的坳拉谷構(gòu)造性質(zhì),晚古生代晚期坳拉谷發(fā)生碰撞閉合[1617];
圖2塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體野外和鏡下照片
Fig.2Field Photograph and Micrographs of Tadong Granodiorite Pluton
在區(qū)域上以印支期中酸性巖體侵入巖為主,其次為燕山期、加里東期、華力西期中酸性侵入巖,并在印支期中酸性侵入巖與圍巖接觸地段發(fā)育有金銻礦化現(xiàn)象。研究區(qū)最老地層為新元古代塔洞片巖,早古生代地層缺乏,晚古生代地層為二疊系甘家組,之上為中下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組及中三疊統(tǒng)古浪堤組,其上被侏羅系羊曲組及新近紀(jì)貴德群角度不整合覆蓋。塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體形態(tài)呈NE—SW向近橢圓狀,面積約3.35 km2,巖體侵位于新元古代塔洞片巖絹云母石英片巖、絹云長(zhǎng)石石英片巖中(圖1)。巖體未發(fā)育暗色基性包體,但在巖體東部地段見(jiàn)有灰黑色片理化角閃石巖捕虜體,為巖漿上升侵位過(guò)程中捕獲圍巖的產(chǎn)物。
2巖相學(xué)特征
塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體主體巖性為中細(xì)粒塊狀花崗閃長(zhǎng)巖[圖2(a)],風(fēng)化面為灰色—灰黃色,新鮮面為灰白色,表面多風(fēng)化呈破碎狀,半自形粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,風(fēng)化后具球形地貌特征。塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體主要礦物組成特征為:斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為40%~45%)呈半自形板條狀,表面由于蝕變顯得較污濁,可見(jiàn)明顯的聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)[圖2(c)、(d)];石英(體積分?jǐn)?shù)為20%~25%)呈他形不規(guī)則形態(tài),充填在板狀斜長(zhǎng)石等礦物之間[圖2(b)~(d)];鉀長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為5%~10%)呈自形—半自形,邊界不平直;黑云母(體積分?jǐn)?shù)為5%~10%)呈暗褐—淺褐色,局部具綠泥石化;角閃石(體積分?jǐn)?shù)為5%~10%)為半自形—他形,可見(jiàn)典型的角閃石式解理[圖2(b)、(c)]。
3測(cè)試方法
測(cè)定鋯石年齡的樣品采自青海省興海縣塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體北部,經(jīng)緯度為(35°25′33″N,100°00′31″E)。鋯石挑選在河北省廊坊市地質(zhì)服務(wù)有限公司利用標(biāo)準(zhǔn)重礦物分離技術(shù)分選完成。測(cè)年樣品采用常規(guī)方法粉碎至80~100目(孔徑為0180~0154 mm),并按常規(guī)方法分選,最后在雙目鏡下選取晶形和透明度較好的鋯石作為測(cè)試對(duì)象,將鋯石顆粒通過(guò)雙面膠固定在載玻片上,并置于環(huán)氧樹脂中進(jìn)行打磨拋光,再用于陰極發(fā)光(CL)圖像研究和LAICPMS鋯石 UPb同位素年齡測(cè)定。
圖3塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體鋯石陰極發(fā)光圖像和年齡值
Fig.3CL Image and Ages of Zircon of Tadong Granodiorite Pluton
UPb測(cè)年由西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LAICPMS)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定程序進(jìn)行,分析儀器為Elan6100DRC型四極桿質(zhì)譜儀和Geolas200M 型激光剝蝕系統(tǒng),激光器為193 nm ArF 準(zhǔn)分子激光器。激光剝蝕斑束直徑為30 μm,光剝蝕樣品的深度為20~40 μm。鋯石年齡計(jì)算采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo),元素含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610 作為外標(biāo),29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正,樣品的同位素比值和元素含量數(shù)據(jù)處理采用GLITTER程序(4.0版,澳大利亞麥考瑞大學(xué))進(jìn)行,并采用Andersen軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行普通鉛校正,年齡計(jì)算及諧和圖繪制采用ISOPLOT軟件(249版)完成[18],詳細(xì)的試驗(yàn)原理、流程及儀器參見(jiàn)文獻(xiàn)[19]、[20]。
巖石地球化學(xué)樣品采集9件,樣品主量、微量和稀土元素分析測(cè)試在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。主量元素測(cè)試儀器為日本理學(xué)(RIGAKU)產(chǎn)RIX2100型、ZSX PrimusⅡ型X射線熒光光譜儀。微量及稀土元素分析采用Agilent7500等離子體質(zhì)譜儀完成,樣品制備采用酸溶法。分析測(cè)定過(guò)程中共測(cè)定了4份標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。分析流程參見(jiàn)文獻(xiàn)[21]。
4鋯石UPb年代學(xué)
4.1鋯石特征
不同成因的鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征各不相同,它們都記錄著鋯石所經(jīng)歷的結(jié)晶、變質(zhì)、熱液蝕變等,鋯石陰極發(fā)光圖像能對(duì)鋯石內(nèi)部特征進(jìn)行最好的反映,是解釋所測(cè)年齡的重要依據(jù)[22]。測(cè)年樣品31545中,鋯石晶粒無(wú)色透明至淺黃色,晶形較好,邊緣清晰,多呈柱狀、半截柱狀以及其他不規(guī)則形狀,粒徑在60~180 μm之間,陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)出明顯的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)(圖3),條帶可見(jiàn)低溫條帶和因鋯石結(jié)晶時(shí)外部環(huán)境的變化導(dǎo)致各晶面的生長(zhǎng)速率不一致造成的扇形條帶,表明其為巖漿結(jié)晶產(chǎn)物[23]。部分鋯石具有明顯的繼承核和捕獲核。為了避免繼承鋯石對(duì)測(cè)年的干擾,所選擇的測(cè)點(diǎn)均位于明顯的巖漿環(huán)帶上,保證了定年研究的準(zhǔn)確性。
4.2測(cè)試結(jié)果
不同成因鋯石有不同的Th、U 含量及w(Th)/w(U)值。巖漿鋯石的Th、U 含量較高,w(Th)/w(U)值較大;變質(zhì)鋯石的Th、U含量低,w(Th)/w(U)值?。ㄒ话阈∮?.1)[16]。樣品3154TW5測(cè)得的同位素比值及年齡數(shù)據(jù)(表1)表明,鋯石具有
5巖石地球化學(xué)特征
5.1主量元素
塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體主量元素中,樣品SiO2含量為66.88%~67.46%,屬于酸性巖范疇,Al2O3為1539%~16.54%,MgO為1.27%~1.59%,w(K2O)/w(Na2O)值為0.91~1.06(表2)。巖石鋁飽和指數(shù)為097~1.0,表明其屬準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。里特曼指數(shù)介于1.65~2.2,表明其為鈣堿性系列。在SiO2Na2O+K2O圖解中,樣品巖性落入花崗閃長(zhǎng)巖范圍內(nèi)[圖6(a)];在SiO2K2O圖解中,樣品主體落于高鉀鈣堿性系列[圖6(b)]。在A/NKA/CNK圖解以及Mg#SiO2圖解中,全部落于下地殼起源的埃達(dá)克巖[圖7(a)、(b)],表明其與增厚的下地殼部分熔融有關(guān)。
圖(a)底圖引自文獻(xiàn)[23];圖(b)底圖引自文獻(xiàn)[24]
圖6塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體SiO2Na2O+K2O圖解和SiO2K2O圖解
Fig.6Diagrams of SiO2Na2O+K2O and SiO2K2O of Tadong Granodiorite Pluton
底圖引自文獻(xiàn)[25]
圖7塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體A/NKA/CNK圖解和Mg#SiO2圖解
Fig.7Diagrams of A/NKA/CNK and Mg#SiO2 of Tadong Granodiorite Pluton
5.2稀土、微量元素
稀土元素分析結(jié)果顯示(表2):花崗閃長(zhǎng)巖稀土元素總含量為(103.4~137.5)×10-6,wLREE/wHREE值為13.06~23.7,平均為18.77,反映巖石具有較強(qiáng)的輕、重稀土元素分餾;球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式表現(xiàn)出輕稀土元素富集,重稀土元素顯著虧損的右傾特征[圖8(a)];w(La)N/w(Sm)N值為3.4~5.5,w(La)N/w(Yb)N值為21.5~591(全部大于20.0);δ(Eu)值介于085~106 之間, 平均為0.97,具Eu弱負(fù)異?;蛉跽惓L卣鳌N⒘吭靥卣鞣矫妫ū?),巖石具明顯的高Sr含量,低Y、Yb含量特征,其中Sr含量主體大于400×10-6,Y、Yb含量較低,Y含量介于(5.49~12.8)×10-6之間,小于18.0×10-6,Yb含量介于(0.34~091)×10-6之間,小于1.9×10-6,w(Sr)/w(Y)值大于40,多介于50~90之間。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖具明顯的富集大離子親石元素(Cs、Rb、Ba等),虧損重稀土元素(HREE)及高場(chǎng)強(qiáng)元素(如Nb、Ta等)的特征[圖8(b)]。
ws為樣品含量;wc球粒隕石含量;wp為原始地幔含量;粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[26];原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[27];圖中線條是塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體的不同樣品
6討論
6.1巖石成因
塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體地球化學(xué)特征具有類似埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征[2831]:w(SiO2)≥56%,w(Al2O3)≥15%,w(MgO)≤3%,Sr含量高(w(Sr)>400×10-6),Y和Yb含量低(w(Y)≤18×10-6,w(Yb)≤1.9×10-6),Eu不具異常或者弱異常。目前,對(duì)于埃達(dá)克巖的形成機(jī)制,Kay等已進(jìn)行大量研究[2931]。典型的埃達(dá)克巖是由俯沖的板片熔融形成的;除了板片熔融產(chǎn)生埃達(dá)克巖[30]之外,增厚下地殼部分熔融[30]、拆沉下地殼熔融、玄武質(zhì)巖漿AFC演化等機(jī)制亦可形成具埃達(dá)克質(zhì)屬性的中酸性火成巖[3132]。產(chǎn)于板塊消減帶的埃達(dá)克質(zhì)熔體由于在上升過(guò)程中與上覆地幔契發(fā)生物質(zhì)交換作用,使巖漿的Si含量降低,MgO含量以及Mg#值增高,Cr和Ni含量增加,形成高鎂安山巖或高鎂埃達(dá)克巖,所以來(lái)自板片熔融的埃達(dá)克巖通常與高鎂安山巖伴生[29]。而與地殼加厚背景有關(guān)的安第斯山埃達(dá)克巖與分布于中國(guó)東部的埃達(dá)克巖都富K,屬于高鉀鈣堿性系列,在西秦嶺地區(qū)也發(fā)現(xiàn)有埃達(dá)克質(zhì)巖體。金維浚等對(duì)西秦嶺夏河—禮縣地區(qū)的埃達(dá)克巖研究數(shù)據(jù)表明,該地區(qū)埃達(dá)克巖普遍富K,屬于高鉀鈣堿性系列,與安第斯山地區(qū)埃達(dá)克巖特征相似,可能來(lái)自加厚的下地殼[15]。秦江峰等通過(guò)大量的年代學(xué)研究,認(rèn)為秦嶺造山帶晚三疊世花崗巖的活動(dòng)時(shí)限為 200~235 Ma[33]。根據(jù)花崗巖的年代學(xué)及地球化學(xué)特征,大致可以劃分為3個(gè)主要的花崗巖形成時(shí)期:225~235 Ma為石英閃長(zhǎng)巖的形成階段,這些巖石起源于基性下地殼在地幔環(huán)境下的高程度部分熔融作用,可能標(biāo)志著板片斷離作用的開(kāi)始;210~220 Ma為高鉀鈣堿性埃達(dá)克質(zhì)花崗巖的形成階段,可能是造山帶下地殼在幔源巖漿的作用下發(fā)生部分熔融作用;200 Ma 以后為黑云母花崗巖,這些巖石的源巖中有大量上地殼物質(zhì),代表造山帶中上地殼的部分熔融作用[33]。系統(tǒng)的地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)研究表明,秦嶺地區(qū)晚三疊世花崗巖類主要為高鉀鈣堿性埃達(dá)克質(zhì)花崗巖,代表元古代基性下地殼部分熔融的產(chǎn)物[33]。
本次研究的塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體具有強(qiáng)分異的稀土元素組成模式,無(wú)明顯的Eu異常,虧損重稀土元素(如Yb、Y),具有較高的w(Sr)/w(Y)值和w(La)N/w(Yb)N值,也具有高的K2O含量及高的w(K2O)/w(Na2O)值,明顯區(qū)別于島弧背景下俯沖洋片部分熔融形成的島弧型埃達(dá)克巖,而與增厚下地殼部分熔融形成的埃達(dá)克巖類似[3236]。塔洞巖體花崗閃長(zhǎng)巖主量元素表現(xiàn)為準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性I型花崗巖系列,成因可能與加厚下地殼榴閃巖部分熔融并經(jīng)歷分離結(jié)晶作用有關(guān)。塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體地球化學(xué)特征具有富K2O、富堿、高Sr含量和低Y含量的特征。在A/NKA/CNK圖解以及Mg#SiO2圖解中,樣品全部落于下地殼起源的埃達(dá)克巖[圖7(a)、(b)],表明其與增厚的下地殼部分熔融有關(guān)。在Sr/YY圖解和(La/Yb)NYbN圖解中,樣品全部落入埃達(dá)克巖區(qū)域(圖9),估算其為石榴子石角閃巖(體積分?jǐn)?shù)為10%~20%)部分熔融的產(chǎn)物。
圖(a)底圖引自文獻(xiàn)[27];圖(b)底圖引自文獻(xiàn)[33]
圖9塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體Sr/YY圖解和(La/Yb)N YbN圖解
6.2構(gòu)造環(huán)境及地質(zhì)意義
在區(qū)域上,塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體與其東側(cè)多個(gè)侵入于中下三疊統(tǒng)隆務(wù)河巖群的花崗巖體地質(zhì)特征相同,如曲如溝巖體和然果兒崗巖體等,其巖性均為花崗閃長(zhǎng)巖,年齡介于219~227 Ma之間。塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體鋯石UPb年齡為(219.0±5.3)Ma,其與東側(cè)這些巖體為同時(shí)期構(gòu)造巖漿事件的產(chǎn)物。此外,塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體呈面狀侵位于中下三疊統(tǒng)隆務(wù)河群,具有碰撞或后碰撞型花崗巖產(chǎn)出狀態(tài)特征,明顯不同于大面積具線狀展布并與洋殼俯沖相關(guān)的島弧侵入巖。地球化學(xué)特征方面,塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體地球化學(xué)特征顯示其為高鉀鈣堿性花崗巖,而高鉀鈣堿性花崗巖體可以出現(xiàn)在不同的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境中,既可產(chǎn)生在從擠壓體制轉(zhuǎn)變成拉張?bào)w制的過(guò)程中,也可以產(chǎn)生在造山后的松弛階段。通常認(rèn)為高鉀鈣堿性系列巖漿巖為后碰撞巖漿活動(dòng)的重要特征之一[34]。在YNb圖解[圖10(b)]中,樣品主體落入火山弧花崗巖(VAG)和同碰撞花崗巖(SynCOLG)界線附近;在RbY+Nb圖解[圖10(a)]中,數(shù)據(jù)落入后碰撞花崗巖(PostCOLG)區(qū)域[3738]。因此,本文認(rèn)為塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境。
古特提斯洋盆位于勞亞大陸和岡瓦那大陸之間,晚古生代在研究區(qū)南側(cè)的阿尼瑪卿地區(qū)發(fā)育以德?tīng)柲嵘呔G巖和瑪積雪山洋島玄武巖為代表的東古特提斯洋北緣有限小洋盆,并在基性熔巖中用SHRIMP UPb法獲得其年齡為308 Ma[13]。晚二疊世以來(lái),該洋盆主體向北發(fā)生洋殼俯沖,產(chǎn)生了一套相應(yīng)的島弧火山巖,如下大武一帶出露的一套玄武巖、玄武安山巖、安山巖、英安巖和流紋巖,其形成時(shí)代為260 Ma,形成于島弧構(gòu)造環(huán)境[3940]。德?tīng)柲岢V鐵巖之北側(cè)250 Ma的德一哈花崗雜巖體亦為此次洋殼俯沖事件的巖漿響應(yīng)。印支中晚期,該洋盆俯沖完畢導(dǎo)致南北陸塊發(fā)生強(qiáng)烈的陸陸碰撞造山作用,并產(chǎn)生大量花崗巖類[4042]。
底圖引自文獻(xiàn)[34]
圖10塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體RbY+Nb圖解及YNb圖解
Fig.10Diagrams of RbY+Nb and YNb of Tadong Granodiorite Pluton
在區(qū)域上,這次構(gòu)造巖漿事件是中央造山帶一次大規(guī)模區(qū)域性構(gòu)造巖漿事件,統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)秦嶺地區(qū)花崗巖類的形成時(shí)代主要在200~220 Ma,主要巖體有西秦嶺勉略帶的糜署嶺、黑馬河、溫泉、大河壩等巖體,這些巖體形狀多呈不規(guī)則等軸狀巖株產(chǎn)出,形成時(shí)代為200~240 Ma[313]。南北板塊碰撞的峰期為235~242 Ma,中央造山帶強(qiáng)烈碰撞擠壓引起地殼增厚并引發(fā)下地殼發(fā)生熔融。張宏飛等通過(guò)對(duì)青海共和盆地周緣巖體研究認(rèn)為,溫泉花崗閃長(zhǎng)巖體(年齡為218 Ma)系晚古生代俯沖陸殼斷離的產(chǎn)物[14]。本次研究的花崗閃長(zhǎng)巖年齡為(219.0±5.3)Ma,與上述印支期構(gòu)造巖漿事件形成時(shí)代基本相同;結(jié)合塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體具后碰撞構(gòu)造屬性,認(rèn)為西秦嶺造山帶西段南北陸塊于印支晚期已經(jīng)完成同碰撞造山作用,并轉(zhuǎn)入后碰撞構(gòu)造演化階段。
7結(jié)語(yǔ)
(1)西秦嶺西段塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體主體巖性為灰白色細(xì)?;◢忛W長(zhǎng)巖,LAICPMS鋯石UPb年齡為(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體的結(jié)晶年齡,與青海共和盆地周緣印支晚期花崗巖體形成時(shí)代基本一致。
(2)塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體具埃達(dá)克巖地球化學(xué)屬性,巖石地球化學(xué)結(jié)果表明其為加厚下地殼石榴子石角閃巖(石榴子石體積分?jǐn)?shù)為10%~20%)部分熔融并經(jīng)歷分離結(jié)晶作用的產(chǎn)物。
(3)綜合塔洞花崗閃長(zhǎng)巖體年代學(xué)、地球化學(xué)及區(qū)域地區(qū)資料,西秦嶺造山帶西段南北陸塊于印支晚期完成同碰撞造山,并轉(zhuǎn)入后碰撞構(gòu)造演化階段。
參考文獻(xiàn):
References:
[1]張成立,王濤,王曉霞.等.秦嶺造山帶早中生代花崗巖成因及其構(gòu)造環(huán)境[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,14(3):304316.
ZHANG Chengli,WANG Tao,WANG Xiaoxia,et al.Origin and Tectonic Setting of the Early Mesozoic Granitoids in Qinling Orogenic Belt[J].Geological Journal of China Universities,2008,14(3):304316.
[2]潘桂棠,肖慶輝,陸松年,等.中國(guó)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐諿J].中國(guó)地質(zhì),2009,36(1):14.
PAN Guitang,XIAO Qinghui,LU Songnian,et al.Subdivision of Tectonic Units in China[J].Geology in China,2009,36(1):14.
[3]李永軍,丁仨平,陳永彬,等.西秦嶺溫泉花崗巖體的新認(rèn)識(shí)[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2003(3):811.
LI Yongjun,DING Saping,CHEN Yongbin,et al.New Knowledge on the Wenquan Granite in Western Qinling[J].Geology and Mineral Resources of South China,2003(3):811.
[4]盧欣祥,尉向東,肖慶輝,等.秦嶺環(huán)斑花崗巖的年代學(xué)研究及其意義[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),1999,5(4):372377.
LU Xinxiang,WEI Xiangdong,XIAO Qinghui,et al.Geochronological Studies of Papakivi Granites in Qinling and Its Geological Implications[J].Geological Journal of China Universities,1999,5(4):372377.
[5]吳峰輝,劉樹文,李秋根,等.西秦嶺光頭山花崗巖鋯石UPb年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009,45(5):811818.
WU Fenghui,LIU Shuwen,LI Qiugen,et al.Zircon UPb Geochronology and Geological Significance of Guangtoushan Granitoids from Western Qinling,Central China[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis,2009,45(5):811818.
[6]王曉霞,王濤,盧欣祥,等.北秦嶺老君山、秦嶺梁環(huán)斑結(jié)構(gòu)花崗巖巖漿混合的巖相學(xué)證據(jù)及其意義[J].地質(zhì)通報(bào),2002,21(8/9):523529.
WANG Xiaoxia,WANG Tao,LU Xinxiang,et al.Petrographic Evidence of Hybridization of Magmas of the Laojunshan and Qinlingliang Rapakivitextured Granites in the North Qinling and Its Significance[J].Geological Bulletin of China,2002,21(8/9):523529.
[7]孫衛(wèi)東,李曙光,CHEN Yandong,等.南秦嶺花崗巖鋯石 UPb定年及其地質(zhì)意義[J].地球化學(xué),2000,29(3):209216.
SUN Weidong,LI Shuguang,CHEN Yandong,et al.Zircon UPb Dating of Granitoids from South Qinling,Central China and Their Geological Significance[J].Geochimica,2000,29(3):209216.
[8]QIN J F,LAI S C,GRAPES R,et al.Geochemical Evidence for Origin of Magma Mixing for the Triassic Monzonitic Granite and Its Enclaves at Mishuling in the Qinling Orogen (Central China)[J].Lithos,2009,112:259276.
[9]秦江鋒.秦嶺造山帶晚三疊世花崗巖類成因機(jī)制及深部動(dòng)力學(xué)背景[D].西安:西北大學(xué),2010.
QIN Jiangfeng.Petrogenesis and Geodynamic Implications of the LateTriassic Granitoids from the Qinling Orogenic Belt[D].Xian:Northwest University,2010.
[10]秦江鋒,賴紹聰,李永飛.南秦嶺勉縣—略陽(yáng)縫合帶印支期光頭山埃達(dá)克質(zhì)花崗巖的成因及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)通報(bào),2007,26(4):466471.
QIN Jiangfeng,LAI Shaocong,LI Yongfei.Genesis of the Indosinian Guangtoushan Adakitic Biotite Plagiogranite in the MianxianLueyang(Mianlue) Suture,South Qinling,China,and Its Tectonic Implications[J].Geological Bulletin of China,2007,26(4):466471.
[11]李佐臣,裴先治,李瑞保,等.西秦嶺糜署嶺花崗巖體年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義[J].巖石學(xué)報(bào),2013,29(8):26172634.
LI Zuochen,PEI Xianzhi,LI Ruibao,et al.LAICPMS Zircon UPb Dating,Geochemistry of the Mishuling Intrusion in Western Qinling and Their Tectonic Significance[J].Acta Petrologica Sinica,2013,29(8):26172634.
[12]閆海卿,賀寶林,劉巧峰,等.西秦嶺大水金礦巖漿巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2014,36(1):98110.
YAN Haiqing,HE Baolin,LIU Qiaofeng,et al.Characteristics of Magmatic Geochronology and Geochemistry of Dashui Gold Deposit in West Qinling[J].Journal of Earth Sciences and Environment,2014,36(1):98110.
[13]陳亮,孫勇,裴先治,等.德?tīng)柲嵘呔G巖40Ar39Ar年齡:青藏最北端古特提斯洋盆存在和延展的證據(jù)[J].科學(xué)通報(bào),2001,46(5):424426.
CHEN Liang,SUN Yong,PEI Xianzhi,et al.The Existence Evidence of PaleoTethys and Its Extendence in Northern QingTibet Plateau,the 40Ar39Ar Age of Deerni Ophiolite[J].Chinese Science Bulletin,2001,46(5):424426.
[14]張宏飛,陳岳龍,徐旺春,等.青海共和盆地周緣印支期花崗巖類的成因及其構(gòu)造意義[J].巖石學(xué)報(bào),2006,22(12):29102922.
ZHANG Hongfei,CHEN Yuelong,XU Wangchun,et al.Granitoids Around Gonghe Basin in Qinghai Province:Petrogenesis and Tectonic Implications[J].Acta Petrologica Sinica,2006,22(12):29102922.
[15]金維浚,張旗,何登發(fā),等.西秦嶺埃達(dá)克巖的SHRIMP定年及其構(gòu)造意義[J].巖石學(xué)報(bào),2005,21(3):959966.
JIN Weijun,ZHANG Qi,HE Dengfa,et al.SHRIMP Dating of Adakites in Western Qinling and Their Implications[J].Acta Petrologica Sinica,2005,21(3):959966.
[16] 張國(guó)偉,程順有,郭安林,等.秦嶺—大別中央造山系南緣勉略古縫合帶的再認(rèn)識(shí):兼論中國(guó)大陸主體的拼合[J].地質(zhì)通報(bào),2004,23(9/10):846853.
ZHANG Guowei,CHENG Shunyou,GUO Anlin,et al.Mianlue Paleosuture on the Southern Margin of the Central Orogenic System in QinlingDabie:With a Discussion of the Assembly of the Main Part of the Continent of China[J].Geological Bulletin of China,2004,23(9/10):846853.
[17]孫延貴,張國(guó)偉,郭安林,等.秦—昆三向聯(lián)結(jié)構(gòu)造及其構(gòu)造過(guò)程的同位素年代學(xué)證據(jù)[J].中國(guó)地質(zhì),2004,31(4):372378.
SUN Yangui,ZHANG Guowei,GUO Anlin,et al.QinlingKunlun Triple Junction and Isotope Chronological Evidence of Its Tectonic Process[J].Geology in China,2004,31(4):372378.
[18]LUDWIG K R.ISOPLOT/Ex.Version 2.49:A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel[R].Berkeley:Berkeley Geochronology Center,2001.
[19]袁洪林,吳福元,高山,等.東北地區(qū)新生代侵入體的鋯石激光探針UPb 年齡測(cè)定與稀土元素成分分析[J].科學(xué)通報(bào),2003,48(14):15111520.
YUAN Honglin,WU Fuyuan,GAO Shan,et al.The Zircon Laser Probe UPb Dating and Rare Earth Elements Analysis of the Cenozic Intrusion in Northeast China[J].Chinese Science Bulletin,2003,48(14):15111520.
[20]YUAN H L,GAO S,LIU X M,et al.Accurate UPb Age and Trace Element Determinations of Zircon by Laser Ablationinductively Coupled Plasmamass Spectrometry[J].Geostandards and Geoanalytical Research,2004,28(3):353370.
[21]GOVINDARAJU K.1994 Compilation of Working Values and Sample Description for 383 Geostandards[J].Geostandards Newsletter,1994,18(S1):1158.
[22]吳元保,鄭永飛.鋯石成因礦物學(xué)研究及其對(duì)UPb年齡解釋的制約[J].科學(xué)通報(bào),2004,49(16):15891604.
WU Yuanbao,ZHENG Yongfei.Zircon Genetic Research and the Constraint to the UPb Age Explanation[J].Chinese Science Bulletin,2004,49(16):15891604.
[23]MIDDLEMOST E A K.Naming Materials in the Magma/Igneous Rock System[J].Earthscience Reviews,1994,37(3/4):215224 .
[24]RICKWOOD P C.Boundary Lines Within Petrologic Diagrams Which Use Oxides of Major and Minor Elements [J].Lithos,1989,22(4):247263.
[25]肖慶輝,鄧晉福,馬大銓.花崗巖研究思維與方法[M].北京:地質(zhì)出版社,2002.
XIAO Qinghui,DENG Jinfu,MA Daquan.The Ways of Investigation on Granitoids[M].Beijing:Geological Publishing House,2002.
[26]BOYNTON W V.Cosmochemistry of the Rare Earth Elements:Meteoric Studies[J].Rare Earth Element Geochemistry,1984,2:63114.
[27]SUN S S,MCDONOUGH W F.Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts:Implications for Mantle Composition and Processes[J].Geological Society,London,Special Publications,1989,42:313345.
[28]ATHERTON M P,PETFORD N.Generation of Sodiumrich Magmas from Newly Underplated Basaltic Crust[J].Nature,1993,362:144146.
[29]KAY R W,MAHLBURG K S.Delamination and Delamination Magmatism[J].Tectonophysics,1993,219(1/2/3):177189.
[30]DEFANT M J,DRUMMOND M S.Derivation of Some Modern Arc Magmas by Melting of Young Subducted Lithosphere[J].Nature,1990,347:662665.
[31]STERN C R,KILIAN R.Role of the Subducted Slab,Mantle Wedge and Continental Crust in the Generation of Adakites from the Andean Austral Volcanic Zone[J].Contributions to Mineralogy and Petrology,1996,123(3):263281.
[32]CHUNG S L,LIU D Y,JI J Q,et al.Adakites from Continental Collision Zones:Melting of Thickened Lower Crust Beneath Southern Tibet[J].Geology,2003,31(11):10211024.
[33]秦江鋒,賴紹聰.秦嶺造山帶晚三疊世花崗巖成因與深部動(dòng)力學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2011.
QIN Jiangfeng,LAI Shaocong.Petrogenesis and Geodynamic Implications of the LateTriassic Granitoids from the Qinling Orogenic Belt[M].Beijing:Science Press,2011.
[34]HOU Z Q,GAO Y F,QU X M,et al.Origin of Adakitic Intrusives Generated During MidMiocene Eastwest Extension in Southern Tibet[J].Earth and Planetary Science Letters,2004,220(1/2):139155.
[35]WANG Q,MCDERMOTT F,XU J,et al.Cenozoic Krich Adakitic Volcanic Rocks in the Hohxil Area,Northern Tibet:Lowercrustal Melting in an Intracontinental Setting[J].Geology,2005,33(6):465468.
[36]HANG H F,ZHANG L,HARRIS N,et al.UPb Zircon Ages,Geochemical and Isotopic Compositions of Granitoids in SongpanGarze Fold Belt,Eastern Tibetan Plateau:Constraints on Petrogenesis and Tectonic Evolution of the Basement[J].Contributions to Mineralogy and Petrology,2006,152(1):7588.
[37]DRUMMOOND M S,DEFANT M J.A Model for Trondhjemitetonalitedacite Genesis and Crustal Growth via Slab Melting:Archean to Modern Comparisons[J].Journal of Geophysical Research,1990,95(B13):2150321521.
[38] PEARCE J A,HARRIS N B W,TINDLE A G.Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks[J].Journal of Petrology,1984,25(4):956983.
[39]ZHAO X,COE R S,GILDER S A.Palaeomagnetic Constraints on the Palaeogeograpy of China:Implications for Gondwanaland[J].Australian Journal of Earth Sciences,1996,43(6):643672.
[40]楊經(jīng)綏,王希斌,史仁燈,等.青藏高原北部東昆侖南緣德?tīng)柲嵘呔G巖:一個(gè)被肢解了的古特提斯洋殼[J].中國(guó)地質(zhì),2004,31(3):225239.
YANG Jingsui,WANG Xibin,SHI Rendeng,et al.The Durngoi Ophiolite in East Kunlun,Northern QinghaiTibet Plateau:A Fragment of PaleoTethyan Oceanic Crust[J].Geology in China,2004,31(3):225239.
[41]裴先治.勉略—阿尼瑪卿構(gòu)造帶的形成演化與動(dòng)力學(xué)特征 [D].西安:西北大學(xué),2001.
PEI Xianzhi.Geological Evolution and Dynamics of the MianlueAnyemaqen Tectonic Zone,Central China[D].Xian:Northwest University,2001.
[42]楊經(jīng)綏,許志琴,李海兵,等.東昆侖阿尼瑪卿地區(qū)古特提斯火山作用和板塊構(gòu)造體系[J].巖石礦物學(xué)雜志,2005,24(5):369380.
YANG Jingsui,XU Zhiqin,LI Haibing,et al.The PaleoTethyan Volcanism and Plate Tectonic Regime in the Anyemaqen Region of East Kunlun,Northern Tibet Plateau[J].Acta Petrologica et Mineralogica,2005,24(5):369380.