秦岭-祁连结合带早志留世基性岩浆岩和陇山岩群捕虏体年代学、地球化学及其地质意义

【作者】 畅莹磊； 罗金海； 陈卓；

【机构】 大陆动力学国家重点实验室；

【摘要】 秦岭-祁连结合带在华北地块西南部的陇山构造带交汇,陇山构造带是揭示北秦岭造山带与北祁连造山带时空联系的关键区域。前人根据单颗粒锆石U-Pb法测得的年龄1578.5Ma在宝鸡市新街镇西部确定一套中元古代石英闪长岩（陕地六队,1995;陕西省地质调查院,2003）。本文在详细的野外地质调查的基础之上对这套岩体及其中的黑云二长花岗片麻岩捕虏体进行岩石学、锆石和独居石U-Pb年代学和地球化学研究,结果表明,石英闪长岩主要由角闪石（55%）和斜长石（40%）组成,命名为岩浆岩型的斜长角闪岩可能更合适。斜长角闪岩样品中的锆石基本自形,粒径50～130μm,岩浆振荡环带清晰,Th/U值为0.92～3.55>0.4,具有岩浆锆石的特征。对两个斜长角闪岩样品进行锆石U-Pb LA-ICP-MS测年,分别得到430Ma和426Ma两个峰值年龄,此外还有少量更古老的捕获锆石年龄。斜长角闪岩中发育黑云二长花岗片麻岩捕虏体,区域地质综合分析表明,该捕虏体应该来自陇山构造带中广泛发育的古元古界陇山岩群（Pt1L）。对黑云二长花岗片麻岩进行的锆石U-Pb LA-ICP-MS测年获得2686Ma、2455Ma、1858Ma、954Ma和785Ma峰值年龄,其中的2686Ma和1858Ma峰值年龄反映陇山岩群与华北地块的亲缘性,而954Ma和785Ma峰值年龄则反映陇山岩群与北秦岭造山带和北祁连造山带的亲缘性。黑云二长花岗片麻岩测年样品中含有少量1578Ma附近的测点年龄,推测前人用于测年的锆石很可能就来自黑云二长花岗片麻岩捕虏体。对黑云二长花岗片麻岩进行的独居石U-Pb LA-ICPMS测年获得年龄430.2±1.5 Ma。独居石的测年结果与斜长角闪岩的测年结果基本一致,说明黑云二长花岗片麻岩捕虏体是在斜长角闪岩侵位过程中被捕获的,独居石应该形成于斜长角闪岩捕获黑云二长花岗片麻岩的过程中。斜长角闪岩地球化学分析显示,岩石SiO₂含量为45.48%～50.56%,属基性岩类,MgO含量为6.99%～8.75%,TFe₂O₃含量为11.65%～14.48%,TiO₂含量为1.06%～2.28%,Al₂O₃含量为13.09%～14.67%,MnO、K₂O、P₂O₅含量较低分别为0.19%～0.59%、0.14%～0.83%、0.09%～0.21%。Na₂O含量较高,为1.97%～2.59%。微量元素稀土元素配分模式显示轻稀土分馏明显、重稀土分馏不明显,呈右倾的配分模式。稀土总量ΣREE为33.83×10^-6～99.89×10^-6 (平均值56.4×10^-6),远低于洋岛玄武岩(OIB=198.96×10^-6)含量,高于洋脊玄武岩(N-MORB=39.11×10^-6,E-MORB=49.09×10^-6)的含量,δEu为0.94～1.05,无明显异常,显示斜长石分离结晶作用不明显。在微量元素原始地幔标准图解上,大离子亲石元素K、Ba等富集,高场强元素Th、Nb等亏损。在TAS图解中投到亚碱性辉长岩区;在FAM图解中表现为岛弧拉斑玄武岩系列,并且Zr含量(44.54×10^-6～115.89×10^-6<130×10^-6)和Zr/Y（2.05～3.58<4）均较低,均表明斜长角闪岩形成于岛弧环境。岩石含有较高的Ba含量(34.83×10^-6～211.16×10^-6)和稳定的Nb/Y比值（0.14～0.38）,说明岩浆的地幔源区经历了流体交代作用,可能来自于与俯冲相关的流体交代的幔源,初步认为该基性岩浆岩的成因可能与活动大陆边缘有关,暗示北祁连造山带、北秦岭造山带在加里东晚期均存在洋壳的消减、俯冲作用,北秦岭造山带与北祁连造山带在早古生代可能处于类似的构造环境,经历了相似的构造演化,当时北秦岭洋盆与北祁连洋盆可能互通。更多还原