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北秦岭西段早古生代埃达克岩地球化学特征及岩石成因

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第8 2卷 第4期 2 0 0 8年4月 地质学报 ACTA GEOLOGICA SINICA .8 V1oNo. Apr.2。。北秦岭西段早古生代埃达克岩地球化学 特征及岩石成因 陈隽璐 ,徐学义¨,王洪亮 ,王宗起 ,曾佐勋 ,李平¨,王超D 1)中国地质调查局西安地质矿产研究所,西安,710054; 2)中国地质大学地球科学学院,武汉,430074; 3)中国地质科学院地质研究所,北京,100037;4)西北大学,西安,710069 内容提要:唐藏石英闪长岩体出露于北秦岭造山带西段,侵入于丹凤群火山一沉积岩系之中,主要矿物组成为 斜长石、角闪石、石英、钾长石、黑云母等,形成时代为454Ma。该岩体SiOz一62.02 ~64.26 ;A1zO。一16.55 ~17.45%,MgO=1.71%~2.09%,Sr=(1069 ̄1296)×10 ( ̄400×10 ),Y=(11.6~13.81)×10 (<18 ×10 ),Yb一(O.96~1.14)×10 (<1.9×10 ),Sr/Y一80.98~108.19(>40),稀土总量(∑REE一217.88× 1O ~355.07×10 )较高,LREE强烈富集,重稀土亏损,Eu负异常不明显(LREE/HREE一17.72~25.82;LaN/ Yb =44.56~53.85;8Eu一0.82~1.O),显示出典型埃达克岩的岩石地球化学特点。在以原始地幔标准化的微量 元素分布图中,大离子亲石元素(LILE)K、Th、Rb、Ba、Sr等富集,高场强元素(HFSE)Ta、Nb、Y、Yb等较相邻元素 相对亏损,微量元素曲线分布形式及稀土元素配分模式与典型地区埃达克岩分布形式一致。研究表明,该岩体 Na2O=4.99 ~6.91 ,Na2O一2>K2O,Mg =0.59~0.63,A/CNK一0.82~1.01,d一4.24~2.24,为富钠偏 铝质高镁埃达克岩。唐藏埃达克岩体岩浆源于早古生代秦岭商丹洋向北俯冲消减洋壳板片的部分熔融,岩浆在上 升过程中与地幔楔发生反应。北秦岭早古生代埃达克岩的确定为探讨秦岭早古生代构造演化提供了新的证据。 关键词:埃达克岩;石英闪长岩体;地球化学特征;岩石成因;北秦岭西段 北秦岭造山带通常指商丹构造带以北,宝鸡一 铁炉子一黑沟断裂以南的区域。对北秦岭造山带早 古生代的构造格局及演化历史,目前认识并不统一, 争议较大。归根结底是对北秦岭是否发育早古生代 商丹洋盆、以及是否经历了洋壳的俯冲作用。一种 观点认为北秦岭早古生代不存在商丹洋盆,当时北 秦岭主要为裂谷构造体制(董申保,1986; Drummond M S,1990;杨志华等,1991,张传林等, 2000),或为陆内俯冲碰撞造山带(张维吉等,1996; 裴先治等,1997,2003;李伍平等,2001;张宗清等, 2006);另一种观点认为北秦岭存在早古生代商丹洋 盆,但对商丹洋盆消失闭合的时限及方式认识不一, 带分布大量不同时代、不同成因类型的中酸性岩体, 这些中酸性岩体均形成于北秦岭造山带的不同构造 演化阶段,对这些中酸性岩体的成因类型研究,可为 探讨北秦岭早古生代构造格局、演化历史提供证据; 埃达克质岩由于其特殊的成因以及形成构造环境的 特殊性,近年来得到了地质学家高度重视,被认为在 造山带古构造研究中与蛇绿岩同等重要(罗照华等, 2002)。北秦岭地区早古生代埃达克岩相关研究较 少,目前仅有东部灰池子岩体(李伍平等,2001)报 道。本文将从岩石学、元素地球化学特征研究入手, 对具有埃达克岩特征的唐藏石英闪长岩体进行详细 的岩石学和地球化学研究,分析该岩体形成的构造 背景及可能的成因,为进一步探讨北秦岭早古生代 构造格局及其演化历史提供新的资料。 有加里东碰撞造山带(任纪舜等,1999;许志琴等, 1988)、加里东俯冲造山带(张国伟等,2001;张本仁 等,2002)、晚加里东一早华力西期俯冲增生造山带 (王宗起等,2001)等不同观点。由此可见,早古生代 北秦岭商丹洋盆存在与否,对秦岭造山带乃至中国 中部构造格局及其演化研究至关重要。北秦岭造山 1地质背景与岩石学特征 研究区位于北秦岭造山带西段的陕西凤县唐藏 一带,由商丹构造带往北,该地区出露的主要地层依 注:本文为国家科技支撑计划(编号2006BAB01A11)、中国地质调查局国土资源大调查研究项目(编号1212010610319、1212010611807)、 自然科学基金(40773044)资助的成果。 收稿日期:2008一O1—03;改回日期:2008—03—15;责任编辑:郝梓国。 作者简介:陈隽璐,男,1964年生,博士研究生,高级工程师,主要从事区域地质构造研究。电话:029—87821712IEmail;chjl0116@163.tom。 重庆维普 http://www.cqvip.com

476 地质学报 回l团2回3回 回5回6回,回s圃9园l0回圃12圈13圆14圜1 5圈16团l7 18囫19田0圆21 图1北秦岭唐藏地区区域地质简图 Fig.1 Sketch Geologic map of Tangzang area in North Qinling II 1一东河群}2一草凉驿组}3一四峡口组;4一大草滩组;5一草滩沟群;6一罗汉寺岩组;7一丹风群;8一秦岭群I 9一三叠纪二长花岗岩I1O一早 古生代二叠纪石英闪长岩}11一二叠纪角闪石英二长岩;12一早古生代二长花岗岩I13一早古生代英云闪长岩;14一早古生代石英闪长岩I 15一早古生代辉石岩I16一岩湾蛇绿岩}17一地质界线}18一断裂}19一商丹构造带I 2O一采样点I21一同位素年龄 1--Donghe GroupI 2--Caoliangyi Formation;3--Sixiakou Formation;4--Dacaotan FormationI 5--Caotangou GroupI 6--Luohansi Formation; 7--Danfeng GroupI 8--Qinling Group; 9--Triassic monzonitic granite; 1O—Permian granodiorite; 11一Pemlian quartz monzonite;12一Ear1y Paleozoic monzonitic granite;13一Ear1y Paleozoic tonalite;14一Ear1y Paleozoic quartz dioriteI 15一Ear1y Paleozoic pyroxenite;16--Yanwan ophiolitic melange;17--broderline}18一fau1tI 19--Shangdan sutureI 20--Sampling locationI 21一age 次有:早古生代丹凤群、古元古代秦岭群、早古生代 草滩沟群及石炭纪草凉驿组;再往北被宝鸡复式杂 岩体侵入占位。唐藏石英闪长岩体位于商丹构造带 ICP-MS 454±1.7Ma年龄(陈隽璐等,2008),与同 一地区红花铺英云闪长岩(王洪亮等,2006)、草滩沟 群中基性火山岩(未发表),及北秦岭东部资峪南沟 丹凤群奥长花岗岩形成年龄一致(孙勇等,1991)。 北侧(图1),呈不规则岩株状侵位于早古生代丹凤 群火山一沉积岩之中;岩体面积约20km。;与围岩之 间呈清楚的侵入接触关系,局部呈构造接触。岩体 边部呈弱的片麻状构造,片麻理走向与区域北西向 主构造线展布方向近于平行;岩体中发育较多的角 闪质暗色包体,包体形状为透镜状、不规则状,长轴 略呈北西向定向排列,大小在2 ̄20cm,与围岩界线 清楚一过渡关系。 唐藏岩体呈灰绿色、块状构造,糜棱岩化较强, 其中细粒半自形结构,主要矿物成分:斜长石呈半自 形板状,An=30,为更长石,具环带构造,占矿物总 量的6O 9,6~7O 9,6;钾长石呈他形粒状,为微斜长石 和条纹长石,占矿物总量的5 9,6~1O ;石英呈他形 粒状,占矿物总量的5 9,6~1O 9,6;暗色矿物为角闪 石、黑云母,占矿物总量的5 9/6~2O 9/6,其中角闪石 呈半自形柱状,黑云母呈半自形片状;副矿物为磁铁 矿、锆石;岩石遭受绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、 碳酸盐化蚀变。 2样品采集及分析结果 由岩体边部向岩体内部,不等间距采集蚀变弱、 较新鲜且具代表性的样品进行分析(图2)。主量元 素、微量元素含量测定在西北大学大陆动力学国家 重点实验室完成,主量元素除FeO、LOI采用标准湿 化学法分析外,其它主量元素测定采用XRF方法完 成,精度优于5 ;微量元素测定用ICP—MS方法完 成,Co、Ni、Zn、Ga、Rb、Y、Zr、Nb、Hf、Ta及REE (Hf、Lu除外)等元素分析精度优于5 9,6,其它低浓 度元素分析精度介于5 9,6~1O 。具体测定方法详 见Gao S.等(1999),张成立等(2004)的相关介绍。 3主量、微量元素特征 3.1主量元素特征 用以分析的5个样品的主量元素分析结果见表 1,为便于与世界典型地区同类岩石对比,表1、表2 及相关判别图中同时显示了阿留申安山岩 唐藏岩体形成于早古生代,该岩体锆石LA— 重庆维普 http://www.cqvip.com

第4期 陈隽璐等:北秦岭西段早古生代埃达克岩地球化学特征及岩石成因 477 的主量元素成分一致。MgO一1.71 ~2.O9 , Mg#[Mg /(Mg +Fe 。)]=0.59~0.63(> 0.47),应属富Mg埃达克岩;A/CNK一0.82~ 1.01,a一4.24~2.24,为偏铝质钙碱系列埃达克岩。 在K O-Si0 关系图(图3)投入钙碱性区。各氧化 物百分含量与SiO 的Harker图解显示,CaO、A1 O。与SiOz含量正相关,其他常量元素含量与SiO 呈 反消长关系,P O 、、KzO与SiO 含量之间缺少相 回-回2回s回4回s田 图2唐藏岩体地质略图 Fig.2 Sketch Geologic map of Tangzang quartz—diorite pluton 7 关性(图略)。 9.O 8.1 7.2 6.3 5.4 0 4.5 3.6 2.7 1.8 1一大草滩组;2一草滩沟群;3一丹凤群;4一秦岭群; 5一早古生代石英闪长岩;6一采样点;7一岩体界线及断裂 1--Dacaotan Formation;2--Caotangou Group;3--Danfeng Group;4--Qinling Group;5一Ear1y Paleozoic quartz diorite; 6一sampling location;7--borderline and fault (V3841Y2)、西南日本英安岩(Kd6—1)、菲律宾英安 岩(Pg0—20)、新生代埃达克岩(Xn)样品。由表1可 知,唐藏岩体SiO 变化于62.O2 9/6~64.26 (≥ 56 ),Al 0。介于16.55 ~17.45 (>15 ), Na2 O介于 4. 99 ~6. 91 ( > O.9 O.O SiO (%) 图3唐藏岩体KzO-SiO 关系图 Fig.3 K2 O VS.SiO2 plots for Tangzang quartz-diorite pluton 4.5 ),Na O/K O>1,与钠质埃达克岩 表1唐藏岩体主■元素分析结果表(%) Table 1 Main elements data(%)of Tangzang quartz-diorite pluton 地点 样号 Si02 TiO2 A12O3 FeO Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI TOTAL FeOT A/CNK 唐藏岩体 TZl 63.25 O.33 17.38 1.81 1.35 O.O6 1.71 3.77 5.9O 1.97 O.29 1.53 99.35 3.O2 O.93 3.O6 阿留申安山岩 西南日本英安岩 非律宾英安岩 新生代埃达克岩 TZ4 62.O2 O.47 16.55 2.22 1.67 0.07 1.93 3.66 6.91 2.07 O.33 2.3O 1OO.2O 3.73 O.82 4.24 TZ2 62.95 0.45 16.96 2.37 1.42 0.07 2.O9 3.72 5.15 2.O7 O.32 1.67 99.24 3.64 0.97 2.61 TZ3 64.26 0.31 17.45 2.17 1.14 0.06 1.76 3.81 4.99 1.91 0.29 1.33 99.48 3.19 1.01 2.24 TZ5 63.04 0.38 16.98 1.98 1.87 0.07 1.96 4.16 5.28 1.77 0.33 1.58 99.40 3.66 0.93 2.48 V3841Y2 59.70 0.89 15.43 1.89 1.65 0.04 4.76 7.48 3.69 2.O8 0.39 1.3O 99.30 3.38 0.70 1.99 Kd6—1 64.01 0.45 16.54 P90—2O 64.50 0.38 17.95 Xn一140 63.89 0.61 17.40 4.04 0.O6 1.93 4.58 4.12 2.O5 0.21 97.99 97.99 3.64 0.95 1.81 4.1O O.O9 1.57 5.18 4.13 1.24 0.14 0.91 100.19 3.69 1.O2 1.34 0.O8 2.47 5.23 4.40 1.52 0.19 100.77 4.21 O.95 1.68 MgO O.50 0.51 0.50 O.48 0.49 0.72 0.49 0.43 0.51 资料来源 1 1 1 1 1 2 3 4 注:1一Tzl—Tz5本项目,西北大学大陆动力学国家重点实验室测定;2一V3841Y2,引自Kay R W.1978;3一Kd6—1引自Morris P S.1995; 4一P9O一20引自Sajona et al,1994;5一Xn引自肖庆辉等,2002。 重庆维普 http://www.cqvip.com

478 地质学报 表2唐藏岩体微量元素分析表(×10 ) Table 2 Trace elements date(×10 )of Tangzang quartz-diorite pluton 地点 样号 Sc Co Ni Cr Rb Ba Th 唐藏岩体 TZ1 7.04 84.70 15.40 28.9O 38.9O 阿留申安山岩 西南日本英安岩 菲律宾英安岩 新生代埃达克岩 TZ4 7.55 83.1O 17.5O 30.40 36.5O TZ2 7.73 87.3O 17.60 31.1O 37.00 TZ3 6.93 85.3O 15.8O 28.60 27.2O TZ5 8.O3 85.40 17.1O 31.70 24.1O V3841Y2 8.9O 17.00 126.00 161.00 13.00 320.00 2.88 Kd6—1 8.00 P90—2O 9.40 12.00 Xn(140个样平均值) 9.1O 13.00 39.00 54.00 30.00 485.00 3.52 9.70 20.00 51.40 375.00 6.70 21.00 41.00 26.00 240.00 2031.00 2164.OO 2370.O0 2476.O0 2O17.00 13.2O 19.8O 11.70 13.O0 1l_1O U Nb Ta 1.06 12.8O 1.00 1.54 14.5O 1.04 l_25 1l_2O 0.79 1.28 13.90 0.96 lJ 19 13.4O 0.96 0.97 l_9O 11.60 2.00 0.99 8.3O 0.53 0.23 0.70 Sr 1257.00 1219.00 1255.O0 1069.00 1296.00 2366.00 864.00 464.OO 869.00 Zr Hf Y Cs La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er TITI 161.00 1.00 12.70 0.72 57.00 111.00 12.1O 46.6O 7.O9 l_89 5.22 0.61 2.73 0.48 lJ 2O 0.16 189.O0 1.04 13.8O 0.56 88.3O 165.O0 17.O0 6l_2O 8.29 2.04 6.22 0.68 3.O2 0.51 l_32 0.18 170.O0 0.79 11.60 0.56 5l_1O 97.O0 10.70 40.70 6.22 l_76 4.62 0.54 2.47 0.43 l_1O 0.14 161.00 0.96 13.2O 0.64 58.70 114.00 12.30 46.8O 7.19 l_88 5.38 0.63 2.88 0.49 l_26 0.17 192.00 0.96 13.6O 0.70 5O.8O 101.00 1l_3O 44.60 7.14 l_89 5.37 0.64 2.93 0.51 1.30 0.17 142.00 0.23 0.70 15.2O 0.O9 3O.3O 70.90 23.40 41.60 58.00 117.00 O.53 10.00 9.5O l_19 6.50 15.00 17.55 34.65 39.8O 6.85 1.74 2O.8O 2.9O 0.77 8.5O 20.14 3.15 0.50 0.97 2.25 0.48 0.26 1.5O 0.37 1.43 1.00 0.76 Yb Lu l_O2 0.15 1.14 0.17 0.96 0.14 1.09 0.16 1.14 0.17 0.62 0.07 0.55 0.85 0.91 0.15 ∑REE LREE/HREE CeN/YbN 247.25 2O.37 28.15 355.07 25.82 37.44 217.88 19.95 26.14 252.93 19.97 27.O5 228.96 17.72 22.92 15O.76 127.85 29.58 9O.28 11O.46 19.56 33.85 9.1O 4.56 82.33 13.O3 9.85 Rb/Sr La/ Nb 8Eu 0.O3 4.45 0.95 0.03 6.09 0.87 0.O2 4.56 1.O0 0.O3 4.22 0.92 0.O2 3.79 O.93 0.01 0.O6 2.O2 0.O6 3.25 0.03 2.11 l_11 Sr/Y La/Yb Zr/Sm 98.98 55.88 22.71 88.33 77.46 22.80 108.19 53.23 27.33 80.98 53.85 22.39 95.29 44.56 26.89 48.87 56.84 42.55 48.97 46.40 7.65 9l_47 19.29 37.14 注:贤料来源,同表1。 3.2微量元素特征 征,其微量元素配分曲线样式与阿留申安山岩(Kay R W.1978)、西南日本英安岩(Morris P S.1995)、 菲律宾英安岩(Sajona et al,1994)、新生代埃达克岩 (肖庆辉等,2002)相似(图4)。唐藏岩体稀土总量 较高(∑REE一217.88×10 ~355.07×10 ), LREE/HREE一17.72~25.82,轻稀土富集,重稀 土亏损,6Eu=0.82~1.0,没有或呈弱负Eu异常。 稀土元素配分曲线向右陡倾(图5),与所选参考样 品稀土配分曲线形式一致。 微量元素的分析表明,唐藏岩体微量元素Sr含 从表2可见,唐藏岩体各微量元素含量变化较 小,Rb一24.1×10 ~38.9×10一,Sr=1069× 10一 ~1296×10一,Ba一2017×10一 ~2476× 10~,Y一11.6×10 ~13.81×10一,Nb一11.2 ×10一 ~13.9×10一,Ta一0.79×10一 ~1.04× 10一。在以原始地幔标准化的微量元素配分曲线图 中,大离子亲石元素(LILE)K、Th、Rb、Ba、Sr等富 集,高场强元素(HFSE)Ta、Nb、Y、Yb等相对亏损 且向右逐渐降低。微量元素含量具俯冲带岩石特 重庆维普 http://www.cqvip.com

第4期 陈隽璐等:北秦岭西段早古生代埃达克岩地球化学特征及岩石成因479 舞 辍 喀 图4 唐藏岩体微量元素原始地幔标准化蛛网图 (标准化值引自Sun and McDonough,1989) Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element patterns for Tangzang quartz—diorite pluton(Normalized data after Sun and McDonough,1 989) 400 100 匾 誉 10 LI Ce Pr Nd SmEuGdThDyHoErTmYbLu 图5 唐藏岩体稀土元素球粒陨石标准化配分图 (标准化数值据Boynton等,1984) Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns for Tangzang quartz—diorite pluton(Normalized data after Boynton et a1.,1984) 量高,Y、Yb低,REE强烈分异,高场强元素 (HFSE)强烈亏损,Eu没有或呈弱的负异常,La/Yb >50,Sr/Y>80,Zr/Sm>20;与典型的埃达克岩微 量元素地球化学特征相似(Defant and Drummond, 1990,1993;Stern等,1996;钱青,2001;王焰,2000; 张旗等,2002a;董申保,2004)。在Sr/Y—Y图解中 (图6),所有样品点落入埃达克岩区域。 4构造环境及岩石成因讨论 埃达克岩的最初定义为新生代俯冲带中由年轻 而热的俯冲板片高压下发生部分熔融形成的一类富 Al O。、Na O和高Sr、低Y和HREE的中酸性岩 石,其源区的残留相包括辉石、石榴石、角闪石和金 红石等(Defant and Drummond,1990)。因此,埃达 克岩的产出指示年轻洋壳(或大洋中脊)消减带的存 Y(xl ) 图6唐藏岩体Sr/Y—Y图解 (引自Atherton M P和Petford N,1996) Fig.6 Sr/Y—Y diagram for Tangzang quartz-diorite pluton (Diagram after Atherton M P and Petford N,1996) 在。但随着对埃达克岩研究的不断深入,非年轻大 洋板片俯冲环境同样可以形成具有类似埃达克岩元 素地球化学特征的埃达克质岩石(Smithies,2000; Martin,l999;Xu et a1.,2000,2002)。除新生代 俯冲带中俯冲板片部分熔融的成因外,这类岩石还 可以由某些老洋壳(大于40Ma)俯冲过程中的部分 熔融或地幔中残留消减板片的部分熔融形成,或形 成于与板片俯冲无关的碰撞造山带、大陆板内或活 动大陆边缘等环境。总之埃达克质岩石是玄武质的 源区岩石在相当于榴辉岩相的条件下发生部分熔融 形成的,并在源区残留石榴石一角闪石等矿物。 张旗(2001,2002a)、Kay等(2002)根据埃达克 岩化学成分的差异及其产出的大地构造环境的不 同,将埃达克岩划分为O型和C型,前者是以 MORB为源岩的消减挤压板块发生部分熔融的产 物(Defant等,1990),K O含量低,平均不超过 1.72 9,6;后者主要出现于大陆地区,或形成于活动陆 缘地壳加厚地区,板块碰撞导致的地壳加厚地区和 高原底部等环境(Peacock S M et a1.,1994;Petford N et a1.,1996;Sheppard S et a1.,2001;Atherton M P et a1.,1993;Rapp R P et a1.,2001),K2O的含量 显著偏高,一般介于2.9 ~3.9 以上。唐藏石英 闪长岩除符合埃达克岩所有的主量和微量元素条件 处,另一显著特点就是K O含量低,一般小于 2.07%,应属O型埃达克岩,形成于俯冲环境,结合 该埃达克岩形成时代为早古生代(454Ma),并与早 古生代岛弧火山岩系密切共生的特点,有理由认为 重庆维普 http://www.cqvip.com

480地质学报其源岩浆为早古生代消减大洋板片(类似于MORB25成分)部分熔融的产物。埃达克岩Mg。大小可以比较灵敏的反映埃达20克质源岩浆是否受到地幔物质的混染(MartinH舍,茸1993;SmithiesRH,2000),实验岩石学研究表明玄古∞蔓武岩部分熔融产生的熔体Mg。一般小于0.45二(Rappeta1“.,1997),Mg大于0.45的高Mg0埃达号皂克岩可能是初始埃达克源岩浆与俯冲带上面的楔型孑一地幔橄榄岩之间发生了反应的缘故(KayRWS,1993;KaySM,1993;SajonaFG,1994;邓晋福等,1520252004;Martin1999)0,。唐藏岩体Mg>0.5,Ni>A1203+Mgo+Fe0T+Ti02(%)15×10一,Cr~28×10,与典型高镁埃达克岩致图8唐藏岩体A1203/(FeOT+Mg0+Ti02)(A1203而有别于正常岛弧安山岩(KushiroI,1990;Arculus+Fe0T+MgO+Ti02)图解(引自PatinoDouce.1999,RJ,1994;张旗,2004),因此唐藏石英闪长岩体源岩图例同图4)为俯冲的洋壳,为低钾拉斑玄武岩或MORB,源岩Fig.8A1203/(FeOr+MgO+Ti02)(A1203+Fe()T+发生部分熔融后形成的初始埃达克质岩浆在向上运MgO+Ti02)plotsforTangzangquartzdioritepluton(after移的过程中与上覆地幔楔发生反应M。PatinODouce,1999;samplesareassameasFig.4),5造成岩浆go升高,Cr、Ni含量变高:2。m为进一步佐证唐藏岩体源岩性质,采用图7、8进行投点分析,所投各样品均落入变质火山岩部分熔融区域与参考样品一,致。在图9中,样品投入板片来源的埃达克岩及地壳来源的埃达克岩重叠区域,与阿留申安山岩、安第斯安山岩、菲律宾英安岩相似,而略别于新生代埃达克岩,总体说明唐藏岩体源岩来自于俯冲板片熔融,与阿留申安山岩、安第斯安山岩、菲律宾英安岩、新生代埃达克岩形成构造环境相似。图9唐藏岩体Mg扎Si02图解(据Sheppard等,2000;图例同图4)Fig.9Mg。一W(Si02)diagramforTangzangquartzdioritepluton(afterSheppardetal,2000;samplesareassameasFig.4)5地质意义近年来地质大调查发现,沿商丹构造带在北秦岭西段的天水关子镇凤县岩湾太白县一、、鹦鸽嘴带CaOI(M~O+FeOT)发育早古生代蛇绿混杂岩及MORB型玄武岩,为早图7唐藏岩体[AlzOs/(FeOT+MgO)]m。l-[CaO/古生代商丹洋盆存在的地质记录。其中关子镇蛇绿(MgO+FeOT)]lm0】图解(引自AtherR,etal,2000;图例混杂岩形成年龄为544+47Ma(全岩SmNd等时同图4)线)(裴先治等,2004)一471土1.4Ma(锆石LA—ICPFig.7[AJz()3/(FeOT+MgO)]m。1[CaO/(MgO+MS,杨钊等,2006);岩湾蛇绿混杂岩形成年龄为FeOT)]。ldiagramforTangzangquartzdioritepluton483Ma(陈隽璐等,另文发表),黑河地区侵入于早古(afterAltherR,etal,2000;SamplesareassameasFig.4)生代NMORB玄武岩的淡色花岗岩锆石SHRIMP重庆维普 http://www.cqvip.com

第4期 陈隽璐等:北秦岭西段早古生代埃达克岩地球化学特征及岩石成因 481 U-Pb年龄442±7Ma(闫全人等,2007);北秦岭造 山带东部具埃达克岩性质的灰池子岩体形成时代为 450 ̄486Ma(张宏飞等,1996,陈能松等,1991)。唐 藏石英闪长岩体为埃达克质岩石的厘定再次证明早 古生代时期沿商丹一线存在的商丹洋盆,以及洋盆 演化过程中发生了向北的俯冲消减作用。 北秦岭已有埃达克岩报道,均出露于北秦岭东 部地区,可分为三期。一期为新元古代埃达克岩,如 商南岩体、吊庄岩体,为新元古代俯冲洋壳板片部分 熔融产物(裴先治等,2003);第二期为早古生代埃达 克岩,已报道有灰池子复式花岗岩体,为新元古代底 侵于下地壳的玄武岩石部分熔融的产物(李伍平等, 2001);第三期为印支一燕山期埃达克岩,已在西秦岭 夏河一礼县地区(金维浚等,2005)、留坝县西坝地区 (张成立等,2002)有报道,前者形成于板块消减的活 动大陆环境,为特提斯洋俯冲板片部分熔融产物(金 维浚等,2005);后者代表扬子与华北两大板块主碰 撞造山地壳增厚背景下的下地壳部分熔融的产物, 指示秦岭地区燕山期可能发生了下地壳拆沉作用 (张成立等,2002)。唐藏岩体为早古生代埃达克岩, 其成因机制不同于早古生代灰池子岩体,它侵入于 早古生代丹凤群岛弧火山沉积岩系之中,形成于俯 冲作用的早中期阶段,其岩浆是古丹凤洋壳俯冲板 片部分熔融的源岩浆与楔型地幔橄榄岩发生反应的 产物,对北秦岭地区早古生代洋陆转化历史具有重 要的指示意义。秦岭地区三期不同成因的埃达克质 岩石提供了不同地质历史时期秦岭地壳的增生方 式、造山作用性质及壳幔相互作用信息,深入研究埃 达克质岩石可为进一步研究秦岭造山带构造演化及 其地球动力学机制提供新的资料,获得新的成果。 6 结论 主量和微量元素地球化学特征显示唐藏岩体为 典型的埃达克质岩石,其Mg >0.5,Ni>15× 10一,Cr ̄28×10一,具高镁埃达克岩(I1型)特点, 其源岩浆为早古生代俯冲的商丹洋壳板片部分熔融 的产物,该源岩浆与地幔楔发生反应的产物形成了 唐藏埃达克岩岩浆。 唐藏埃达克质岩石形成于早古生代(454Ma), 构造环境为岛弧环境,即洋壳俯冲作用的早中期。 该埃达克质岩石的厘定,为早古生代商丹洋盆及其 洋壳板片俯冲作用的存在提供了新依据,也为早古 生代北秦岭造山带构造体制、构造格局及演化历史 提供了新的资料。 致谢:野外工作得到陕西省区域地质矿产研究 院陈家义教授级高工、李海平教授级高工、张占武高 工及1:25万宝鸡市幅区调项目其他同志的鼎力帮 助,郝梓国研究员对文稿审阅提出了建设性意见,谨 致谢忱! 参 考 文 献 陈能松,韩郁箐,游振东,等.1991.豫西东秦岭造山带核部杂岩全岩 Sm—Nd,Rb—Sr和单晶锆石 。 Pb_2。 Pb计时及其地壳演化.地球 化学.3:219~228. 陈隽璐,徐学义,王洪亮,等.2008.北秦岭西段唐藏岩体形成时代及 地质意义.现代地质,22(1):45~52. 董申保.1986.中国变质作用及其地质演化的关系.北京:地质出版 社. 董申保,田伟.2004.埃达克岩的原义、特征与成因.地学前缘(中国 地质大学,北京),11(4):585~594. 邓晋福,罗照华,苏尚国,等.2004.岩石成因、构造环境与成矿作用. 北京:地质出版社. 金维浚,张旗,何登发,等.2005.西秦岭埃达克岩的SHRIMP定年 及意义.岩石学报,21(3):959~966. 李伍平,王涛,王晓霞.2001.北秦岭灰池子花岗质复式岩体的源岩 讨论——元素一同位素地球化学制约.地球科学——中国地质 大学学报,26(3):269~278. 罗照华,柯珊,谌宏伟.2002.埃达克岩的特征、成因及构造意义.地 质通报,21(7):436~440. 裴先治.1997.东秦岭商丹构造带的组成与构造演化.西安:西安地 图出版社. 裴先治,王涛,丁仨平,等.2003.东秦岭商丹带北侧新元古代埃达克 质花岗岩及其地质特征.中国地质,30(4):372~381. 裴先治,丁仨平,胡波,等.2004.西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩的厘 定及其意义.地质通报,23(12):1202 ̄1208. 钱青.2001.Adakite的地球化学特征及成因.岩石矿物学杂志,2O (3):297~306. 任纪舜,牛宝贵,刘志刚.1999.软碰撞、叠覆造山和多旋回缝合作 用.地学前缘,6(3):85~93. 孙勇,于在平.1991.夭折了的东秦岭加里东运动.见:叶连俊,等主 编.秦岭造山带学术讨论会论文集.西安:西北大学出版社,167 ~173. 王洪亮,何世平,陈隽璐,等.2006.北秦岭西段红花铺俯冲型侵入体 LA—ICPMS定年及其地质意义.现代地质,2O(4):536~544. 王焰,张旗,钱青.2000.埃达克岩(adakite)的地球化学特征及其构 造意义,地质科学,35(2)251~256. 王宗起,王涛,闫臻,等.2002.秦岭晚古生代弧前增生的背驮型盆地 体系.地质通报,21(8-9):456~464. 肖庆辉,邓晋福,马达栓,等.2002.花岗岩研究思维与方法.北京:地 质出版社. 许志琴,卢一伦,汤耀庆,等.1988.东秦岭复合山链的形成一变形、演 化及板块动力学.北京:中国环境科学出版社. 阎全人,陈隽璐,王宗起,等.2007.北秦岭小王涧枕状熔岩中淡色侵 入岩的地球化学特征、SHRIMP年龄及地质意义.中国科学(D 辑):地球科学,37(10):1301~1313. 重庆维普 http://www.cqvip.com

482 地质学报 2008拄 杨志华.1991.秦岭造山带的构造格架及有关问题的讨论.引自:秦岭 Defant M J,Drummond M S.1993.Mounts t.H elens:potentiale xampleo fp artialm elting of subducted lithosphere in a volcanic arc.Geology,21:5 47~550. 造山带学术讨论会论文选集.西安:西北大学出版社. 杨钊,董云鹏,柳小明,等.2006.西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩锫石 LA—ICP-MS U—Pb定年.地质通报,25(11):1321~1125. Deng Jinfu,Luo Zhaohua,Su Shangguo,et a1.2004.Rock cause of 张本仁,高山,张宏飞,等.2002.秦岭造山带地球化学.北京:科学出 版社. formation and tectonic condition,mine effect.Beijing:Geological Publishing House. Dong Shenbao Tian Wei. 2004.The nomenclature,characte rjstics and petrogenesis of adakite.Earth Scicncc Frontiers(China 张传林,董永观,杨志华.2000.秦岭晋宁期的两条蛇绿岩带及其对秦 岭一大别构造演化的制约.地质学报,74(4):313~324. 张成立,罗静兰.2002.东秦岭西坝花岗岩体及花岗斑岩脉的地球化 University of Geoscicnces,Beijin),11(4):585~594(in Chinese 学特征及其地质意义.见:埃达克质岩及其地球动力学意义学术 讨论会文摘.北京:中国科学院地质与地球物理研究所,73 ̄76. 张成立,刘良,张国伟,等.2004.北秦岭新元古代后碰撞花岗岩的确 定及其构造意义.地学前缘(中国地质大学.北京),11(3):33~ 42. 张宏飞,骆庭川,张本仁.1996.北秦岭漂池岩体的源区特征及其形成 的构造环境.地质论评,42(3):209~241. 张国伟,张本仁,袁学诚,等.2001.秦岭造山带与大陆动力学.北京; 科学出版社. 张旗,王焰,钱青,等.2001.中国东部燕山期埃达克岩的特征及其 构造一成矿意义.岩石学报,17:236~244. 张旗,王焰,刘伟,等.2002a.埃达克岩的特征及其意义.地质通报, 21(7):431~435. 张旗,许继峰,王焰,等.2004.埃达克岩的多样性.地质通报,23(9— 10):959~965. 张维吉,王全庆,胡能高,等.1996.东秦岭地质走廊研究.西安:陕西 科学技术出版社,1~283. 张宗清,张国伟,刘敦一,等.2006.秦岭造山带蛇绿岩、花岗岩和碎屑 沉积岩同位素年代学和地球化学.北京,地质出版社. Ahher R,Holl A,Hegner E,et a1.2000.High-potassium,cal-e alkaline I-type plutonism in the European Variscides:northern Vosges(France)and north Schwarzwald(Germany).Lithos, 50:51~73. Arculus R J.1994.Aspects of magma genesis in aces.Lithos,33: 189~208. Atherton M P,Pertord N.1993.Generation of sodium—rich magmas from newly undenplated basaltic crust.Nature,362:144~146. Atherton M P,Petford N.1996.Plutonism and the growth of Andean crust at 9。S from 100 to 3 Ma.J.South Am.Earth Sci., 9:1~9. Chen Junlu,Xu Xueyi,Wang Hongliang,et a1.2008.LA—ICP-MS dating of zircon U—Pb and tectonic significance of Tangzang quartz—diorite pluton in the west segment of Northern Qinglin Mountains.Geoscience,22(1):45~52(in Chinese with English abstract). Chen Nengsong,Han Yuqing,You Zhendong,et a1.1991.Whol-erock Sm-Nd.Rb—Sr and single grain zircon 。 Pb一 。 Pb dating of complex rocks from the interior of the Qinling Orogenic Belt, Western Henan and its evolution.Geochemica,3:219~227(in Chinese). Defant M J,Drummond M S.1990.Derivartion of some modern arc magmas by melting of young subduction lithosphere.Nature, 662~665. with English abstract). Dong Shenbao.1986.the metamorphism and its geological evolution of China.Beijing:Geology Press.1986(in Chinese). Drummond M S,Defant M J.1990.A model for trondhjemite- tonalite-dacite genesis and crustal growth viaslab melting: Archean to modern comparisons J.Geophys.Res,95(B13):21 503~21 52l_ Gao S,Ling W,Qin Y,et a1.1999.Contrasting geochemical and Sm— Nd istopic compositions oh Archean metasediments from the Kongling high-grade terrain of the Yangtza craton:Evidence for cratonic evolution and redistribution of REE during crustal anatexis.Geochim Cosmochim Acta,63:2071~2088. Jin Weijun,Zhang Qi,He Dengfa,et a1.2005.SHRIMP dating of adakites in western Qinling and their implications.Acta Petrologica Sinica,21(3):959~966(in Chinese with English abstract). Kay R W,Kay S M.2002.Andean adakites:Three ways to make them.Acta Petrologica Sinica,18:303~3l1. Kay R W,Kay S M.1993.Delamination and delamination magmatism.Tect0n0physics,19:177~189. Kay R W.1978.Alutian magnesian andesites:melte from subducrion Pacific ocean crust.J.Vo1.geotherm.Res.,4:117~132. Kay S M,Ramos V A,Marques M.1993.Evidence in Cerro Pampa Volcanic Rocks for Slab—Melting Prior to Ridge-Trench Collision in Southern South American.J.Gco1.,101:703~714. Kushiro I.1990.Partial melting of mantle wedge and evolution of island arc crust.J.Geophys.Res.,95:15929 ̄15939. Li Wuping,Wang Tao,Wang Xiaoxia.2001.Source of Huichazi granitoid complex pluton in Northern Qinling,central China: constrained in element and isotopic geochemistry.Earth Science- Joura1 of China university of Geosciences,26(3):269~278(in Chinese with English abstract). Luo Zhaohua,Ke Shan,Chen Hongwei.2002.Characte rjstics, petrogenesis and tectonic implications of adakite.Geological bulletin of China,21(7):436~440(in Chinese with English abstract). Martin H.1999.Adakitic magmas:modern analogues of Archean granitoids.Lithos,46:41 1~429. Martin H.1993.The mechanisms of petrogenesis of the Archaean continental crust—comparison with modern processes.Lithos, 30:373~388. Morris P S.1995.Slab melting as an explanation of Quaternary volcanism and aseismicity in southwest Japan.Geology,23:395 重庆维普 http://www.cqvip.com

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