第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义引言秦岭造山带是一个典型的复合型大陆造山带, 标志着扬子板块与华北板块之间的碰撞拼合 [1-11] 该造山带由 4 个构造单元 ( 华熊地块北秦岭造山带南秦岭造山带和松潘褶皱带 ) 和两

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1 现代地质 GEOSCIENCE 第 30 卷第 5 期 2016 年 10 月 Vol 30 No 5 Oct 2016 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义苏蔷薇, 张静, 王文博 ( 地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学 ( 北京 ), 北京 ) 摘要 : 三叠纪花岗岩在秦岭造山带广泛发育, 直接记录了秦岭造山带演化过程中的重要信息秦岭梁岩体位于秦岭造山带商丹缝合带北侧, 岩性主要为石英二长斑岩, 斑晶为钾长石, 部分斑晶具有白色斜长石环边 ; 基质主要由石英 (25%) 斜长石(45%) 钾长石(10%) 黑云母(15%) 角闪石(5%) 组成秦岭梁岩体中的锆石自形程度好, 具环带结构, 显示岩浆锆石的特征, 两个样品的 LA ICP MS 锆石 U Pb 同位素年龄分别为 (216 5±2 1)Ma 和 (219 4±2 6) Ma, 二者在误差范围内一致, 表明该岩体的岩浆结晶年龄为晚三叠纪秦岭梁岩体的岩浆结晶年龄与勉略洋壳向北俯冲的时间 (248~200Ma) 一致, 表明岩体的形成与勉略洋壳向北俯冲有密切联系 ; 同时秦岭梁石英二长斑岩的地球化学特征显示其是洋壳俯冲时弧岩浆活动的产物因此北秦岭地区勉略洋闭合时间和陆陆碰撞拼合时间应不早于 216~ 219Ma 关键词 : 秦岭梁岩体 ;LA ICP MS; 锆石 U Pb 同位素年龄 ; 秦岭造山带中图分类号 :P588 文献标志码 :A 文章编号 : (2016) TheLA ICP MSZirconU PbAgeoftheQinlingliangIntrusion, ShaanxiProvinceandItsGeologicalSignificance SUQiangwei,ZHANGJing,WANGWenbo (StateKeyLaboratoryofGeologicalProcesandMineralResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China) Abstract:TriasicgranitearewidespreadintheQinlingorogenicbelt,whichdirectlyrecordstheimportantin formationoftheevolutionprocesoftheqinlingorogenicbelt.theqinlingliangintrusionislocatedinthenorth oftheshang Dansuturebelt,mainlyconsistingofthequartzmonzoniteporphyry,withtheK feldsparaspheno cryst(somephenocrystshaveawhiterimofplagioclase)andmainlyquartz(25%),plagioclase(45%),k feldspar(10%),biotite(15%)andamphibole(5%)asmatrix.thezirconsintheqinlingliangintrusionshow thecharacteristicsofmagmaticzirconwithfineeuhedralcrystalandzonation.thela ICP MSzirconU Pbagesof twosamplesare(216 5±2 1)Maand(219 4±2 6)Ma,indicatingthattheQinlingliangintrudedintheLate Triasic.TheageisconsistentwiththetimeofthenorthernsubductionoftheMian Lüeoceaniccrust( Ma),indicatingthattheyhavecloserelationship.ThegeochemicalcharacteristicsoftheQinlingliangquartzmon zoniteprophyryintrusionsuggestthatitwastheproductionofthearcmagmaticactivityundertheoceaniccrust subductionseting.comprehensivediscusionsmakeitclearthattheclosingtimeofthemian Lüeoceanandthe beginningtimeofful scalecolisionbetweenyangtzeandnorthchinaplatesshouldbelaterthan( )ma. Keywords:Qinlingliangintrusion;LA ICP MS;zirconU Pbisotopicdating;Qinlingorogenicbelt 收稿日期 : ; 改回日期 : ; 责任编辑 : 戚开静基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( ); 中央高校基本科研业务费专项 ( ) 作者简介 : 苏蔷薇, 女, 博士研究生,1989 年出生, 矿物学岩石学矿床学专业, 主要从事矿床学及矿床地球化学研究 @cugb edu cn 通信作者 : 张静, 女, 副教授, 博士生导师,1977 年出生, 矿物学岩石学矿床学专业, 主要从事矿床地球化学研究 zhangjing@cugb edu cn

第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 995 0 引言秦岭造山带是一个典型的复合型大陆造山带, 标志着扬子板块与华北板块之间的碰撞拼合 [1-11] 该造山带由 4 个构造单元 ( 华熊地块北秦岭造山带南秦岭造山带和松潘褶皱带 ) 和两个缝合带 ( 商丹缝合带和勉略缝合带 ) 构成 [12-15] 该造山带内三叠纪花岗岩广泛发育

2 第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义引言秦岭造山带是一个典型的复合型大陆造山带, 标志着扬子板块与华北板块之间的碰撞拼合 [1-11] 该造山带由 4 个构造单元 ( 华熊地块北秦岭造山带南秦岭造山带和松潘褶皱带 ) 和两个缝合带 ( 商丹缝合带和勉略缝合带 ) 构成 [12-15] 该造山带内三叠纪花岗岩广泛发育 [16-23], 这些岩体是秦岭造山带俯冲碰撞和伸展过程中的重要产物, 直接记录了秦岭造山带演化过程中的重要信息秦岭梁岩体位于北秦岭造山带商丹缝合带北侧, 与老君山沙河湾柞水构成一花岗岩带, 其同位素测年在 210~222Ma 之间 [24-26] 关于该岩带的岩石学特征类型及其地质意义, 在过去十几年间已开展了详细的研究, 但仍存在不同的认识部分研究者认为这些岩体为奥长环斑花岗岩 (rapakivi), 形成于非造山构造背景或板内拉张构造环境或造山后环境, 据此认为三叠纪时秦岭造山带已由碰撞造山的挤压阶段转为板内阶段 [26-28] ; 部分研究者认为这些岩体为大陆碰撞造山带地区常见的石英二长斑岩, 属于同碰撞型花岗岩 [4] [19], 形成于陆陆碰撞的初期或挤压向伸展转变期 [29] ; 还有研究者认为这些岩体为黑云母二长花岗岩, 属于后碰撞型花岗岩, 发育在主造山期后 [24-25] 总体上, 随着研究的深入, 越来越多的研究者认为该岩带形成于碰撞造山体制下, 三叠纪时秦岭地区逐渐由洋陆俯冲转变为陆陆碰撞体制 [12,14,30-32] 本文利用 LA ICP MS 对秦岭梁岩体中的锆石进行了 U Pb 法定年, 精确厘定了该岩体的结晶年龄, 为研究北秦岭地区的岩浆活动提供年代学依据, 同时也约束了北秦岭造山带俯冲到碰撞的时间 1 地质背景和岩体特征北秦岭造山带南以商丹断裂为界与南秦岭造山带相邻, 北以栾川断裂为界与华北板块南缘相邻 ( 图 1a) 自北向南, 区内依次发育宽坪群二郎坪群和秦岭群, 分别以瓦穴子断裂 (F 4 ) 和朱夏断裂 (F 5 ) 为界宽坪群为一套中低变质岩系, 原岩为变质火山和陆源碎屑岩, 主要发育在中元古代大陆边缘的海盆环境 ; 二郎坪群是一中低级变质玄武质双峰火山沉积岩建造, 主要发育在晚元古代早古生代弧后盆地环境 [1-2] ; 秦岭群为一高级变质复合体, 包括晚古生代火山弧火山岩建造晚元古代早古生代发育的岛弧区火山 - 沉积建造和中元古代前岛弧基底岩石 [2] 北秦岭地区大规模岩浆侵入活动主要发生在印支 - 燕山运动期间 [7,9,12,14], 商丹缝合带两侧发育大量三叠纪花岗岩, 包括秦岭梁岩体老君山岩体东江口岩体柞水岩体曹坪岩体沙河湾岩体 ( 图 1b) 秦岭梁岩体出露于陕西省宝鸡市南部约 40km 处, 岩体面积约 20km 2 ; 南与前奥陶系变质岩 ( 秦图 1 秦岭地区地质构造 (a) 及秦岭梁岩体地质简图 (b)( 据 Wang 等 [9], 修改 ) Fig 1 Simplifiedtectonic(a)andgeologicalsketchmapoftheQinlingliangintrusion(b) [9] F 1 秦岭北界逆冲断层 ;F 2 石门马超营逆冲断层 ;F 3 洛阳川方城逆冲推覆断层 ;F 4 皇台瓦穴子申阳台 ( 明港 ) 推覆带 ; F 5 朱阳关夏馆大河逆冲断层 ;F 6 山阳凤镇逆冲推覆断层 ;SF 1 商丹缝合带 ;SF 2 勉略缝合带

3 ９９６现代地质２０１６年岭群接触北与元古界宽坪群的石英片岩接触从核心到边缘矿物中钾含量逐渐减少钠钙被后期花岗岩侵入吞噬并被浅色岩脉穿入属含量逐渐增多的规律性部分具有环边结构的斑于宝鸡复式杂岩体的第二期侵入体位于宝鸡杂晶周围聚集了较多细粒角闪石黑云母等暗色矿岩体的东南缘宝鸡杂岩体位于华北与扬子板块物构成暗色边缘基质为中粒花岗结构主要５斜长石奥长石为主４５钾主缝合带商丹断裂北侧为多期侵入的复式岩基由石英２第一期侵入体为海西期的辉长岩闪长岩石英长石１０黑云母１５角闪石５组成闪长岩岩株第二期侵入体为规模较小的印支期奥长石呈自形半自形板状体可见聚片双晶和秦岭梁和老君山岩体第三期侵入体为中粗粒二卡钠复合双晶图２Ｃ局部具微弱的绢云母化长花岗岩和似斑状二长花岗岩规模巨大构成图２Ｂ可见环带状构造图２Ｃ钾长石呈自宝鸡岩基主体第四期侵入体为细粒黑云母二长形半自形发育卡斯巴双晶图２Ｃ可见网状花岗岩的条纹长石现象石英呈它形粒状个别具波状秦岭梁岩体岩性主要为浅灰色肉红色石英消光暗色矿物多为半自形片状黑云母局部含二长斑岩块状构造似斑状结构图２Ａ斑晶自形角闪石发育简单双晶图２Ｄ副矿物主要为钾长石自形半自形含量占２０左右部有磁铁矿榍石磷灰石和锆石分斑晶具有环边结构图２Ｃ即斑晶外环边为白色奥长石Ａｎ２１２６内环边为牌号较低的钠２锆石ＵＰｂ测年长石而核心为肉红色钾长石钾长石斑晶中心２１分析方法向边缘的钠钙含量呈增加的趋势３３这显示了选取秦岭梁２个新鲜的具有代表性的石英二图２秦岭梁岩体的显微照片Ｆｉｇ２ＰｈｏｔｏｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｔｈｅｑｉｎｌｉｎｇｌｉａｎｇｇｒａｎｉｔｏｉｄＡ石英二长斑岩的矿物成分和结构正交偏光Ｂ斜长石内部发育绢云母化正交偏光Ｃ斜长石的卡钠复合双晶和环带ｓ钾长石Ｐｌ斜长石Ｈｂｌ角闪石Ｂｔ黑云母Ｑｔｚ石英结构正交偏光Ｄ角闪石的简单双晶正交偏光Ｋｆ

第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 997 长斑岩样品进行锆石 U Pb 同位素定年锆石分选工作在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室完成首先, 在严格避免污染的条件下破碎样品, 经筛分淘洗, 获得 60~80 目的重矿物样品 ; 然后在双目镜下挑选不同长宽比例不同颜色不同柱面特征和不同锥面发育程度的锆石颗粒,

4 第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 997 长斑岩样品进行锆石 U Pb 同位素定年锆石分选工作在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室完成首先, 在严格避免污染的条件下破碎样品, 经筛分淘洗, 获得 60~80 目的重矿物样品 ; 然后在双目镜下挑选不同长宽比例不同颜色不同柱面特征和不同锥面发育程度的锆石颗粒, 并将其粘在双面胶上, 浇注环氧树脂待其固化后用砂纸将样靶表面磨平, 直至锆石露出约一半晶面, 抛光, 进行锆石的透射反射及 CL 显微图像分析锆石的 CL 图像分析 ( 图 3) 在中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源重点实验室完成, 所用仪器为美国 Gatan 公司的阴极荧光光谱仪 ( 型号 MiniCL) 锆石 U Pb 同位素定年工作在西澳大学完成所用仪器为美国 Agilent 公司的 7500a 型四极杆电感耦合等离子体质谱仪 (ICP MS), 配备美国 NewWave 公司的 UP 213LaserAblationSystem 固体激光剥蚀系统分析过程中激光束斑直径为 32μm, 频率为 5Hz 实验原理和详细测试方法参见 Fryer 等 [34] 数据处理使用 GLITTER4 0 程序, 计算获得同位素比值年龄和误差普通铅校正按照 Andersen [35] 的方法进行 2 2 分析结果秦岭梁石英二长斑岩样品 QLL 1 与 QLL 2 中的锆石均为无色 - 浅黄色, 透明的, 自形程度较好, 多为长柱状或短柱状晶形, 它们的长度变化为 100~200μm 锆石的阴极发光图像( 图 3) 显示, 大部分锆石内部结构清楚, 具有典型的岩浆震荡环带, 明显与变质锆石不同, 与岩浆成因的锆石特征一致 ; 并且岩浆振荡环带的宽度比较窄, 指示锆石结晶时岩浆处于低温环境下 [36] 已有研究表明, 不同成因锆石有不同的 Th U 含量及 Th/U 比值 : 岩浆成因锆石 Th U 含量较高,Th/U 比值一般 >0 4, 而变质成因锆石 Th U 含量低,Th/U 比值一般 <0 1 样品 QLL 1 的 Th 含量变化于 ~ , 平均 ,U 含量为 ~ , 平均 ,Th/U 比值介于 0 70~ 0 93, 平均 0 80( 表 1), 且 Th U 含量呈现较好的正相关关系, 均显示了典型岩浆锆石的特征样品 QLL 2 中锆石的 Th 含量为 ~ , 平均 ,U 含量 ~ , 平均 ,Th/U 比值 0 54~0 89, 平均 0 69( 表 1), 同样与典型的岩浆锆石特征一致总体上, 秦岭梁岩体两个样品的 Th/U 比值变化较大 (0 54~0 93), 说明锆石形成于化学成分相对不均匀的岩浆结晶条件下对样品 QLL 1 的 13 个锆石颗粒进行了 LA ICP MSU Pb 年龄分析 ( 表 1), 所有测点均落在谐和线上及其附近, 显示了较一致的 206 Pb/ 238 U 年龄 (213~222Ma), 加权平均年龄为 (216 5±2 1) Ma(MSWD=0 56); 对样品 QLL 2 测试了 14 颗锆石 ( 表 1), 所有测点也落在谐和线上及其附近, 显示较为一致的 206 Pb/ 238 U 年龄 (217~231Ma), 加权平均年龄为 (219 4±2 6) Ma(MSWD = 1 18) 两个样品的加权平均年龄在误差范围内一致 ; 这表明秦岭梁石英二长斑岩的结晶年龄介于 216~218Ma, 形成时代为晚三叠世 3 讨论 3 1 岩石成因类型对于秦岭梁岩体的岩石类型有不同说法, 部分研究者认为秦岭梁岩体为奥长环斑花岗岩 (rapa kivi) [26-28], 而更多的研究者认为该岩体为大陆碰图 3 秦岭梁石英二长斑岩中锆石 CL 图像 Fig 3 Cathodoluminescence(CL)imagesofrepresentativezirconsfromthequartzmonzoniteporphyryoftheQinlingliangintrusion

5 998 现代地质 2016 年表 1 秦岭梁石英二长斑岩中锆石 LA ICP MSU Pb 年龄 Table1 ZirconLA ICP MSU PbanalyticaldataofthequartzmonzoniteporphyryoftheQinlingliangintrusion U/ Pb/ Th/ 元素含量同位素比值年龄 /Ma 测点号 Th/ 207 Pb/ 206 Pb 207 Pb/ 235 U 206 Pb/ 238 U 207 Pb/ 206 Pb 207 Pb/ 235 U 206 Pb/ 238 U U 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL QLL [19] 撞造山带地区常见的石英二长斑岩或二长花岗岩 [16-18] 这也得到了越来越多的岩石学和岩石地球化学证据的支持秦岭梁岩相学特征为 : 似斑状 - 斑状结构, 块状构造, 环斑直径多为 1~5cm, 普遍为自形 - 半自形钾长石晶体, 环边成分单一, 均为斜长石 ( 奥长石为主 ), 极少见暗色矿物, 环边与核斑有清楚的交代现象 ; 角闪石和黑云母具富镁多铝高硅的特征,Fe/(Fe+Mg) 低, 未见橄榄石和辉石类矿物而典型的奥长环斑花岗岩 (rapakivi) 的环斑平均直径 6~8cm, 可达 10~15cm 以上, 普遍为规则的卵球状, 常见多层环边, 环边由斜长石和暗色矿物组成, 环边与核斑之间交代作用不强烈 ; 角闪石和黑云母具富铁贫镁低硅的特征, Fe/(Fe+Mg) 高, 可见微量橄榄石紫苏辉石透辉石等 [37] 上述岩相学特征表明, 秦岭梁岩体这些特征均与典型奥长环斑花岗岩不同同时, 秦岭梁岩体 SiO 2 含量为 55 00% ~ 65 61%,K 2 O 含量为 4 05% ~5 00%,Na 2 O 含量为 3 60% ~4 20% [9,32] ; 与典型环斑花岗岩的主量元素特征有较大差距, 如密云沙厂环斑花岗岩的主量元素特征 :SiO 2 含量为 63 34% ~70 40%, K 2 O 含量为 5 05% ~8 32%,Na 2 O 含量为 2 73% ~4 03% [37] [38] 据丁孝石的研究, 典型幔源黑云母中 MgO >15%, 而壳源黑云母中 MgO<6%, 秦岭梁岩体黑云母中 MgO 含量为 12 61% ~13 86% [31], 表明秦岭梁岩体成岩物质可能来源于壳幔混源原始

6 第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 999 图 4 秦岭梁岩体构造环境判别图解 ( 底图据参考文献 [39], 数据来源于参考文献 [9,32]) Fig 4 DiscriminationdiagramsfortectonicsetingsoftheQinlingliangintrusion [9,32,39] syn COLG 同碰撞花岗岩 ;VAG 火山弧花岗岩 ;WPG 板内花岗岩 ;ORG 洋脊花岗岩地幔 Nb/La 值为 1 06, 下地壳为 0 45, 秦岭梁岩认为三叠纪时秦岭造山带已由碰撞造山的挤压阶体 Nb/La 比值为 0 55~0 73 [9,32], 显示物质来源段转为板内阶段 [26-28] [9] ;Wang 等认为秦岭梁岩 [14] 为下地壳和地幔混合而成秦岭梁岩体 ε Nd (210 体形成于后碰撞造山环境 ;Li 等认为秦岭梁岩 Ma) 值为 -5 5~ -4 0,T DM2 (Nd) 值为 1 17~ 体形成于大陆弧背景, 先于扬子板块与华北大陆 1 25Ga, 指示秦岭梁岩体形成于中元古代原岩板块之间古特提斯洋的最后闭合时间本文通过但是, 秦岭梁岩体的 87 Sr/ 86 Sr(210Ma) 比值为对秦岭梁岩体的研究, 认为秦岭梁岩体形成于陆 ~ , 小于 [9], 低于区域弧环境, 三叠纪的秦岭并存着洋陆俯冲和陆陆碰中元古代基底, 说明源区还需要一个更低的 87 Sr/ 86 Sr 撞, 并逐渐由洋陆俯冲转变为陆陆碰撞体制补的物质来源, 只有由火山洋壳脱水衍生的流体是列如下证据 :(1) 秦岭造山带缺失侏罗纪地层单低 87 Sr/ 86 Sr 适合的来源前人关于秦岭梁岩体 Hf 元 [12], 指示了大洋盆地在三叠纪侏罗纪转折期 [14] 同位素的研究也表明其岩浆源区为俯冲板块与最终闭合和造山作用主要发生在侏罗纪 (2) 结构秦岭造山带基底熔体或流体的混合结合区域地变形和变质作用在所有早侏罗世地层均有表现, 质构造背景, 推断秦岭梁岩体物质来源为俯冲洋但在晚侏罗世地层中没有, 指示主要造山变形作壳与秦岭造山带基底用发生在侏罗纪 [12] (3) 勉略蛇绿岩带和与它相研究表明, 不同构造环境下形成的各种岩石关的火山岩带同位素年龄 345~200Ma, 指示勉略的元素含量与同位素值也不同, 不同元素组合特洋在 345~200Ma 存在 [14] (4) 古地磁的数据指点反映不同的花岗岩成岩构造环境秦岭梁花岗示扬子板块与华北板块在三叠纪之前是相对独立 [39] 岩在 Pearce 等的 Rb 与 Y+Nb 和 Yb+Ta 图解的, 在三叠纪早白垩世两个板块之间的距离在中均落入 VAG 区域内 ( 图 4), 说明秦岭梁岩体形缩短指示地壳缩短诱发大洋俯冲和陆陆碰撞主要成于俯冲环境秦岭梁花岗岩显示 Nb Ta 和 Ti 发生在三叠纪早侏罗世 [12] 亏损, 轻 Y 富集 [9], 这是与俯冲相关的火山弧背秦岭造山带由北向南先后发育商丹勉略两景下形成的岩石的典型特征这一观点也得到 Sr 个缝合带, 在勉略洋盆闭合之后, 随后扬子板块 Nd Hf 同位素组成的支持结合该区的区域地质背与南秦岭华北克拉通之间的碰撞 [40-41] 秦岭梁景及元素同位素特征研究, 认为秦岭梁岩体成岩体出露于商丹缝合带北侧, 与商丹缝合带具有岩物质来源为俯冲板块与秦岭造山带基底熔体或紧密的关系, 商丹缝合带代表扬子 - 南秦岭与华流体的混合, 并且形成于古特提斯洋壳向北俯冲北克拉通之间的碰撞, 因此对其进行详细的年代形成的陆弧环境学的研究可以对秦岭造山带的形成演化和华北板 3 2 秦岭梁岩体形成的地球动力学背景块与扬子板块的碰撞拼合进行约束本文测得石部分研究者认为秦岭梁岩体形成于非造山构英二长斑岩中锆石的加权平均年龄为 (216 5± 造背景或板内拉张构造环境或造山后环境, 据此 2 1)~(219 4±2 6)Ma( 图 5), 即秦岭梁岩体的

7 1000 现代地质 2016 年图 5 秦岭梁石英二长斑岩的 LA ICP MS 锆石 U Pb 谐和图 (a,c) 及加权平均图 (b,d) Fig 5 Concordia(a,c)andweightedaveragediagrams(b,d)ofLA ICP MSzirconU Pbdataofthequartzmonzo niteporphyryoftheqinlingliangintrusion [9] 岩浆结晶年龄 Wang 等利用 LA ICP MS 测得秦岭梁岩体的岩浆结晶年龄为 210~212Ma, 这两组数据在实验误差范围内 (5%) 一致, 因此秦岭梁岩体的岩浆结晶年龄为 210~219Ma, 即晚三叠世岩浆活动的产物三叠纪的秦岭并存着洋陆俯冲和陆陆碰撞, 并逐渐由洋陆俯冲转变为陆陆碰撞体制 ; 秦岭古特提斯洋于 230~200Ma 期间自东向西拉链式缝合 [12,14], 扬子陆块与华北 - 秦岭联合大陆之间的碰撞造山作用接踵而至在秦岭地区, 扬子陆块与华北 - 秦岭联合大陆之间的碰撞始于 230~200 Ma, 且自东向西逐渐变晚 [12-14,31-32] 北秦岭高钾钙碱性花岗岩带位于商丹断裂带附近及其以北的北秦岭增生造山带, 自西向东有五朵金花温泉岩体以及老君山秦岭梁东江口沙河湾曹坪柞水和翠华山岩体近年来, 北秦岭地区晚中生代侵入岩的年龄数据 ( 表 2) 说明区内侵入岩年龄数据多分布于 245~205Ma 北秦岭地区侵入岩的形成时间与勉略洋壳向北俯冲的时间 (248~ 200Ma) [14] 和陆陆碰撞时间 ( 三叠纪早侏罗世 ) 一致北秦岭晚三叠世岩体的形成及商丹断裂带附近的花岗岩体群与勉略洋壳向北俯冲有密切联系, 即北秦岭晚三叠世岩体形成于陆弧环境在北秦岭地区勉略洋闭合时间和陆陆碰撞拼合时间均不早于 (216~219)Ma 北秦岭造山带的演化过程 :1850~1400Ma, 表现为古秦岭洋沿栾川断裂向北俯冲在华北克拉通之下, 断裂以南发育宽坪群蛇绿混杂岩带 [1-2] 在 1400Ma 左右, 秦岭群基底地体与华北古板块拼贴, 栾川断裂为它们的缝合带 1400~1050 Ma, 华北古板块南缘的伸展作用, 秦岭基底地体与华北克拉通的拼贴带发育拉张盆地, 沿三门峡宝丰断裂发育断陷盆地 ; 该旋回属于大西洋型被动大陆边缘体制 [2] 1050~400Ma, 古秦岭洋

8 第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 1001 表 2 北秦岭地区晚中生代岩体年龄统计结果 Table2 StatisticsresultsofagesoftheLateMesozoicintrusionsinNorthQinlingarea 岩体岩性成岩年龄 /Ma 样品测试方法数据来源东江口黑云母二长花岗斑岩 222 6±0 5 锆石 LA ICP MSU Pb [24] 东江口石英二长花岗岩 211±2 锆石 U Pb [16] 东江口花岗闪长斑岩 219±2 锆石 LA ICP MSU Pb [42] 东江口二长花岗斑岩 209±2 锆石 LA ICP MSU Pb [42] 东江口石英二长花岗岩 218 7±2 4 锆石 SHRIMPU Pb [31] 东江口花岗闪长岩 220±2 锆石 LA ICP MSU Pb [20] 东江口石英闪长岩 214±2 锆石 LA ICP MSU Pb [20] 东江口石英闪长岩 214±2 锆石 LA ICP MSU Pb [20] 东江口二长花岗斑岩 211±3 锆石 SHRIMPU Pb [43] 柞水黑云母二长花岗斑岩 213 6±1 8 锆石 U Pb [44] 柞水二长花岗岩 224 8±1 1 锆石 LA ICP MSU Pb [24] 柞水黑云母二长花岗岩 209±2 锆石 LA ICP MSU Pb [42] 曹坪二长花岗岩 220 0±2 0 锆石 SHRIMPU Pb [31] 曹坪二长花岗斑岩 221±1 锆石 LA ICP MSU Pb [43] 曹坪二长花岗岩 232±1 锆石 LA ICP MSU Pb [43] 曹坪二长花岗岩 224 1±1 1 锆石 LA ICP MSU Pb [24] 沙河湾二长花岗岩 211±2 锆石 U Pb [45] 沙河湾石英二长花岗斑岩 212±0 93 锆石 LA ICP MSU Pb [24] 沙河湾黑云母闪石二长花岗岩 207 2±2 1 锆石 LA ICP MSU Pb [46] 沙河湾闪长岩 229 8±7 7 锆石 LA ICP MSU Pb [46] 沙河湾闪长岩 211 4±2 0 锆石 LA ICP MSU Pb [46] 沙河湾二长花岗岩 209 5±1 9 锆石 LA ICP MSU Pb [28] 沙河湾二长花岗斑岩 215±1 锆石 LA ICP MSU Pb [47] 温泉黑云母二长花岗岩 223±3 锆石 LA ICP MSU Pb [47] 温泉二长花岗斑岩 225±3 锆石 LA ICP MSU Pb [47] 温泉二长花岗斑岩 216 2±1 7 锆石 LA ICP MSU Pb [48] 温泉花岗斑岩 217 2±2 0 锆石 LA ICP MSU Pb [48] 秦岭梁闪长岩 216 9±1 5 锆石 LA ICP MSU Pb [32] 秦岭梁二长花岗岩 210 0±2 2 锆石 LA ICP MSU Pb [28] 翠华山二长花岗岩 227 3±3 6 锆石 SHRIMPU Pb [31] 开始向秦岭群基底地体俯冲, 在瓦穴子与朱夏断裂之间发育具有洋壳性质的弧后盆地, 即二郎坪群在 400Ma 左右的加里东运动, 二郎坪弧后盆地闭合 [41] 400~200Ma, 北秦岭地区发育少量晚古生代的花岗岩类中生代华北与华南古板块的碰撞 ( 印支 - 燕山运动 ),248~200Ma 期间勉略洋壳向北俯冲, 俯冲到秦岭造山带基底下, 勉略洋壳组分在深部经变质脱水去挥发分作用部分熔融形成岩浆, 岩浆沿商丹断裂带上涌, 在上涌过程中与秦岭造山带基底进行物质交换, 在商丹缝合带北侧就位, 形成秦岭梁石英二长斑岩体扬子陆块与华北 - 秦岭联合大陆之间的碰撞造山作用接踵而至 200~160Ma 处于陆陆碰撞早阶段挤压环境 160~120Ma 处于碰撞挤压 - 伸展转折阶段, 牧护关花岗岩的锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 (150 ±1)Ma, 蟒岭花岗岩的锆石 SHRIMPU Pb 年龄为 (149 ±2)Ma [49], 即形成于该背景下小于 120Ma 花岗岩形成于后碰撞伸展环境, 例如太白岩体二长花岗岩锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 109Ma [50] 白垩纪(100~65Ma) 为典型的伸展期, 该阶段由挤压作用引起的热异常减弱, 流体作用和矿化作用也随之减弱 4 结论 (1) 秦岭梁石英二长斑岩的 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄为 (216 5±2 1)~(219 4±2 6)Ma,

9 1002 现代地质 2016 年反映该岩体侵位于晚三叠世 (2) 结合区域地质背景及元素同位素特征研究, 认为秦岭梁岩体成岩物质来源为俯冲板块与秦岭造山带基底熔体或流体的混合, 形成于陆弧环境 (3) 秦岭梁岩体的形成是由于勉略洋壳向北俯冲, 俯冲到秦岭造山带基底下, 勉略洋壳组分在深部经变质脱水去挥发分作用部分熔融形成岩浆, 岩浆沿商丹断裂带上涌, 在上涌过程中与秦岭造山带基底进行物质交换, 在商丹缝合带北侧就位暗示了北秦岭地区勉略洋闭合时间和陆陆碰撞拼合时间均不早于 (216~219)Ma 致谢 : 野外工作实验测试和论文撰写得到了陈衍景教授张复新教授许成研究员的大力支持与帮助, 在此表示衷心的感谢参考文献 : [1] 胡受奚, 林潜龙, 陈泽铭. 华北与华南古板块拼合带地质和成矿 [M]. 南京 : 南京大学出版社,1988: [2] 陈衍景, 富士谷. 豫西金矿成矿规律 [M]. 北京 : 地震出版社,1992: [3] MENGQR,ZHANGGW.Geologicframeworkandtectonicevo lutionoftheqinlingorogen,centralchina[j].tectonophysics, 2000,323(3): [4] 张国伟, 张本仁, 袁学诚, 等. 秦岭造山带与大陆动力学 [M]. 北京 : 科学出版社,2001: [5] RATSCHBACHERL,HACKERBR,CALVERTA,etal.Tec tonicsoftheqinling(centralchina):tectonostratigraphy,geo chronology,anddeformationhistory[j].tectonophysics,2003, 366(1/2):1-53. [6] DONGYP,ZHANGGW,NEUBAUERF,etal.Tectonicevo lutionoftheqinlingorogen,china:reviewandsynthesis[j]. JournalofAsianEarthSciences,2011,41(3): [7] 陈衍景. 大陆碰撞成矿理论创建及应用 [J]. 岩石学报, 2013,29(1):1-17. [8] QINJF,LAISC,LIYF.Multi stagegraniticmagmatismdur ingexhumationofsubductedcontinentallithosphere:evidence fromwulongpluton,southqinling[j].gondwanaresearch, 2013,24(3/4): [9] WANGXX,WANGT,CASTROA,etal.Triasicgranitoidsof theqinlingorogen,centralchina:geneticrelationshipofen clavesandrapakivitexturedrocks[j].lithos,2011,126(3/ 4): [10] WUYB,ZHENGYF.Tectonicevolutionofacompositecoli sionorogen:anoverviewontheqinling Tongbai Hong an Dabie SuluorogenicbeltincentralChina[J].GondwanaResearch, 2013,23(4): [11] DENGJ,GONGQJ,WANGCM,etal.SequenceofLateJu rasic Early Cretaceous magmatic hydrothermalevents in the Xiong ershanregion,centralchina:anoverviewwithnewzircon U Pbgeochronologydataonquartzporphyries[J].Journalof AsianEarthSciences,2014,79(PartA): [12] 陈衍景. 秦岭印支期构造背景岩浆活动及成矿作用 [J]. 中国地质,2010,37(4): [13] XIANGH,ZHANGL,ZHONGZQ,etal.Ultrahigh tempera turemetamorphism and anticlockwisep T tpath ofpaleozoic granulitesfromnorthqinling Tongbaiorogen,CentralChina[J]. GondwanaResearch,2012,21(2/3): [14] LIN,CHENYJ,SANTOSHM,etal.Compositionalpolarityof TriasicgranitoidsintheQinlingOrogen,China:Implicationfor terminationofthenorthernmostpaleo Tethys[J].GondwanaRe search,2015,27(1): [15] ZHENGYF,XIAOW J,ZHAOGC.Introductiontotectonics ofchina[j]. GondwanaResearch,2013,23(4): [16] 孙卫东, 李曙光,CHENYanong, 等. 南秦岭花岗岩锆石 U Pb 定年及其地质意义 [J]. 地球化学,2000,29(3): [17] 周滨, 汪方跃, 孙勇, 等. 秦岭沙河湾造山带型环斑花岗岩地球化学及构造属性讨论 [J]. 岩石学报,2008,24(6): [18] 孟芳, 毛景文, 叶会寿, 等. 豫西老君山花岗岩体 SHRIMP 锆石 U Pb 年龄及其地球化学特征 [J]. 中国地质,2012,39 (6): [19] ZHANGJ,CHENYJ,SHUGM,etal.Compositionalstudyof mineralswithintheqinlinglianggranite,southwesternshaanxi Provinceanddiscusionsontherelatedproblems[J].Sciencein ChinaSeriesD,2002,45: [20] QINJF,LAISC,RODNEYG,etal.OriginofLateTriasic high Mgadakiticgranitoidrocksfrom thedongjiangkouarea, Qinlingorogen,centralChina:Implicationsforsubductionofcon tinentalcrust[j].lithos,2010,120(3/4): [21] YANGPT,LIUSW,LIQG,etal.Geochemistryandzircon U Pb HfisotopicsystematicsoftheNingshangranitoidbatholith, middlesegmentofthesouthqinlingbelt,centralchina:con straintsonpetrogenesisandgeodynamicproceses[j].journalof AsianEarthSciences,2012,61: [22] 李金春, 申俊峰, 刘海明, 等. 西秦岭岗岔金矿赋矿围岩成岩时代及其地质意义 [J]. 现代地质,2016,30(1): [23] 汪欢, 王建平, 刘家军, 等. 南秦岭西坝花岗岩体矿物学特征及成岩意义 [J]. 现代地质,2011,25(3): [24] 弓虎军, 朱赖民, 孙博亚, 等. 南秦岭沙河湾曹坪柞水岩体锆石 U Pb 年龄 Hf 同位素特征及其地质意义 [J]. 岩石学报,2009,25(2): [25] 刘哲东, 孙丰月, 马芳芳, 等. 陕西南秦岭柞水岩体锆石 U Pb 年龄岩石地球化学特征及其地质意义 [J]. 世界地质, 2013,32(2): [26] 卢欣祥, 尉向东, 肖庆辉, 等. 秦岭环斑花岗岩的年代学研究及其意义 [J]. 高校地质学报,1999,5(4): [27] 王晓霞, 王涛,HAPPAJAI, 等. 秦岭环斑结构花岗岩中暗色

10 第 5 期苏蔷薇等 : 陕西秦岭梁岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 1003 包体的岩浆混合成因及岩石学意义 : 元素和 Nd Sr 同位素地球化学证据 [J]. 岩石学报,2005,2l(3): [28] WANGXX,WANGT,JAHNBM,etal.Tectonicsignificance oflatetriasicpost colisionallamprophyredykesfrom theqin lingmountains(china)[j].geologicalmagazine,2007,144 (5): [29] SUNW D,LISG,CHENYD,etal.Timingofsynorogenic granitoidsinthesouthqinling,centralchina:constraintsonthe evolutionoftheqinling Dabieorogenicbelt[J].JournalofGeo logy,2002,110(4): [30] 许成, 宋文磊, 漆亮, 等. 黄龙铺钼矿田含矿碳酸岩地球化学特征及其形成构造背景 [J]. 岩石学报,2009,25(2): [31] JIANGYH,JINGD,LIAOSY,etal.GeochemicalandSr Nd HfisotopicconstraintsontheoriginofLateTriasicgranitoids fromtheqinlingorogeny,centralchina:implicationsforaconti nentalarctocontinent continentcolision[j].lithos,2010, 117(1/4): [32] DONGYP,LIUXM,ZHANGGW,etal.Triasicdioritesand granitoidsinthefopingarea:constraintsontheconversionfrom subductiontocolisionintheqinlingorogen,china[j].journal ofasianearthsciences,2012,47: [33] 张静, 陈衍景, 舒桂明, 等. 陕西西南部秦岭梁花岗岩体的矿物成分研究和相关问题讨论 [J]. 中国科学 (D 辑 ), 2002,32(2): [34] FRYERBJ,JACKSONSE,LONGERICHHP.Theapplication oflaserablation microprobe inductively coupled plasma mas spectrometry(la ICP MS)toinsituU Pbzircongeochronology [J].ChemicalGeology,1993,211(1/4): [35] ANDERSENT.CorectionsofcommonleadinU Pbanalysesthat donotreport 204 Pb[J].ChemicalGeology,2002,192(1): [36] 吴元保, 郑永飞. 锆石成因矿物学研究及其对 U Pb 年龄解释的制约 [J]. 科学通报,2004,49(16): [37] 郁建华, 傅会芹, 张凤兰, 等. 华北地台北部非造山环斑花岗岩及有关岩石 [M]. 北京 : 中国科学技术出版社, 1996:182. [38] 丁孝石. 西藏中南部花岗岩类中云母矿物标型特征及其地质意义 [J]. 中国地质科学院矿床地质研究所文集,1988:21. [39] PEARCEJA,HARRISNBW,TINDLEAG.Traceelement discriminationdiagramsforthetectonicinterpretationofgranitic rocks[j].journalofpetrology,1984,25(4): [40] 李曙光, 孙卫东, 张国伟, 等. 南秦岭勉略构造带黑沟峡变质火山岩的年代学和地球化学 : 古生代洋盆及其闭合时代的证据 [J]. 中国科学 (D 辑 ),1996,26(3): [41] 张本仁, 高山, 张宏飞, 等. 秦岭造山带地球化学 [M]. 北京 : 科学出版社,2002: [42] 杨恺, 刘树文, 李秋根, 等. 秦岭柞水岩体和东江口岩体的锆石 U Pb 年代学及其意义 [J]. 北京大学学报 ( 自然科学版 ),2009,45(5): [43] 刘树文, 杨朋涛, 李秋根, 等. 秦岭中段印支期花岗质岩浆作用与造山过程 [J]. 吉林大学学报 ( 地球科学版 ),2011, 41(6): [44] 胡健民, 崔建堂, 孟庆任, 等. 秦岭柞水岩体锆石 U Pb 年龄及其地质意义 [J]. 地质论评,2004,50(3): [45] WANGF,LUXX,LOCH,etal.Post colisional,potasic monzonite minetecomplex(shahewan)intheqinlingmountains (centralchina): 40 Ar/ 39 Arthermochronology,petrogenesis,and implicationsforthedynamicsetingoftheqinlingorogeny[j]. JournalofAsianEarthSciences,2007,31(2): [46] 张成立, 王晓霞, 王涛, 等. 东秦岭沙河湾岩体成因来自锆石 U Pb 定年及其 Hf 同位素的证据 [J]. 西北大学学报 ( 自然科学版 ),2009,39(3): [47] CAOXF,LUXB,YAOSZ,etal.LA ICP MSU Pbzircon geochronology,geochemistryandkineticsofthewenquanore bearinggranitoidsfrom WestQinling,China[J].OreGeology Reviews,2011,43(1): [48] ZHULM,ZHANGGW,CHENYJ,etal.ZirconU Pbages andgeochemistryofthewenquanmo bearinggranitoidsinwest Qinling,China:constraintsonthegeodynamicsetingforthe newlydiscoveredwenquanmodeposit[j].oregeologyre views,2011,39(1/2): [49] 王晓霞, 王涛, 齐秋菊, 等. 秦岭晚中生代花岗岩时空分布成因演化及构造意义 [J]. 岩石学报,2011,27(6): [50] 张宗清, 张国伟, 刘敦一, 等. 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 [M]. 北京 : 地质出版社,2006:1-348.

Q. ;J. ;C-P. - ; -O. - ;Qb. ;Ar. ; ;γδ5. Q2m. ;C2-P1t. ;P1-2s. ;P2y. ;1. ;2. 1 [25] (a) (b) - (c)(a [10] ;b [7] ) Fig.1 Schematicgeologicalmap

Q. ;J. ;C-P. - ; -O. - ;Qb. ;Ar. ; ;γδ5. Q2m. ;C2-P1t. ;P1-2s. ;P2y. ;1. ;2. 1 [25] (a) (b) - (c)(a [10] ;b [7] ) Fig.1 Schematicgeologicalmap 36 4 2017 7 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.36 No.4 Jul. 2017 doi:10.19509/j.cnki.dzkq.2017.0404. : [J]. 201736(4):29-35. : ab b ab ( )a. ;b. 430074) : : 330~300 Ma 310 Ma U-Pb 330~300 Ma