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南秦岭中段中—新元古代基底火山岩地球化学特征及构造意义

杨钊  
【摘要】: 南秦岭中段出露一系列中-新元古代基底火山岩,对研究秦岭造山带前寒武纪构造格局及演化具有重要意义。本文选取出露于南秦岭城口龙田,柞水小磨岭地区的前寒武纪基底火山岩,利用年代学、元素地球化学方法,并对比区域地质、地球化学特征,探讨南秦岭中-新元古代基底形成及构造演化历史。 城口龙田火山岩主要为一套玄武安山岩、安山岩组合。岩石地球化学研究表明火山岩富集轻稀土元素,原始地幔标准化微量元素蛛网图显示Nb、Ta、Ti的强烈亏损以及富集大离子亲石元素的特点,与典型的岛弧火山岩相似;微量元素La/Nb、Th/Yb及Hf/Ta比值特征也显示岛弧岩浆属性,相对高的Zr/Y、Ta/Yb和低的Zr/Nb比值区别于大洋岛弧火山岩,显示明显的大陆亲缘性,表明城口龙田火山岩形成于陆缘岛弧环境。城口火山岩锫石LA-ICP-MS U-Pb年龄为712±3Ma,表明新元古代晚期扬子板块北缘南秦岭地区存在板块的俯冲作用。 小磨岭杂岩主要出露于南秦岭柞水磨沟峡及镇安糖坊沟地区,其中的基性岩类主要包括变质玄武岩和辉绿岩组成。岩石地球化学研究表明该区基性岩类可分为两类:一类具有高TiO_2、轻稀土富集特征,微量元素蛛网图解显示具有大离子亲石元素富集、Nb、Ta轻微亏损等特征,微量元素高的La/Nb、Th/Yb及Hf/Ta比值揭示岩浆源区受到陆壳物质混染作用的影响,显示板内伸展背景下幔源岩浆成因特点;另一类则具有相对低的TiO_2含量,轻稀土表现为平坦-轻微富集型,接近于MORB配分型式,微量元素组成上也与典型的N-MORB相似,是裂谷相对成熟阶段岩浆产物,但是Nb/La(0.57~0.78)、Hf/Ta(8.4~9.2)、La/Ta(15.6~20.2)、Th/Yb(0.11~0.16)、Hf/Th(5.7~7.2)比值却与岛弧火山岩类似,表现了一定的消减带火山岩性质,可能是岩浆过程中受到保存在岩石圈地幔中的先存岛弧物质的混染所致。小磨岭两类火山岩是同源岩浆不同演化阶段的产物,记录了裂谷发育作演化过程。 南秦岭武当群、耀岭河群与小磨岭基性岩类同为南秦岭新元古代基底火山岩,形成于大陆裂谷构造环境,其地球化学反映的岛弧属性可能是由于受到先期消减带物质改造了的岩石圈地幔混染所导致。综合扬子西北缘发育的西乡群、碧口群年代学及地球化学特征,认为南秦岭中-新元古代基底形成并不是在单一的扩张背景下的持续演化,而是中元古代末-新元古代晋宁期形成的统一扬子陆块,在新元古代初经历了块体的裂解、洋盆发育及俯冲消减作用过程,并延续至新元古代晚期。扬子北缘南秦岭区在新元古代处于俯冲与裂解共存,并以裂解为主的动力学背景下。


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