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秦岭造山带东部花岗岩成因及其与造山带构造演化的关系

雷敏  
【摘要】: 秦岭造山带经历了多期、多阶段长期而复杂的构造地质演化,同时伴随着相应的花岗质岩浆活动。各期花岗岩的成因及其物源研究涉及秦岭造山带的形成,特别是各期次岩浆活动的地球动力学过程与演化。本文选择秦岭东部地区沿商丹带两侧分布的9个具有代表意义的花岗质岩体进行了系统的岩石地球化学、锆石年代学和Hf同位素地球化学研究,划分了花岗质岩浆活动的期次,阐述了各期次花岗岩的成岩物质来源、岩石成因及其形成的地球动力学背景。 在前人工作的基础上,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb法测定了研究区内9个花岗岩体的年龄,并结合区域地质背景将其划分为三期四个阶段:第一阶段O1,板山坪岩体(石英闪长岩样品486±6.8Ma),属加里东期;第二阶段O2-S1,四棵树岩体(似斑状黑云母花岗岩464.1±4.6Ma和石英闪长岩468.5±4.1Ma)、冢岗庙水库岩体(似斑状花岗岩460.3±3.9Ma)、灰池子岩体南西侧(肉红色花岗岩450.2±2.6Ma)和北西侧(二长花岗岩445.6±6.1Ma)、灰池子岩体东侧(花岗岩432.1±3.8Ma)、漂池岩体(灰白色花岗岩436.2±6.7Ma),属加里东期;第三阶段T2-T3,东江口岩体(花岗闪长岩242.3±2.5Ma)、柞水岩体(似斑状花岗岩230.6±2.7Ma)、沙河湾岩体(环斑花岗岩228.4±1.4Ma),属印支期;第四阶段J3,蟒岭岩体(似斑状花岗岩152.6±1.4Ma),属燕山期。 岩石地球化学研究表明,加里东期第一阶段板山坪岩体具有Ⅰ型花岗岩的特点,形成于洋壳俯冲背景下;同期第二阶段岩体既有S型花岗岩(如漂池岩体),又有兼具Ⅰ型特点的S型花岗岩(其他岩体),形成于陆壳俯冲到陆陆碰撞背景下,兼具两种成因类型岩体的出现暗示了源区物质成分不单 锆石Hf同位素研究表明,加里东期第一阶段板山坪岩体(Ⅰ型,锆石εHf(t)0)源岩为新元古代形成的幔源物质;同期第二阶段岩体中漂池岩体(S型,锆石εHf(t)0)源岩为中元古代陆壳沉积岩,其他岩体(Ⅰ型,锆石εHf(t)不均一)源岩均为壳幔混合型;印支期岩体中东江口岩体(Ⅰ型,锆石εHf(t)0)源岩为中元古代古老陆壳火成物质,柞水岩体和沙河湾岩体(Ⅰ型,锆石εHf(t)不均一)源岩为新元古代增生的地壳物质(幔源)和少量中元古代地壳的火成物质(壳源);燕山期蟒岭岩体(Ⅰ型,锆石εHf(t)0)源岩为元古代古老的陆壳火成物质。 在上述研究的基础上,探讨了各阶段花岗质岩浆活动的地球动力学意义。得出3点认识:(1)加里东期秦岭洋的闭合模式可能为由东向西的不规则“S”型或似“剪刀”型俯冲,洋壳最早闭合的时间大约为中奥陶世-早志留世,首先发生在秦岭的东部地区;(2)秦岭东部地区,印支期勉略洋壳最早向北发生斜向俯冲的时间应早于245Ma-242Ma,并且最早在242-228Ma左右洋壳已经闭合,进入陆-陆俯冲阶段;(3)燕山期岩体空间上主要沿主断裂或次级断裂分布,这可能是由于晚侏罗世,中国东南部地区受到西太平洋板块俯冲作用的影响,使秦岭造山带上近东西向的深大断裂再次活动的缘故。


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