北大巴山超基性、基性岩墙和碱质火山杂岩形成时代的新证据及其地质意义

北大巴山早古生代地层广泛出露一套超基性、基性岩墙和碱质火山杂岩(包括碱性玄武岩和粗面岩),为研究北大巴山早古生代构造演化提供了重要的载体。本文通过利用锆石U-Pb定年和金云母^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年方法对它们的形成时代进行了系统研究,结合地球化学特征探讨它们的成因及构造意义。通过对岚皋县和镇坪县的两个辉绿岩墙开展锆石U-Pb定年,分别获得它们的年龄为399±1Ma和451±4 Ma,是研究区目前已报道的有关超基性、基性岩墙最年轻和最老的就位时代。地球化学分析结果表明,它们的主量元素与区内其他基性岩墙位于同一演化趋势线上,微量和稀土元素地球化学特征相似,类似于OIB的特征,表明它们来自相同的地幔源区。因此,研究区内基性岩墙侵入事件最早开始于晚奥陶世中期(约450Ma),结束于早泥盆世晚期(约400 Ma),期间经历了多次岩浆侵入活动。对与碱性玄武岩共生的火山碎屑岩中金云母晶屑进行^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年,获得年龄446±3Ma,代表了火山喷发时间,表明碱性玄武质岩浆喷发活动与基性岩浆侵入事件大致同时发生。对粗面岩进行SHRIMP锆石U-Pb定年虽未获得准确的岩浆结晶年龄,但较年轻锆石年龄(165±3Ma和229±2Ma)的存在,暗示其形成时代可能属于中生代。系统的年代学研究表明,北大巴山地区早古生代地层中的超基性、基性岩墙和碱性玄武质火山杂岩为同期岩浆活动的产物,最早开始于450Ma,经历了多期火山喷发和岩浆侵入活动(450~400 Ma),结束于早泥盆世晚期(~400Ma)。而粗面岩与上述岩石不是同一期岩浆活动产物,研究区不存在双峰式火成岩组合,它们可能形成于中生代,属于南秦岭中生代岩浆活动的产物,为南秦岭、北大巴山中生代成矿作用提供物源。