北秦岭二郎坪群抱树坪组沉积时代与构造环境

二郎坪群抱树坪组作为北秦岭早古生代重要的沉积记录,其研究程度较低。本文通过对抱树坪组内火山岩夹层和花岗斑岩脉进行岩石学、地球化学和锆石U-Pb测年研究,旨在进一步确定其沉积时代与构造环境。研究结果表明:豫西夏馆地区抱树坪组火山岩夹层已变质为(黑云)阳起钠长片岩,常与黑云石英片岩呈“互层状”产出;岩石原岩为安山质凝灰岩,具有相对低的SiO_(2)(52.56%~62.04%)、较高的Al_(2)O_(3)(10.70%~18.55%)、低的MgO(4.06%~6.21%)和FeO^(T)/MgO(1.23~1.81),富集轻稀土元素和大离子亲石元素Rb、Th、U、K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具镁安山质岩石的特点;结合地球化学特征及前人研究认为,抱树坪组可能形成于活动陆缘弧后盆地。获得黑云阳起钠长片岩原岩的结晶锆石U-Pb年龄为446.0±1.7 Ma,以及侵入其中花岗斑岩脉的成岩年龄为430.0±3.0 Ma,首次将抱树坪组的形成时代准确地限定为晚奥陶世至早志留世。综合区域研究成果认为,小寨组和抱树坪组在地层层序和地层时代上符合广义二郎坪群的划分方案,但大庙组、火神庙组及由小寨组和抱树坪组构成的整体三者在形成时代上表现为近于同时性,在空间上主体呈现近平行关系,可能主体属时代大体相当的不同沉积环境的产物;在大地构造属性方面,认为二郎坪群是在约470 Ma之前由于商丹洋向北俯冲而形成的火山岛弧,在470~436 Ma转化为弧后盆地,至约430 Ma之前最终完成消减闭合。

北秦岭二郎坪群抱树坪组碎屑锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及物源特征

北秦岭造山带中二郎坪群构造属性及形成时代一直存在争议,其中的抱树坪组更是缺少年代学数据报道。为了进一步厘定抱树坪组时代及形成的构造环境,对其碎屑锆石开展LA-MC-ICP-MS定年及物源研究。结果表明,取自原划分为抱树坪组中的斜长黑云石英岩(18P_(3)TW2)和含透辉黑云阳起斜长变粒岩(18P_(3)TW3)具有完全不同的锆石年龄谱特征,揭示它们属于不同时代的地层。18P_(3)TW2碎屑锆石年龄谱为多峰,锆石来源于北秦岭微陆块及华北地块,缺乏早古生代岩浆弧锆石,最年轻的一组锆石年龄为493~972Ma。18P_(3)TW3碎屑锆石年龄谱为单峰,其中最年轻一组锆石年龄为420~440Ma,主体来源于二郎坪岛弧岩浆岩。通过野外特征、锆石年龄组成和物源特征综合分析,18P_(3)TW2所代表的地层形成于盆地初期,没有大规模火山活动,不应归属于抱树坪组。18P_(3)TW3所代表的抱树坪组地层形成于盆地晚期,主体沉积时代为奥陶纪—志留纪,最晚地层可能延续到早泥盆世。结合区域地质背景,抱树坪组形成于早古生代商丹洋向北俯冲所产生的弧后伸展盆地构造环境。