西秦岭碌础坝岩体的锆石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义

碌础坝岩体位于秦岭构造带的西段,自内向外依次由含斑电气石黑云母二长花岗岩、含斑细粒黑云母二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩、中粗粒黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长岩组成,岩体中岩浆暗色包体发育。LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,碌础坝岩体形成于早中生代,其岩浆演化可划分为中三叠世(235Ma)和晚三叠世(218~209Ma)两期。早期为中粒黑云母石英闪长岩,该期岩石SiO2含量较低,富碱,属于准铝质、高钾钙碱性系列,具有I型花岗岩的特征;晚期为黑云母二长花岗岩,具有高硅、富碱的特征,属于准铝质-弱过铝质、钾玄岩-高钾钙碱性I型花岗岩。从早到晚,岩石的稀土元素总量具有由高到低的变化趋势,两期岩石的稀土元素配分曲线均为轻稀土相对富集的右倾型,晚期黑云母二长花岗岩更亏损HREE,早期闪长岩负铕异常不明显,晚期花岗岩的负铕异常较为显著。两期岩石均富集K、Rb、Ba等大离子亲石元素,而相对亏损P、Nb、Ta、Ti等高场强元素。岩体中发育的岩浆暗色包体与寄主岩石的主要氧化物具有相关性,微量和稀土元素特征相似。岩体中黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长岩的εNd(t)值分别为-8.0和-7.0,相应的tDM为1.43Ga和1.40Ga。早期中粒黑云母石英闪长岩的εHf(t)为-4.47~0.53,集中于-3^-1之间,tDM C主要为1.6~1.3Ga;晚期黑云母二长花岗岩的εHf(t)变化于-11.64~1.16,集中于-7^-2范围内,tDM C为1.7~1.4Ga。岩石地球化学和Nd-Hf同位素组成特征表明,碌础坝岩体的源区物质是以中元古代壳源物质为主,有少量年轻幔源组分的参与。该岩体与其北边的中川岩体在年代学、岩石地球化学和同位素组成上具有一定的相似性,因此,从岩浆作用角度考虑,该岩体的外围也可能与中川岩体的一样,具有金的成矿潜力。

西秦岭碌础坝石英闪长岩-花岗闪长岩的地球化学、矿物学研究及其地质意义

不同成因类型的花岗岩组合,反映出不同的物源组成或迥异的岩浆演化过程。为了进一步探讨西秦岭造山带中生代花岗质侵入岩的成因、矿物结晶条件和地球动力学背景,选择西秦岭东部碌础坝岩体内的石英闪长岩和花岗闪长岩为研究对象,对其开展详细的野外地质调查以及系统的岩相学、矿物学和岩石地球化学研究。研究结果表明:碌础坝石英闪长岩和花岗闪长岩的SiO;含量范围为59.65%~67.36%,A/CNK为0.82~1.04,K_(2)O/Na_(2)O=1.11~1.74,Mg^(#)值为47~53,显示出准铝质-弱过铝质特征,属于高钾钙碱性岩石,其中花岗闪长岩为I型花岗岩;岩体具有富集Rb、Th、U、K和Pb等元素,亏损Nb、Ta、P和Ti等元素的特征,具有中等Eu负异常(δEu=0.50~0.77),轻重稀土分馏明显((La/Yb);=9.43~30.37)。碌础坝花岗质岩石中斜长石的An值介于18~53之间,以中长石为主,部分斜长石显示振荡环带;角闪石为镁角闪石,部分角闪石具有环带结构,且核部Mg/(Mg+Fe^(2+))值较高(0.88~0.91)并具有富钙特征(CaO含量为17.80%~22.67%),但Al;O;含量较低,指示角闪石核部与边部的形成环境具有明显差异;黑云母Mg/(Mg+Fe^(2+))值为0.44~0.57,为镁质黑云母。碌础坝花岗质岩石中全岩和各类矿物的温度计算结果显示,全岩锆饱和温度为736~795℃,角闪石结晶温度为704~824℃,黑云母结晶温度为700~746℃。三种方法计算的结晶温度相近,表明岩体形成于中温环境。碌础坝岩体角闪石全铝压力计结果为1.0~3.5 kbar(1 bar=100 kPa),平均形成深度为6.8 km;黑云母结晶压力为0.9~1.4 kbar,平均形成深度为4.1 km。角闪石湿度及氧逸度计显示其相对氧逸度为ΔNNO=0.1~1.3,含水量为3.9%~6.3%。结合前人资料,认为西秦岭碌础坝岩体由角闪岩为主的变基性岩部分熔融形成,幔源组分的参与导致其具有高Mg^(#)值、高Cr和Ni等元素含量的特征。碌础坝岩体形成于洋-陆俯冲向陆-陆碰撞转换的阶段。