陇山杂岩早古生代变质事件的厘定及其地质意义

长期以来,陇山杂岩的归属问题一直存在争议。本文对出露于秦岭-祁连山结合部位的陇山杂岩中石榴黑云斜长片麻岩和石榴斜长角闪岩进行了详细的岩石学、P-T温压计算、独居石和榍石U-Pb年代学研究。通过详细的岩相学观察,石榴黑云斜长片麻岩的变质峰期矿物组合为石榴子石+黑云母+斜长石+石英;石榴斜长角闪岩中则识别出了以石榴子石+单斜辉石+角闪石+斜长石+石英为峰期的变质矿物组合。通过传统温压计计算,石榴黑云斜长片麻岩(样品21LS40)和石榴斜长角闪岩样品(样品21LS42-1)的峰期变质P-T条件分别为700℃、0.72GPa和710℃、0.74GPa。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS) U-Pb数据表明,石榴黑云斜长片麻岩中独居石的206Pb/238U的加权平均年龄为407~435Ma。石榴斜长角闪岩中榍石的下交点年龄分别为410±7Ma、409±5Ma和426±10Ma,榍石中Zr含量温度计的计算结果分别为750℃、751℃和748℃(假定压力为0.7GPa)。本文从变质作用的角度出发,将陇山杂岩与秦岭杂岩进行温压条件和变质时代对比研究,认为陇山杂岩与东秦岭杂岩高压-超高压岩石的最后一期退变质作用和西秦岭天水地区的秦岭杂岩麻粒岩相变质作用类似,可能为北秦岭造山带的西延。

陇山杂岩变沉积岩的沉积时代、物源及构造意义:来自地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素的证据

陇山杂岩位于秦-祁结合部位,长期以来该杂岩的形成时代及构造归属仍存在较大争议,对其进行详细的研究对于理解该地区的构造演化历史具有重要意义。本文对陇山杂岩中的5个变沉积岩样品进行了全岩主微量元素分析、碎屑锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素分析,在此基础上对其原岩类型、沉积时限、物源及其构造归属进行了探讨。初步判断陇山杂岩变沉积岩的原岩可能为杂砂岩。根据样品中最年轻的岩浆成因碎屑锆石的加权平均年龄值,结合陇山杂岩中侵入体的年龄,可以限定陇山杂岩变沉积岩的沉积时限在491~463Ma之间。变沉积岩中碎屑锆石的年龄分布存在593~486Ma、1294~634Ma两个主要区间,以及1876~1528Ma、2594~2027Ma两个次要区间;与之对应的两个主要年龄群的εHf(t)值分别为-21.69~11.48和-28.52~20.74,次要年龄群的εHf(t)分别为-11.88~8.81和-7.97~5.99;且5个样品中约70%以上的εHf(t)值均为负值,表明锆石的母岩浆主要来源于古老地壳的部分熔融和少量年轻地壳物质的加入;结合碎屑锆石年龄及Hf同位素特征,推断变沉积岩的物源主要来自于祁连造山带和秦岭造山带,并有少量华北克拉通南缘结晶基底的贡献。陇山杂岩变沉积岩碎屑锆石年龄特征与北秦岭造山带宽坪岩群及二郎坪岩群极其相似,同时得到390~338Ma、426Ma、465~442Ma三阶段变质锆石变质边的年龄,与北秦岭古生代变质作用年龄在误差范围内保持一致。综上,本文初步推断陇山杂岩是北秦岭造山带的西延部分,形成于商丹洋向北俯冲的大陆边缘弧环境。

陇山杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

陇山杂岩位于华北克拉通西南缘,构造位置与小秦岭地区遥相呼应,主要为一套中、深变质的火山-侵入岩和碎屑岩系正变质花岗质片麻岩具有高SiO2,Al2O3,高Na2O/K2O(>2.0)以及Sr/Y(>20)和La/Yb(N)(>10)特征,与太古代TTG岩套(奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩)的地化特征相似,是陇山杂岩内部首次发现并报道的TTG质片麻岩系露头;LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示三组峰值年龄:1.90Ga(1.90-1.95Ga)、2.35Ga(2.35-2.40Ga)和2.50Ga(2.45-2.50Ga)1.90Ga的Th/U为0-0.08,2.35Ga和2.50Ga的Th/U几乎都大于0.1,指示陇山杂岩经历了1.9Ga透入性的变质事件、2.35Ga和2.50Ga岩浆事件,2.50Ga代表了英云闪长岩的形成时限本文地球化学以及年代学研究结果与华北克拉通内部记录一致。陇山杂岩与太华杂岩、涑水杂岩和登封杂岩等共同构成了华北地块南缘基底岩系的出露带,广泛且强烈的1.