木其滩岩组形成时代、地球化学特征——对北秦岭构造演化的制约

出露于北秦岭造山带中的木其滩岩组主要由斜长角闪岩组成,其原岩为玄武岩-亚碱性玄武岩。对木其滩岩组斜长角闪岩中的锆石进行LA-ICP-MSU-Pb年代学分析,获得同位素年龄762.5±4.6Ma,为成岩年龄。地球化学上,这些斜长角闪岩显示低钛(TiO_2=0.57%～2.16%),低K_2O/Na_2O比值(0.06～0.55)和中等-高Mg~#(45.3～68.7)特征,为低钛拉斑玄武岩。在球粒陨石标准化图解中,表现出轻重稀土分异,无Eu异常的特征,类似于E-MORB。这些斜长角闪岩以Rb、Ba、Th和La富集,低(^(87)Sr/^(86)Sr)i比(0.7038～0.7040)和高的ε_(Nd)(t)值(+4.1～+6.9)为特征,表明其来源于地幔,成分上相似于FOZO。(Th/Nb)_N,Nb/La和Ba/La的比值特征表明它们经历了不同程度的地壳混染。所有这些特征,结合区域地质资料阐明木其滩岩组斜长角闪岩代表的是大约762.5±4.6Ma商丹洋盆初始裂解时的洋壳残片。

东秦岭商丹带北侧新元古代埃达克质花岗岩及其地质意义

东秦岭商丹构造带北侧的商南花岗岩体和吊庄花岗岩体属于钙碱性系列,具有岛弧花岗岩特征。这些岩石富Na2O(3.54%～5.52%)、贫K2O(0.75%～3.46%)、Na2O/K2O比值为1.09～6.16,SiO2含量>56%(61.84%～74.57%),Al2O3含量变化于13.41%～19.01%,多数≥15%,MgO含量均小于3%(0.65%～2.41%),Mg#为43.87～66.12,低Y(<18×10-6,为1.90×10-6～18.4×10-6)和Yb(<1.9×10-6为0.27×10-6～2.27×10-6),Sr含量高(350×10-6～830×10-6),多数大于400×10-6,Sr/Y比值在25.29～216.71之间,大于20～40;LREE富集,HREE亏损,多数La/Yb比值>20(47.60～110.93),(La/Yb)N>20(32.09～99.13),不显Eu异常或有弱的Eu正异常,大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、Sr)相对富集,高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti)相对亏损。同位素组成表明,花岗岩体具有相对低的143Nd/144Nd比值(0.512127～0.512134),与商南松树沟蛇绿岩的143Nd/144Nd比值(0.512651～0.512917)比较接近,εNd(t)为正值(+1.23～+2.51),暗示源岩以N-MORB为主。这些地球化学特征与洋壳俯冲MORB的部分熔融形成的埃达克质岩相似,表明这些晋宁期的花岗岩类可能属于埃达克质岩。研究表明。

天水地区李子园高压麻粒岩的发现：西秦岭晚泥盆纪造山的证据

西秦岭造山带北缘的天水李子园地区发现一套高压石榴石单辉麻粒岩,在变质的早古生代岛弧火山-沉积岩系中呈透镜状岩块产出。其峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+角闪石+斜长石+钛铁矿/榍石。利用地质温压计得到的温压条件为T=757~792℃、P=1.3~1.5GPa,达到中压相系的高压麻粒岩相变质条件。LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,锆石变质增生边的谐和年龄为384±1.6Ma,表明高压麻粒岩相变质作用的时代为中-晚泥盆世。结合区域地质资料,这一期变质作用要晚于北秦岭造山带中普遍记录的中低压麻粒岩-角闪岩相变质作用,可能与商丹洋闭合之后碰撞造山阶段的地壳加厚过程有关。岩浆锆石核部的谐和年龄为796±2.2Ma,代表石榴石单辉麻粒岩的原岩形成年代。其锆石核部的Hf同位素组成变化较大,对应的εHf(t)值为-7.3^+13.2,显示出不同源区岩浆混合的特征或者陆壳混染。高压麻粒岩全岩地球化学特征同样显示其经历壳幔岩浆混合作用。结合原岩的形成时代、区域上与裂解相关的岩浆作用和构造背景,我们认为原岩可能是造山带垮塌伸展阶段的壳-幔岩浆混合作用的产物,可能与新元古代Rodinia超大陆裂解事件有关。

商丹洋早寒武世俯冲作用——来自甘肃关子镇蛇绿混杂岩古坡高镁安山岩的证据

古坡一带新发现中寒武世高镁安山岩,位于秦岭造山带西段商丹缝合带关子镇蛇绿混杂岩中,其岩石组合为玄武安山岩、安山岩、辉石石英闪长岩等。这些岩石具有较高的SiO 2(54.27%~58.47%)、MgO(6.89%~8.99%)含量和Mg#值(61.29~67.05),较低的TiO_(2)(0.27%~0.99%)含量和TFeO/MgO值(0.88~1.13)。稀土元素总量较低(16.59×10-6~74.5×10-6),稀土元素配分曲线总体为平坦型或微右倾型,(La/Yb)N值为1.03~4.93,无明显Eu异常。岩石富集大离子亲石元素Cs、Rb、Ba、K、U等,亏损高场强元素Nb、Ta、Hf等,具有较低的Ti/V值。上述岩石地球化学特征与日本西南Setouchi岛弧火山岩带的sanukite(赞岐岩)类似,其岩浆可能为俯冲深积物熔融产生熔体与上覆地幔楔橄榄岩平衡反应成因。与古坡变质玄武安山岩密切共生的辉石石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为514±4.5 Ma,为中寒武世。关子镇蛇绿混杂岩中古坡玄武安山岩/辉石石英闪长岩-安山岩岩石系列为形成于俯冲环境的高镁安山岩组合。研究结果为商丹洋在中寒武世俯冲作用提供了证据。

陕西秦岭元古宇松树沟岩组变质火山岩的地球化学特征及地质意义

中新元古界松树沟岩组出露于周至黑河黄草坡南及榨水丰河街北等地,为一套呈残块分布的含气孔、杏仁,局部具枕状构造,角闪岩相变质的中基性火山岩系夹少量碎屑岩。通过对该岩组的分析,其与洋中脊岩石化学特征较为相似,曲线较为平坦,轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损。微量元素蛛网图显示高场强元素及大离子亲石元素富集的特征。从构造环境进行分析,松树沟岩组形成于洋中脊环境。