陕西南秦岭柞水岩体锆石U-Pb年龄、岩石地球化学特征及其地质意义
2022-06-10
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第32卷第2期 世界地质 VoL 32 No.2 2013年6月 GLOBAL GEOLOGY Jun.2013 文章编号:1004—5589(2013)02—0236—08 陕西南秦岭柞水岩体锆石U—Pb年龄、 岩石地球化学特征及其地质意义 刘哲东 ,孙丰月 ,马芳芳 ,张本龙 1.吉林大学地球科学学院,长春130061; 2.天津矿业权交易所,天津300201 摘要:柞水岩体锆石LA—ICP—MS U—Pb测年结果为203.3士1.3 Ma,表明其形成于印支晚期。岩体属 于高钾钙碱性系列的准铝质I型花岗岩。稀土配分曲线模式为轻稀土富集,铕负异常明显的相对平滑 右倾曲线模式。微量元素明显富集Rb、K等大离子亲石元素及zr、Hf等高场强元素,强烈亏损Ba、 Sr、P、Ti元素,Nb、Ta表现为弱亏损,Nb/IJa比值为0.63~0.97;Nb/Ta为7.64~11.64,显示物质来 源为下地壳和地幔混合而成。柞水岩体的形成是南秦岭造山带在主造山后期发生岩石圈拆沉,地幔物质 上涌与下地壳岩浆混合作用的结果,显示在印支晚期南秦岭造山带岩石圈属性为从挤压向伸展转变。 关键词:锆石u—Pb定年;柞水花岗岩;南秦岭 中图分类号:P597.3;P588.12文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1004-5589.2013.02.006 Zircon U-Pb ages and petrochemical characteristics of Zhashui granitic plutons in South Qinling Orogen of Shaanxi and their geological signiicance fLIU Zhe—dong ,SUN Feng.yue ,MA Fang.fang ,ZHANG Ben.1ong J.College of Eanh Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China 2.Tianifn Mining Exchange,Tianjin 300201,China Abstract:The zircon LA_ICP-MS U—Pb dating on Zhashui granitic pluton is 203.3±1.3 Ma.which demon・ strates Late Triassic age.Quantitative analysis on the pluton indicates that it is the metalumious I-type granite of high—K calc—alkaline series in category.The chondrite—normalized REE patterns exhibit a gently right—dipping V— type curve with a Eu negative anomaly.Primitive mantle—normalized trace element spiderram sghows enrichment of LILE(e.g.Rb,K),HFSE(e.g.Zr,Hf),and a severe depletion in Ba,Sr,P,Ti and lightly depletion in Nb,Ta.Nb/La ranging from 0.63 to 0.97,with Nb/Ta from 7.64 to 11.64,which indicates the magma as mix— ture of mantle and lower crust.We conclued that the formation of Zhashui granitic pluton was mantle material flow— ing up and mixing with lower crust magma,related to lithospheric delamination occurred in late main orogenic stage of South Qinling Orogen.And in this period,the tectonic nature of lithosphere in South Qinling Orogen was charac— terized by transition from compression to extention. Key words:zircon U-Pb dating;Zhashui granitic pluton;South Qinling Orogen 收稿日期:2012—12-04;改回日期:2013-05-08 基金项目:全国危机矿山接替资源找矿项目(20089940)资助. 通讯作者:孙丰月(1963一),男,教授,博士生导师,主要从事矿床地质学的教学和研究.E-mail:sfy@jlu.edu.ca 238 世界地质 第32卷 t"-I N f1∞≈/q 毒 t"-I = t'q 咔姆嚣 芒嚣\qd§ N lI3IIld u翟鼍彝 鼍 sBII Jo篁_II 兰盆 . 盘oJ ∞ fl 船 N 舟/q 量 * 呈 H 0Iq爵 /qd§ 葛 g ≈/qd§ 8 g qd善/q § 窨 t窨 "-I 日岂\籍廿 ∞ \翁廿 I"- ∞窆\禽廿 榭隧 g g g g 昌 吝 吕 吕 昌 昌 t"q — 釜 .0 誉.0 09 0o.0 qd§/qd§ 丑 0 榭 0g.0I_n8 0 0 o()o。0 口_【_【o(v.0 。o 苎 n謇0_【【x)o.0 _【【x一.0 In 卜、 葛 08 0 _【c0.0∞ 8.0 nn N.0.0 09 H 0= H 罨 答 :g 器 吝 罟 S 8 g 吕 = 0 cI鲁.0 ”H8∞ 80.0 ∞寸_E00.0 0寸08.n .0 c908.0∞ 蓦H_【o()o.0 寸_【 00.0 g 0 _【昌.0 n∞8.0长 = 昌 2 罱 寸0()o.譬 8 0 卜n H00.0 导 寸卜一—口0.器 = = 0 一n0.0 ∞ 0 0.罱 罱 0 ∞0卜n .瓮 ∞_【o()o.0 口H_【o(一.0 寸卜—。^)o.0 寸卜n0.0 n0卜—。0.0 _【卜 n r、 n 2 n n 8 器 导 N 高 磊 寸 口_【0()o.0 ∞ oI).0 n 8 0 乙c0.0 n8.0 葛 ∞0 0()o.0 0'E00.0 ∞N08.0 co.0I_nN8.0f_0 0 01)0.0 ∞o()o.0 ∞0_【8,0 N0 Nco.0 ∞ 600.0 N寸o()o.0 00.0 卜8 0 n苎.0 _【卜n8.0 寸岛c._【_【oIIx】.0 0()o.0 n o()0.0 ” _【n0.0 6()0.0 ∞N HN.卜_【000.0 0 H8.0 卜—。—。6.0 卜 —n0.0 n∞n—.】0.0 卜 _n寸0(x).0 卜_【00.0 0n 08.0 _【co.0 9o n 0.0 o()0.0 ∞0(x】.0 0 _【8.0 一鲁.0 0 8.0∞ cz ._【【x)o.0 n寸_Io( .0 寸n }()0.0 一 _【n0.0 一寸 —。0.0 0 ∞ ∞0 0()o.0 0n_【0(一.0 n o()o.0 _【 n0.0 ∞ o(一.0 £l 000.0 _【(× .0 n0o0.0 NNc0.0 8n8.0 n0 c乙 0 0_【0()o.0 ∞n_【0(一.0 nn^}(M】.0 n n0.0 寸 —00.0 0 0n .o()o.0 【6_【00.0 I_—00.0 ∞ 卜n0.0 一0.0 0∞0 甘.£1 o()o.0 _I o( .0 ∞0—口t】.0 ∞ _In0.0 寸∞凸Io.0 nIo寸卜 .辎毒§盆 露暖qd圈墩 T=状糕蓍}.1【_嗣 _叠 一聋 _嗣 一嗣 _嗣 _曩 .0∞寸_【8.0 0 H 。—0.0 .0 Nn—。—。6.0 0 善.0 N.0 0n8 0 0 【_8.00 善.0 0 o(一.0 .0 0卜—.】。—0.0 一£ g0.0 0 【_8.0 .0 一00.0 N.0寸N o()o.0 08.0 0 卜 0凸6.0 0 nI6—0—06.0 0 n一_【—00.0 0 删 袜《_室£90一寸寸 0n卜 09o n0 nnN.∞ 00∞N0 【 0 鲁 0 nn 【_ n 一 ∞0_【n00 n卜_【 0卜 ∞— 呵外240 世界地质 第32卷 注:测试单位为吉林大学测试中心,201 1 表3柞水岩体稀土元素分析结果 Table 3 REE results of Zhashui granitic pluton /x 10一 注:测试单位为吉林大学测试中心,201 1 表4柞水岩体微量元素分析结果 Table 4 Trace element results of Zhashui granitic pluton /×10一 注:测试单位为吉林大学测试中心,201 l A1203为12.93%一14.06%,铝指数A/NCK为 0.78~0.97(<1.1),Na 0含量为3.86%~ 4.28%,K20含量为3.93%~4.27%,K2O/Na20 =Na 0含量相近。 在SiO 一K 0图解中,柞水岩体落人准铝质高 钾钙碱性系列(图5)。在K 0一Na 0图解中,样 品均落于I型花岗岩类区域(图6),显示岩浆源 区以火成岩为主,属于高钾钙碱性系列的准铝质I 型花岗岩。 0.96—1.05,平均为1.02,碱含量偏高,K20+ Na 0为7.79%一8.89%,里特曼指数为1.97— 2.57。岩体铝含量中等,相对富镁、富碱,K 0与 第2期 刘哲东孙丰月等:陕西南秦岭柞水岩体锆石u—Ph年龄、岩石地球化学特征及其地质意义 图4柞水岩体锆石U—Pb年龄谐和图 Fig.4 Zircon U—Pb Concordia diagram of Zhashui granitic pluton 图5柞水岩体SiO:-K2o图解 Fig.5 SiO2-K2 O diagram of Zhashui granitic pluton 图6柞水岩体K:0一Na 0图解 Fig.6 K2 O-Na2 O diagram of Zhashui granitic pluton 3.2稀土元素、微量元素地球化学特征 柞水岩体EREE为(146.31—252.95)× 10~,在稀土配分模式图(图7)上,配分曲线明 显右倾,即轻稀土强烈富集,轻重稀土分馏明显, 负Eu异常表明该岩浆经历了一定的斜长石分离结 晶作用或者源区有一定的斜长石残留。 酱 口吕 图7柞水岩体稀土元素球粒陨石标准化分布型式图 F .7 Chondrite-normalized REE d ̄tribution pattern of Zhashui granitic pluton 原始地幔标准化微量元素蛛网图解中(图8), 明显富集Rb、K等大离子亲石元素及Zf、Hf等高 场强元素,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti元素,一般情 况下,钾长石和黑云母的分离可导致Ba亏损,斜 长石的分离可导致sr亏损,P和Ti的负异常则是 由于磷灰石和榍石的分离所致 。Nb、Ta表现为 弱亏损,说明岩浆可能受到地壳物质的混染 。 舞 隧 \ 丑墨 图8柞水岩体微量元素原始地幔标准化蛛网图 Fig.8 Primitive mantle-normalized Trace elements spidergram of Zhashui granitic pluton 由于原始地幔Nb/La值为1.06 ,下地壳为 0.45 ,柞水岩体Nb/La比值为0.63~0.97; Nb/Ta为7.64~11.64,低于地幔平均值17.5 。。, 显示物质来源为下地壳和地幔混合而成。而前人关 于柞水岩体Hf同位素的研究也表明其岩浆源区为 242 世界地质 Shaanxi,1998,16(1):51—57. 第32卷 不同的比例的幔源岩浆与壳源岩浆混合而成 “ 。 [3] 卢欣祥,尉向东,肖庆辉,等.秦岭环斑花岗岩的 4成岩动力学背景讨论 已有资料表明,勉一略构造带洋盆的闭合时代 为242~221 Ma 12],大别山超高压变质时代为232 本文所测得柞水岩体锆石年龄为 203.3±1.3 Ma,前人所测柞水岩体年龄为224.8 4-1.1 Ma¨ 213.6±1.8 Ma ,这些年龄暗示 ~年代学研究及其意义[J].高校地质学报,1999,5 (4):372—377. 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