您的当前位置:首页正文

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 来源:意榕旅游网
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. LU Xin—xiang,WEI Xiang-dong,XIAO Qing—hui,et a1. 221 Ma 12]。Geochronological studies of Rapakivi granites in Qinling and its geological implications[J].Geological Journal of China Universities,1999,5(4):372—377. -,[4] 王晓霞,王涛,卢欣祥.北秦岭中生代沙河湾岩体 柞水岩体的形成和勉一略洋盆的闭合有关,即其为 洋盆闭合后华北板块与扬子板块碰撞造山的产物。 在主造山期后,增厚地壳在重力作用下发生岩 石圈地壳的拆沉作用,由于高密度物质拆沉,导致 岩石圈地幔快速上涌,地幔物质减压熔融形成的岩 浆上侵至地壳底部,使得岩石圈构造应力上变为伸 展构造体制 ,伴随着地壳由挤压转换为伸展状 态,在底侵岩浆的热扰动作用下,下地壳物质发生 减压熔融,之后,下部基性岩浆在浮力作用下进人 到上部酸性岩浆房,二者混合后上侵就位,形成柞 水花岗岩体。 5 结论 (1)柞水岩体锆石u—Pb年龄为203.3-4-1.3 Ma,为印支晚期,是华北板块与扬子板块碰撞造 山的产物。 (2)柞水岩体属于高钾钙碱性系列的准铝质I 型花岗岩,稀土元素显示其岩浆经历斜长石分离结 晶作用,微量元素显示物质来源为下地壳和地幔混 合而成。 (3)柞水岩体是南秦岭造山带在主造山后期 发生岩石圈拆沉,下部基性岩浆与上部酸性岩浆发 生混合的结果,南秦岭造山带在印支晚期岩石圈属 性为从挤压向伸展转变。 参考文献: 张国伟,孟庆任,赖少聪.秦岭造山带的结构构造 [J].中国科学,1995,25(9):994.1003. ZHANG Guo—wei,MENG Qing—ren,LAI Shao-cong. Structures of Qinling Orogen[J].Science in China, 1995,25(9):994—1003. [2] 崔建堂,赵长缨.东江口、柞水岩体环斑花岗岩地 质特征[J].陕西地质,1998,16(1):51-57. CUI Jian—tang,ZHAO Chang—ying.Geological features of DongjiangkOU and Zhashui Rapakivi[J].Geology of 环斑结构特征及有关问题的讨论[J].地球学报, 2002,23(1):30—36. WANG Xiao—xia,WANG Tao,LU Xin-xiang.Character— istics of Rapakivi texture in Mesozoic Shahewan Granite of north Qinling mountains and some related problems[J]. Acta Geosicientia Sinica,2002,23(1):30—36. [5]周滨,汪方跃, 孙勇,等.秦岭沙河湾造山带型环 斑花岗岩地球化学作用及构造属性讨论[J].岩石 学报,2008,24(6):1261—1272. ZHOU Bin,WANG Fang-yue,SUN Yong,et a1.Geo— chemistry and tectonic afifnity of Shahewan orogenic Rapakivi from Qinling[J].Acta Petrologica Sinica, 2008,24(6):1261—1272. [6]李蓉,孙德有,苟军,等.张广才岭北部苇河花岗 岩基的地球化学特征与岩石成因[J].世界地质, 2013,31(3):462-470. LI Rong,SUN De—you,GOU Jun,et a1.Geochemistry and petrogenesis of Weihe granites batholith in northern Zhangguangcai range[J].Global Geoloyg,2012,31 (3):462-470 [7] Mckenzie D P.Some remarks on the movement of small melt fractions in the mantle『J].Earth and Planetary Science Letters,1989,95:53.72. [8]Jochum K P,Mcdonough W F,Palme H,et a1.Compo— sitional constraints on the continental lithospheric mantle from trace elements in Spinel Peridotite Xenoliths『J]. Nature,1989,340(6234):548.550. [9] Green T H.Signiifcance of Nb/Ta as an indicator of geo— chemical processes in the crust—mantle system[J]. Chemical Geology,1995,120(4):347-359. [10]Sun S S,McDonough W F.Chemical and isotopic sys— tematics of oceanic basalts:implications for mantle con— position and processes[C]//Saunders A D,Norry M J.eds.Magmatism in oceanic basins.Geological Socie. ty Special Publication No.42.London:Blackwell Sci. entiifc Publications,1989:313—345. [11] 弓虎军,朱赖民,孙博亚,等.南秦岭沙河湾、曹 第2期 刘哲东孙丰月等: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 243 (上接235页) [1O] Wang F,Xu W L,Meng E,et a1.Early Paleozoic amal— Late Paleozoic tectonic evolution in Northeast China gamation of the Songnen-Zhangguangcai Range and Jia— musi massifs in the eastern segment of the Central Asian Orogenic Beh:geochronological and geochemical evi— [J].Geology in China,2010,37(4):943-951. [12] 周建波,曾维顺,曹嘉麟,等.中国东北地区的构 造格局与演化:从500 Ma到180 Ma[J].吉林大 学学报:地球科学版,2012,42(5):1298—1316. ZH0U Jian—bo.ZENG Wei.Shun,CAO Jia—lin,et a1. The tectonic framework and evolution of the NE China: dence from granitoids and rhyolites[J].Journal of Asi— an Earth Sciences,2012,49:234-248. 刘永江,张兴洲,金巍,等.东北地区晚古生代区 域构造演化[J].中国地质,2010,37(4):943- 951. from~500 Ma to~180 Ma『J].Journal of Jilin Uni. versity:Earth Science Edition,2012,42(5):1298- 】3】6. LIU Yong-jian,ZHANG Xing—zhou,JIN Wei,et a1. 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容