西秦岭凤县地区早古生代岩浆作用特征:来自岩石地球化学、锆石U⁃Pb年龄及Hf同位素的证据

为了研究西秦岭地区早古生代岩浆活动的构造环境及动力学背景,选择西秦岭凤县地区靠近商丹断裂带的龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩、唐藏岩体闪长岩进行了地球化学测试和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试,并对龙王沟岩体的花岗岩和闪长岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素分析.龙王沟岩体花岗岩锆石U-Pb年龄为433±4 Ma和439±5 Ma,闪长岩年龄为453±3 Ma,早于花岗岩侵位.龙王沟岩体的闪长岩和唐藏花岗闪长岩ΣREE分别为(107~181)×10-6和(209~321)×10-6,稀土配分曲线特征相似,都明显右倾,轻、重稀土分馏强烈((La/Yb)_N分别为7~13和31~57),都没有明显的负Eu异常(δEu分别为0.88~1.00和0.79~0.87),唐藏花岗闪长岩相对于龙王沟闪长岩,具有高的SiO₂和Na₂O含量,较低的TiO₂和CaO含量,较高的ΣREE,Ba和Th相对更富集,轻重稀土分馏更强烈,负Eu异常稍明显.龙王沟闪长岩与唐藏岩体其侵位时代一致,认为他们都来源于下地壳,在上升过程中与幔源基性岩浆发生一定程度的混合,唐藏花岗闪长岩经历的岩浆演化相对较为充分.龙王沟花岗岩的样品Hf同位素显示出了较大的差异,虽然ε_Hf(t)全部为正值,但峰值分别为0~3和7~10,对应的两阶段模式年龄(t_DM2)分别为1.1~1.4 Ga和0.8~1.0 Ga,结合其地球化学特征,认为它们形成于活动大陆边缘(岛弧)的构造环境,来源于秦岭群的部分熔融,同时有俯冲作用带来大量的洋壳中的基性岩的加入,在上升侵位过程中经历了较为强烈的结晶分异作用,但没有发生明显的岩浆混合作用.龙王沟岩体是一个由不同性质、不同时代的岩浆侵位形成的复合杂岩体,经历了板块俯冲到碰撞挤压的构造体制转换过程,记录了秦岭洋从俯冲到闭合各阶段的构造演化信息,秦岭洋在古生代的俯冲造山作用持续时间较长,伴随的岩浆活动从早古生代一直持续到中古生代.