西秦岭碌础坝石英闪长岩-花岗闪长岩的地球化学、矿物学研究及其地质意义

不同成因类型的花岗岩组合,反映出不同的物源组成或迥异的岩浆演化过程。为了进一步探讨西秦岭造山带中生代花岗质侵入岩的成因、矿物结晶条件和地球动力学背景,选择西秦岭东部碌础坝岩体内的石英闪长岩和花岗闪长岩为研究对象,对其开展详细的野外地质调查以及系统的岩相学、矿物学和岩石地球化学研究。研究结果表明:碌础坝石英闪长岩和花岗闪长岩的SiO₂含量范围为59.65%~67.36%,A/CNK为0.82~1.04,K₂O/Na₂O=1.11~1.74,Mg^#值为47~53,显示出准铝质-弱过铝质特征,属于高钾钙碱性岩石,其中花岗闪长岩为I型花岗岩;岩体具有富集Rb、Th、U、K和Pb等元素,亏损Nb、Ta、P和Ti等元素的特征,具有中等Eu负异常(δEu=0.50~0.77),轻重稀土分馏明显((La/Yb)_N=9.43~30.37)。碌础坝花岗质岩石中斜长石的An值介于18~53之间,以中长石为主,部分斜长石显示振荡环带;角闪石为镁角闪石,部分角闪石具有环带结构,且核部Mg/(Mg+Fe²⁺)值较高(0.88~0.91)并具有富钙特征(CaO含量为17.80%~22.67%),但Al₂O₃含量较低,指示角闪石核部与边部的形成环境具有明显差异;黑云母Mg/(Mg+Fe²⁺)值为0.44~0.57,为镁质黑云母。碌础坝花岗质岩石中全岩和各类矿物的温度计算结果显示,全岩锆饱和温度为736~795 ℃,角闪石结晶温度为704~824 ℃,黑云母结晶温度为700~746 ℃。三种方法计算的结晶温度相近,表明岩体形成于中温环境。碌础坝岩体角闪石全铝压力计结果为1.0~3.5 kbar(1 bar=100 kPa),平均形成深度为6.8 km;黑云母结晶压力为0.9~1.4 kbar,平均形成深度为4.1 km。角闪石湿度及氧逸度计显示其相对氧逸度为ΔNNO=0.1~1.3,含水量为3.9%~6.3%。结合前人资料,认为西秦岭碌础坝岩体由角闪岩为主的变基性岩部分熔融形成,幔源组分的参与导致其具有高Mg^#值、高Cr和Ni等元素含量的特征。碌础坝岩体形成于洋-陆俯冲向陆-陆碰撞转换的阶段。