秦岭杂岩中侵入体的地球化学及年代学特征

正秦岭造山带由华北板块和扬子板块及其间的微板块经过多期次不同构造运动叠加复合形成,是我国中央造山带的重要组成部分,其形成和演化过程记录了华北板块和扬子板块元古代俯冲消减、古生代弧-陆碰撞和早中生代的陆内造山运动的重要信息(Meng Qingren et al., 2000)。秦岭杂岩(原秦岭岩群)作为秦岭造山带最古老的前寒武纪结晶基底,是研究秦岭造山带构造演化的重要窗口。前人对侵入其中的小型岩体、岩脉研究较少。本次研究     

秦岭杂岩中变质侵入体特征

通过凤(县)—太(白)地区1∶250000地质填图,从秦岭杂岩中解体划分出变质侵入体,命名为两河口岩体。锆石同位素年龄为851.8±1.9Ma。据岩体岩石学、岩石化学、地球化学特征,北秦岭造山带沿商丹一线(西部)存在晋宁期大陆弧型花岗岩。并可与东秦岭地区蔡凹岩体、德河岩体等对比。两河口岩体的确立,对晋宁运动的存在、运动性质及Rodinia超大陆的拼接形成提供了新的证据。     

秦岭岩群中斜长角闪岩的年代学、地球化学特征及其地质意义

本文对秦岭岩群中的三个斜长角闪岩（变质沉积岩）样品进行了岩石学、锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究,限定了秦岭岩群的形成时代,讨论了秦岭岩群的构造背景及归属问题。锆石定年结果显示了971 Ma、1222 Ma和840 Ma三个最大沉积年龄。秦岭岩群是一个杂岩体,秦岭岩群中至少存在中元古代（较老组成部分）和新元古代早期（较新组成部分）的岩性单元。秦岭岩群变质沉积岩的锆石年龄峰主要集中在中元古代-新元古代早期,具有与扬子块体和华北块体明显不同的锆石年代学特征,秦岭岩群在中元古代-新元古代早期为独立发展的微陆块。结合秦岭岩群的年代学特征及前人的研究结果,秦岭岩群中的变质沉积岩应沉积于弧相关的构造环境。     

小秦岭（陕西段）变质杂岩核构造与金矿

华北古地台南缘的小秦岭地区呈现为一典型的变质杂岩核构造。其主要构造要素：变质杂岩核（古台隆区），平缓韧性滑脱带（古台隆与古台坳过渡带）和多型拆离构造（古台隆区）较为完整可辨。其发展演化可能经历了地槽期、地台期和地洼期，在地洼期成型。该构造体系控制了区内糜棱岩型、石英脉型和破碎蚀变岩型（糜棱岩亚型和石英岩亚型）金矿的时空分布。提供了一类在没有深层矿源直接导入的条件下金矿形成作用的典型区域成矿实例。     

秦岭杂岩中花岗质片麻岩体的岩石地球化学特征及成因

该片麻岩是目前秦岭杂岩中最古老的深成岩体，原岩岩性为（含斑）黑云母二长花岗岩，其地球化学特征是：ＳｉＯ２较高；Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ大离子亲石元素及过渡性元素低；稀土总量变化大，轻稀土分馏明显，Ｅｕ为负异常（０．３１～０．６１）。岩体中所含的黑云母变粒岩包体在地球化学方面与主岩有明显互补性，为难熔残体。研究表明该古岩体是成分相当于秦岭杂岩的长英质变质岩的岩石于晋宁期下冲深埋过程中部分熔融的产物。     

西秦岭天水地区岛弧型基性岩浆杂岩的地球化学特征及形成时代

天水地区关子镇流水沟变质中基性岩浆杂岩主要由变质辉长岩—辉长闪长岩—闪长岩组成,百花变质岩浆杂岩主要由辉石岩—辉长(闪长)岩—闪长岩—石英闪长岩组成,构成较完整的同源岩浆演化序列。基性—中基性岩浆岩的地球化学特征表明其属于拉斑玄武岩系列,稀土元素分布型式呈REE近平坦型—LREE轻微富集型,微量元素原始地幔标准化的蛛网图和MORB标准化蛛网图上的分布型式总体很相似,富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Ba、Sr、Th、U而相对亏损Rb、K和高场强元素(HFSE)Nb、P、Zr、Sm、Ti和Y,显示同源岩浆演化成因特征。微量元素构造环境判别显示其形成于岛弧构造环境。关子镇流水沟变质中基性岩浆杂岩的TIMS法锆石U-Pb同位素年龄为(507.5±3.0)Ma,代表了杂岩体的形成时代,表明西秦岭北带岛弧型岩浆岩的形成时代为晚寒武世,同时也揭示出以关子镇蛇绿岩为代表的古洋盆的俯冲作用及产生岛弧型岩浆活动的时限可能为晚寒武世—早奥陶世。     

北秦岭四方台基性-超基性杂岩的地球化学特征及其成因

四方台杂岩体是沿北秦岭商-丹带出露的最大的基性-超基性杂岩体,出露面积约40 km2,由超基性-基性-中性岩石组成,侵入到丹凤群中.该岩体样品SiO2含量在45%～54%之间,在AFM图中则显示出钙碱性系列和拉斑系列共存的特征.与普通幔源岩相比,全岩富集稀土元素,尤其富集轻稀土元素,具有明显的Rb、Th、Nb、P、Zr负异常和Ba、Pb、K、sm正异常.辉长岩是该岩体的主体,灰黑色,中粒,地球化学特征显示其经历壳-幔物质交换.与典型岛弧辉长岩相比,具有Rb、Th负异常,结合特殊的岩石组合和紧邻商-丹断裂的地质特征,认为四方台镁铁-超镁铁质杂岩体可能是沿商-丹带发生俯冲板块断离或者山根拆沉,扰动软流圈,发生下地壳部分熔融和壳-幔物质交换形成的.普遍的Eu正异常表明成岩过程中受到斜长石堆晶作用的影响.     

涑水杂岩的地球化学特征

侵入于涑水杂岩的变质基性岩脉具有2264±219Ma的Rb-Sr等时年龄。涑水杂岩的组成和主量、微量、稀土元素地球化学特征可与世界上太古代高级变质地体对比,反映早期陆壳受控于上地幔垂直对流的演化特征。     

东乌旗地区早古生代中-基性杂岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

内蒙古东部二连浩特-东乌旗一线出露的早古生代岩浆活动的成因及动力学背景对于揭示恢复区域的构造演化历史具有重要意义。本文选取东乌旗地区早古生代中-基性杂岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Lu-Hf同位素分析。定年结果显示, 变辉石闪长岩成岩年龄为465±5Ma, 片麻状角闪辉长岩为456±3Ma, 表明该杂岩形成时限为中-晚奥陶世。地球化学组成上, 东乌旗早古生代中-基性杂岩相对富集轻稀土元素而亏损重稀土元素, Eu负异常相对明显, 相对富集Rb、Sr等大离子亲石元素(LILs), 亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素(HFSE), 兼具MORB和岛弧玄武岩的特征。随着时间的推移, 岛弧玄武岩的印记正逐渐减弱, 而MORB成分不断增加。岩浆来源于被俯冲流体为主、熔体为辅交代的地幔部分熔融。杂岩中的变辉石闪长岩ε_Hf(t)=8.27~12.03, 片麻状角闪辉长岩ε_Hf(t)值为-2.12~1.10, 总体呈现出早期亏损成分先出熔, 后期富集成分再出熔的特征。结合区域岩石地层资料, 综合分析表明东乌旗中-基性杂岩形成于弧后盆地初始裂解-不成熟弧后盆地阶段, 兴安地块西部南缘的苏尼特左旗-锡林浩特-大石寨早古生代岩浆岩带和北侧的二连浩特-东乌旗早古生代岩浆岩带共同构成了古亚洲洋北缘早古生代弧盆系, 其演化特征可以与地块东部进行类比。

     

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-MS U-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 (TiO₂=0.57%~2.16%),低K₂O/Na₂O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(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_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。     

北秦岭西段奥陶纪红花铺岩体岩石地球化学特征及地质意义

红花铺岩体位于北秦岭造山带西段,侵位于奥陶纪草滩沟群之中,岩石类型主要为中细粒奥长花岗岩.岩石地球化学分析结果表明该岩体属弱过铝质钙碱性岩石系列,为I型花岗岩;轻重稀土元素分馏不明显,轻稀土元素略为富集,稀土元素球粒陨石标准化配分型式为右倾型,Eu异常不明显;主量、微量及稀土元素等相关的构造环境判别结果均显示其具典型的火山弧花岗岩特征,结合区域上与一套岛弧型火山岩(草滩沟群)共生的特点,分析红花铺岩体形成于俯冲带的岛弧环境.红花铺岩体已获得(450.5±1.8)Ma的单颗粒锆石U-Pb侵位年龄,属晚奥陶世,揭示北秦岭西段加里东期存在板块俯冲作用.     

Metamorphic history and tectonic evolution of the Qinling Complex, eastern Qinling Mountains, China

Abstract The metamorphic history and tectonic evolution of the Qinling Complex is divided into formation and modification stages. During the Proterozoic formation stage, three deformational sequences are recognized. Andalusite–muscovite, sillimanite–muscovite and sillimanite–K-feldspar zones of amphibolite facies regional metamorphism are earlier than, or synchronous with the first or second phase of folding. Ductile shear zones were formed and Caledonian granites were emplaced during the modification stage. The granites superimposed contact aureoles (garnet–K-feldspar zone) on the regional metamorphic fabric.
Metamorphic reactions, P–T conditions of metamorphism and P–T–t paths were estimated by analysis of mineral textures and standard thermobarometric techniques. The P–T–t path of the Proterozoic tectonometamorphic cycle shows prominent clockwise decompression. The P–T–t path of the Caledonian tectonometamorphic cycle is characterized by an early rise of pressure and temperature, followed by isothermal decompression (rapid uplift) and finally with isobaric cooling.
The P–T–t paths of the two tectonometamorphic cycles reflect two major stages of collision and uplift in the evolution of the Qinling orogenic belt during the Proterozoic and Caledonian–Hercynian periods, respectively.     

秦岭造山带东段秦岭岩群的年代学和地球化学研究

对东秦岭地区的陕西省洛南县、宁陕县、长安县和河南省淅川县出露的四个秦岭岩群变质岩进行的岩石学和地球化学研究表明,样品主要由变质火山岩和变质沉积岩组成.详细的锆石U-Pb定年结果显示三个正变质岩均形成于新元古代早期(971～843Ma),而副变质岩中富集大量新元古代碎屑锆石,根据最年轻的谐和年龄(859Ma)和早古生代的变质年龄,推测其沉积时代为新元古代中晚期.因此,北秦岭南部的秦岭岩群的变质岩主要由新元古代早期的火成岩和新元古代中晚期的沉积岩组成.变质作用主要发生在加里东期,局部有燕山期的变质作用叠加.指示北秦岭的造山作用主要发生在早古生代.岩石地球化学研究还显示秦岭岩群的新元古代火山岩均形成于火山弧构造环境,沉积岩沉积于大陆弧-活动大陆边缘环境,指示秦岭造山带在新元古代早期是一个火山弧.秦岭岩群的火山岩和沉积岩在形成时代和构造环境方面与扬子克拉通西缘的特征非常相似,表明位于北秦岭造山带的秦岭岩群应归属于扬子克拉通陆块,是扬子北缘的一个大陆边缘弧.     

东秦岭构造带古生代花岗岩与赋矿花岗伟晶岩的成因联系

东秦岭构造带发育大量古生代花岗岩和赋存稀有金属以及铀矿床（化）的花岗伟晶岩,但二者的成因联系尚不清楚。因此,文章统计了花岗岩和花岗伟晶岩的年龄,并对比了二者全岩和矿物的元素和同位素组成,以此探讨二者之间的成因联系。年龄统计结果表明花岗岩形成于3期岩浆活动：第一期（490~500 Ma）形成了区域上最大的漂池S型花岗岩体;第二期（435~460 Ma）峰期约为450 Ma,形成了东秦岭广泛发育的二长花岗岩,为区域上最大的灰池子I型花岗岩体的主体岩性;第三期（约420 Ma）形成了分布范围和规模均较小的正长花岗岩。赋存稀有金属矿床（化）的花岗伟晶岩形成时代为380~440 Ma,而赋存铀矿床（化）的黑云母花岗伟晶岩形成时代约为420 Ma,与第三期正长花岗岩的形成时代相同。稀有金属矿化伟晶岩与漂池岩体的锆石Lu-Hf同位素组成相似,说明二者均为秦岭群部分熔融的产物,但并不存在演化关系。另一方面,相似的全岩Sr-Nd和锆石Lu-Hf同位素组成表明正长花岗岩与黑云母花岗伟晶岩具有相同的源区,而且二者具有相似的全岩微量元素组成和黑云母离子替代方式,暗示它们存在演化关系。正长花岗岩母岩浆的温度比黑云母花岗伟晶岩母岩浆高100℃,而且从正长花岗岩到黑云母花岗伟晶岩锆石中U含量升高而Ti和重稀土元素（HREE）含量降低,说明黑云母花岗伟晶岩是同时期正长花岗岩分异晚期的产物。     

Paleozoic Tectonic Switch in the North Qinling Orogenic Belt: Constraints from the Paleozoic Granites from the Northern Qinling Migmatite Terrane

The variations in source rocks and melting conditions of granites can provide essential clues for the crustal magmatic response in orogenic process. Based on geochronology, whole-rock and mineral chemistry, this paper reveals two different granites in the Northern Qinling migmatite complex, which reveal obvious differences in source region and melting condition. The older granodiorite (402 ± 0.8 Ma) displays typical Na-rich adakite affinity, i.e., high Na2O/K2O (2.04 to 2.64) and Sr/Y (96 to 117) ratios, they have relative evolved isotopic compositions (εNd(t) = ?0.52 to ?0.04; zircon εHf(t) = ?0.06 to +7.78). The younger leucogranite (371 ± 2 Ma) displays higher SiO2 (72.32 to 73.45 wt%), lower (TFeO + MgO + CaO + TiO2) contents (<2 wt%) and depleted Sr-Nd-Hf isotopic compositions (i.e., εNd(t) = +2.6 to +3.0; zircon εHf(t) = +5.94 to +14.12), as well as high 10000 × Ga/Al and TFeO/MgO ratios, indicating that they represent highly fractionated I-type granites that derived from melting of juvenile crust. The variations in source rocks and melting condition of the two granites indicating a tectonic switch from compression to extension in 400 to 370 Ma, this switch is later than that in the eastern section of the North Qinling, indicating a scissor collision process between the South Qinling and North China Craton (NCC) in Devonian era.     

北秦岭碾道奥陶纪碱性正长岩的厘定及其对早古生代构造演化的制约

通过详细的野外地质调查, 结合岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb测年等研究, 首次在北秦岭造山带内乡县碾道一带厘定出一套奥陶纪碱性正长岩体。该岩体现以构造岩块的形式赋存于朱阳关-夏馆断裂带内, 但保留早期与秦岭岩群的侵入接触关系, 岩石组合由角闪正长岩和霓辉正长岩构成。岩体低硅(SiO2=52.09%~67.48%), 富碱(K2O+Na2O=5.82%~11.75%), 贫镁(MgO=0.09%~1.99%), 高铝(Al2O3=11.87%~17.81%), 富集轻稀土元素、Rb和K, 亏损Nb、Ta、P和Ti, 显示出A2型花岗岩的特点。岩石地球化学特征指示, 岩体可能源于受俯冲组分改造的富集型地幔的部分熔融, 形成背景与岛弧环境有关。获得角闪正长岩LA-ICP-MS结晶锆石U-Pb年龄为457.4±1.8Ma, 形成时代为晚奥陶世。综合区域研究成果认为, 碾道碱性正长岩体可能代表了北秦岭早古生代约450Ma抬升折返过程中构造负反转体制下的初始岩浆记录, 其侵位结晶年龄则代表了构造负反转发生的初始年限。     

The Grenvillian Songshugou ophiolite in the Qinling Mountains, Central China: Implications for the tectonic evolution of the Qinling orogenic belt

The Qinling Mountains in Central China mark a gigantic composite orogenic belt with a complex tectonic evolution involving multiple phases of rifting and convergence. This belt separates the North China and South China Blocks and consists of the South and North Qinling terranes separated by the Shangdan suture. The suture is marked by the Grenvillian Songshugou ophiolite along the southern margin of the North Qinling terrane, which is key to understanding the Proterozoic tectonic evolution of the belt. The ophiolite consists of highly metamorphosed ultramafic and mafic rocks. Three groups of meta-basalts are present: group 1 rocks are LREE depleted and have a MORB compositional affinity. Their low Ta/Yb ratios (<0.1) are consistent with high degrees of partial melting of a depleted asthenospheric mantle. Rocks of group 2 have higher TiO₂ (1.63–2.08 wt%) and Ta/Yb ratios (>0.12), and display slight enrichment of LREE, suggesting that the original magmas were derived from a depleted mantle source mixed with some enriched material. Samples from group 3 are enriched in LREE and other incompatible elements (Ti, Zr, Ta, Nb), suggesting derivation from an enriched mantle source, possibly a plume. All the basalts have high εNd(t) (+4.2 to +6.9), variable εSr(t) and high ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios for given ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ratios. These characteristics are compatible with formation at a mid-ocean ridge system above an anomalous Dupal mantle region. The mafic rocks have a Sm–Nd whole-rock isochron age of 1030 ± 46 Ma.The Songshugou ophiolite was emplaced onto the southern margin of the North Qinling terrane, an active continental margin from the Meso-Proterozoic to Neo-Proterozoic.