趙如意，李衛(wèi)紅，姜常義，王江波，汪邦耀，惠爭(zhēng)卜

1) 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安，710054； 2) 核工業(yè)二〇三研究所，陜西咸陽(yáng)，712000； 3) 西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安，710054

內(nèi)容提要: 東秦嶺丹鳳地區(qū)黃龍廟含榴二長(zhǎng)花崗巖是典型的淺色含鈾花崗巖體之一。它具有高硅(73.65%～76.60%)、過(guò)鋁(13.01%～13.80%，A/CNK>1.0)、富鉀(4.89%～6.14%)的特點(diǎn)，其輕重稀土元素強(qiáng)烈分餾，銪負(fù)異常十分發(fā)育，微量元素具有典型上地殼的含量特征。所獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為415.2±2.0Ma，是志留紀(jì)末期花崗巖。該花崗巖是在后碰撞環(huán)境下，由秦嶺巖群郭莊巖組的含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖部分熔融所形成的鈣堿性S型花崗巖。與巴羅型區(qū)域變質(zhì)作用的年齡(426Ma)一起，限定了東秦嶺早古生代碰撞作用415～426Ma之間進(jìn)入后碰撞構(gòu)造環(huán)境，也表明早泥盆世以后的東秦嶺地區(qū)并未經(jīng)歷大規(guī)模區(qū)域性變質(zhì)變形，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的地質(zhì)演化階段。

陜西丹鳳地區(qū)是秦嶺造山帶研究程度最高的地區(qū)之一，涌峪(游振東等，1991,1997；張宗清等，1996)、魚(yú)嶺(陸松年等，2004)等地秦嶺巖群及其中基性巖的研究確立了北秦嶺古老地塊的地位；郭家溝(張宗清等，2006)、資峪(Dong Yunpeng et al.,2011a,2011b)、武關(guān)(閆臻等,2009)等地商南—丹鳳蛇綠構(gòu)造混雜巖帶的研究奠定了秦嶺造山帶“三塊夾兩帶”的構(gòu)造格局(張國(guó)偉等，1995，2001)；蔡凹(張成立等，2004)、灰池子(李伍平等，2001；王濤，2009)、棗園(胡能高,1990)、寬坪(張成立等，1995)等片麻狀花崗巖的研究為造山帶新元古代、早古生代演化提供了證據(jù)。黃龍廟等淺色花崗巖體也是陜西丹鳳地區(qū)重要的巖體，與其它巖體的最大區(qū)別在于其暗色礦物含量低，鈾含量較高，且與該區(qū)花崗偉晶巖型鈾礦的產(chǎn)出關(guān)系十分密切。自20世紀(jì)60年代起，鈾礦地質(zhì)學(xué)前輩們從鈾礦勘探的角度對(duì)它們進(jìn)行了研究(馮明月等，1996；左文乾等，2011)，而對(duì)其年齡、地球化學(xué)特征及地質(zhì)學(xué)意義的探討有待深入開(kāi)展。本文以在該區(qū)開(kāi)展的“陜西1:5萬(wàn)龍駒寨、巒莊街幅區(qū)調(diào)”為契機(jī)，通過(guò)大量的資料收集、野外調(diào)研和數(shù)據(jù)整理，從巖石學(xué)、同位素年代學(xué)、地球化學(xué)特征等方面綜合分析研究，探討它的地質(zhì)意義。

1 地質(zhì)概況及巖體特征

秦嶺造山帶是由北秦嶺地塊(及華北板塊南緣)、揚(yáng)子板塊北緣、中秦嶺微地塊和商南—丹鳳、勉縣—略陽(yáng)兩個(gè)主縫合帶組成(張國(guó)偉等，1995,2001)。陜西丹鳳地區(qū)位于北秦嶺地塊、商(南)丹(鳳)縫合帶和中秦嶺微地塊的結(jié)合部位(圖1)。北秦嶺出露強(qiáng)烈變質(zhì)變形的古元古界秦嶺巖群，它是由形成于大陸邊緣的碎屑巖經(jīng)角閃巖相—高角閃巖相變質(zhì)而來(lái)(游振東等，1991；張宗清等，1996，2001)，在其北緣的官坡一帶(胡能高等，1994，1995；楊經(jīng)綏等，2002)和南緣的清油河(Cheng Hao et al.,2011)—寨根(劉良等，2013)一帶均發(fā)育有高壓變質(zhì)的榴輝巖。商丹縫合帶為蛇綠構(gòu)造混雜巖帶，主要由丹鳳巖群的變質(zhì)基性熔巖、英安巖及外來(lái)蛇綠巖塊體和基底巖石等塊體，經(jīng)強(qiáng)烈變質(zhì)變形的片麻巖、片巖、糜棱巖等基質(zhì)和后期花崗巖一起焊接而成。中秦嶺微地塊出露劉嶺群池溝組，是一套濁流沉積的復(fù)理石建造經(jīng)綠片巖相變質(zhì)而來(lái)。

圖2 (a) 東秦嶺丹鳳黃龍廟巖體中心中粗粒局部含偉晶狀含榴二長(zhǎng)花崗巖; (b) 黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖中 原生白云母鏡下照片 (正交偏光)Fig. 2 (a) Mesium-coarse garnet-bearing monzogranite with partial pegmatite structure in inner Huanglongmiao intrusive in Danfeng, Eastern Qinling Mts.; (b) Micrograph of primary mica in Huanglongmiao monzogranite(crossed nicols)

黃龍廟巖體呈魚(yú)狀展布于秦嶺巖群的片麻巖穹窿之中(圖1)，巖性主要為中粒、中粗?！坏攘?，局部偉晶狀含榴二長(zhǎng)花崗巖。巖石整體呈灰白色，主要含有石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石等礦物，以含有石榴子石、白云母，但黑云母的含量低且定向構(gòu)造不發(fā)育為特征。從顯微鏡下看，斜長(zhǎng)石含量25%～35%左右，多數(shù)為半自形晶，部分絹云母化明顯，發(fā)育有細(xì)密的聚片雙晶，An=20～25。鉀長(zhǎng)石含量35%～45%左右，呈半自形—它形晶，似斑狀，具格子雙晶，部分鉀長(zhǎng)石內(nèi)有出溶的鈉長(zhǎng)石條紋。石英含量30%～35%左右，呈粒狀，多數(shù)以幾何體形式充填于長(zhǎng)石空隙間，部分薄片下見(jiàn)有石英的波狀消光。石榴子石含量2%左右，呈粒狀或不規(guī)則狀。黑云母含量一般小于2%，呈片狀，多色性較強(qiáng)。原生白云母含量1%左右，呈較大的片狀分布，片徑大者可達(dá)10mm左右(圖2a、2b)，也有一部分可能是新生的白云母，分布于細(xì)粒化出現(xiàn)的地方。副礦物有微量的磷灰石和鋯石。巖體與圍巖呈順層貫入式侵入接觸，在巖體的邊緣部位含有大量的圍巖捕虜體，但片麻巖圍巖中無(wú)明顯的接觸變質(zhì)現(xiàn)象，僅在薄片中見(jiàn)有少量細(xì)小的不定向黑云母產(chǎn)于圍巖片麻理之間。這些特征均表明，黃龍廟巖體是含有白云母、石榴子石的過(guò)鋁二長(zhǎng)花崗巖，且侵位時(shí)圍巖的溫度較高，與巖漿的溫差不大。

圖3 東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖體典型鋯石CL圖像和年齡Fig. 3 CL images and ages of representative zircons of Huanglongmiao monzogranite intrusive in Danfeng, Eastern Qinling Mts.

2 樣品選擇和分析方法

黃龍廟巖體呈魚(yú)狀分布，在剖面測(cè)制和路線地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中對(duì)該填圖單元進(jìn)行了系統(tǒng)取樣，經(jīng)薄片鑒定后對(duì)黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖的7件樣品進(jìn)行了地球化學(xué)分析，并對(duì)巖體中心部位的D2210樣品進(jìn)行了同位素測(cè)年樣品采集。用于LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年的樣品D2210采集于黃龍廟巖體中心部位的石嶺子村北，黃龍廟所在的主峰之下(圖1)，其坐標(biāo)(六度帶)為：X=33°46′15″,Y=110°27′21″。巖性為灰白色中粒含榴二長(zhǎng)花崗巖，采樣時(shí)挑選無(wú)風(fēng)化、無(wú)蝕變的基巖，用鋼釬和八磅錘破碎，采集重量約10kg。

鋯石挑選工作由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，制靶和測(cè)試分析均在在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)原位U-Pb定年實(shí)驗(yàn)采用的ICP-MS為美國(guó)Agilent公司生產(chǎn)的Agilent7500a，激光剝蝕系統(tǒng)為德國(guó)microlas公司生產(chǎn)的Geolas200M，該系統(tǒng)由德國(guó)Lambda Physik公司的Compex102ArF準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)193nm)，與Microlas公司的光學(xué)系統(tǒng)組成。整個(gè)測(cè)試分析過(guò)程由西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包志安博士協(xié)助完成，詳細(xì)分析步驟和數(shù)據(jù)處理方法參見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)(Ballard,et al.,2001)。

地球化學(xué)數(shù)據(jù)檢測(cè)分析由核工業(yè)二〇三研究所分析測(cè)試中心完成。主量元素檢測(cè)使用的是荷蘭帕納科公司制造的Axios X射線光譜儀，分析數(shù)據(jù)中燒失量0.58%～1.73%，分析總量介于99.44%～100.07%之間，滿足GB/T14506.28-2010、GB/T14506-2010和GB/T3257.21-1987要求。微量元素和稀土元素檢測(cè)使用的是荷蘭帕納科公司制造的Axios X射線光譜儀和Thermo Flsher公司制造的Xseries2型ICP-MS，分析數(shù)據(jù)滿足GB/T14506.28-2010、DZ/T0223-2001要求。

3 鋯石U-Pb同位素年齡

實(shí)驗(yàn)所選取的鋯石主要為淡黃色—無(wú)色透明，正方雙錐狀、半截錐狀及柱狀自形晶體。晶體長(zhǎng)約80～250μm，長(zhǎng)寬比為2∶1～4∶1，陰極發(fā)光圖像(圖3)表現(xiàn)出典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)等，屬巖漿結(jié)晶產(chǎn)物(吳元保等，2004)。鋯石15具有殘留的核部，為繼承核或者捕獲核，但核部外圍顯示出清晰的巖漿環(huán)帶特征。大量的研究表明，不同成因鋯石有不同的Th、U含量及Th/U 比值，巖漿鋯石的Th、U含量較高、Th/U比值一般>0.4，而變質(zhì)鋯石的Th、U含量低，Th/U比值一般<0.1(吳元保等，2004)。從樣品測(cè)得的同位素比值和年齡數(shù)據(jù)(表1)可以看出，樣品的Th含量為259.6×10-6～1147.6×10-6，U含量為708.4×10-6～2130.9×10-6， Th/U比值為0.22～1.64，且Th、U含量呈較好的正相關(guān)，與典型巖漿鋯石的特征一致。206Pb/238U的年齡范圍在410.1～423.6Ma，最大年齡誤差3.2Ma。大多數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的206Pb/238U年齡比較一致，其加權(quán)平均值為415.2±2.0Ma，MSWD=2.3，95%置信度(圖4b)。該年齡與區(qū)內(nèi)花崗偉晶巖中晶質(zhì)鈾礦U-Pb年齡405～418Ma(馮明月，1996)較為一致，同時(shí)與鄰區(qū)大毛溝產(chǎn)鈾含榴二長(zhǎng)花崗巖的年齡418.3±8.8Ma(左文乾等，2011)相近。因此，陜西丹鳳地區(qū)的黃龍廟含榴二長(zhǎng)花崗巖的形成年齡為415.2±2.0Ma，為早泥盆世花崗巖。

表1 東秦嶺丹鳳黃龍廟巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analysis of Huanglongmiao intrusive in Danfeng, Eastern Qinling Mts.

4 地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

主量元素分析結(jié)果見(jiàn)表2,從表中可以看出，陜西丹鳳地區(qū)黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖巖SiO2含量為73.65%～76.60%，Al2O3為13.01%～13.80%，CaO為0.45%～1.39%，Na2O為2.35%～3.04%，K2O為4.89%～6.14%。屬高硅花崗巖，鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.07～1.17，均大于1.0，AR值為2.52～4.21,屬過(guò)鋁質(zhì)花崗巖(圖5)。堿度指數(shù)NK/A為0.49～0.64，為鈣堿性花崗巖。N/K為0.40～0.70，屬相對(duì)富鉀類(lèi)型。在CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算中Q=27.99～38.37，Pl=25.74～33.78，Or=29.13～36.23，且二長(zhǎng)花崗巖的計(jì)算結(jié)果中剛玉的含量均>1.0%。

圖4東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖(a)和直方圖(b)Fig. 4 LA-ICP-MS zircon U-Pb Concordia diagrams (a) and weighted average ages histograms (b) of Huanglongmiao monzogranite intrusive in Danfeng, Eatern Qinling Mts.

圖5 東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖 A/CNK—A/NK投影圖Fig. 5 A/CNK—A/NK diagram of Huanglongmiao monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts.

4.2 稀土元素

所取樣品的稀土元素含量見(jiàn)表2，稀土元素配分曲線特征見(jiàn)圖6a。黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖稀土元素總含量(ΣREE)為136.83×10-6～426.03×10-6，LREE總含量為134.86×10-6～415.06×10-6、HREE總含量為7.53×10-6～17.39×10-6、(La/Yb)N為33.29～161.77，δEu為0.19～0.44。稀土元素?cái)?shù)據(jù)特征表明黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖的輕重稀土元素強(qiáng)烈分餾，且源區(qū)巖石中殘留有大量的斜長(zhǎng)石。

4.3 微量元素

所取樣品的微量元素分析結(jié)果列于表2，從表中可以看出大離子親石元素(LIL)含量較高，Rb為164×10-6～321×10-6、Ba為91.7×10-6～576×10-6。高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFS)中的Th、U含量相對(duì)較高，Th為8.7×10-6～80.7×10-6、U為1.62×10-6～24.9×10-6、多數(shù)大于3×10-6，屬相對(duì)富鈾花崗巖。在微量元素蛛網(wǎng)圖(圖6b)中，各樣品具有較為一致的配分模式，Rb、Ba、Th、U、K元素左側(cè)高高隆起，中段La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm相對(duì)富集，Y、Yb、Lu三元素右端下垂，以及Ta、Nb、Sr、P、Ti相對(duì)相對(duì)負(fù)異常，這是典型的上部大陸地殼的微量元素分布特征(Weaver,1984)。

與東秦嶺典型的S型花崗巖漂池巖體(張宏飛等，1996；王濤等，2009)相對(duì)比，黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖具有更高的SiO2、K2O含量，TiO2含量較為相近，而Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O含量略低；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖的模式基本相同，而輕重稀土元素分餾更為強(qiáng)烈，LREE含量高出較多，但是HREE含量偏低。

5 討論

5.1 巖體成因及源區(qū)

Sylvester(1998)指出，典型的S型花崗巖是指含有白云母、堇青石、石榴子石等礦物的強(qiáng)過(guò)鋁花崗巖類(lèi)巖石，它們的鋁飽和指數(shù)A/CNK>1.1，剛玉標(biāo)準(zhǔn)分子大于1%。黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖含有白云母、石榴子石，A/CNK=1.07～1.17，且多數(shù)大于1.1，CIPW計(jì)算結(jié)果中剛玉標(biāo)準(zhǔn)分子為1.01%～2.18%，具有典型S型花崗巖的特征。

圖6 (a) 東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖; (b) 東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig. 6 (a) Chondrite-normalized REE patterns of Huanglongmiao monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts.; (b) primitive mantle-normalized spidergrams of trace elements of garnet-bearing monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts.

圖7 東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖(Rb/10)—Hf— (Ta×3)構(gòu)造環(huán)境判別圖(據(jù)Harris等，1986)Fig. 7 (Rb/10)—Hf—(Ta×3) tectonic setting determinant diagram of Huanglongmiao monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts. (After Harris et al.,1986)

過(guò)鋁S型花崗巖的形成與碰撞造山作用關(guān)系十分密切，往往是由造山帶中陸殼沉積物重熔形成。同樣的源巖，在溫度、壓力不同時(shí)，產(chǎn)生熔體的某些微量元素含量會(huì)有較大的變化，尤其是對(duì)壓力敏感的元素，如Y和Yb(主要與石榴子石相關(guān))，Ta和Nb(與金紅石相關(guān))等(張旗等，2010)。張旗等(2007)通過(guò)研究殘留相組成和花崗巖的Sr關(guān)系，認(rèn)為中壓下產(chǎn)生的花崗巖具有低Sr(<400×10-6)的特征，而黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖正是低Sr(75.7×10-6～181×10-6)的特征。與郭莊巖組中含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖一致，它們的δ18OSMOW都處于8.48‰～11.38‰之間，鍶同位素初始比值[n(Sr87)/n( Sr86)]i也都是0.72802～0.73761之間?。稀土元素配分曲線特征與郭莊巖組中含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖相似，但Eu異常更加明顯，表明源區(qū)巖石中殘留有大量的斜長(zhǎng)石。與普通含石榴子石花崗巖相比，其重稀土元素含量偏低，可能是由于熔融過(guò)程中源區(qū)巖石中殘留有大量石榴子石導(dǎo)致的。

通過(guò)花崗巖(Rb/10)—Hf—(Ta×3)構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖7)可以看出，黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖是產(chǎn)出在碰撞大地構(gòu)造背景上的花崗巖。經(jīng)花崗巖的R1—R2構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖8)進(jìn)一步判別，可以看出所有樣品投影于同碰撞花崗巖與造山后花崗巖之間的過(guò)渡區(qū)域。而在花崗巖SiO2—Al2O3構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖9)和Rb—(Yb+Nb)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖10)判別圖中，樣品均投影于后碰撞構(gòu)造環(huán)境。

圖8東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖R1—R2 構(gòu)造環(huán)境判別圖解 (據(jù)Bechelor等，1985)Fig. 8 R1—R2 tectonic setting determinant diagram of Huanglongmiao monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts. (After Bechelor et al.,1985) ① 地幔分異花崗巖； ② 板塊碰撞前花崗巖； ③ 碰撞后隆起期花崗巖； ④ 造山晚期花崗巖； ⑤ 非造山花崗巖； ⑥ 同碰撞花崗巖； ⑦ 造山后花崗巖

Table2ThegeochemicalcompositionofMajorelements(%),REE(×10-6),andtraceelements(×10-6)ofHuanglongmiaogarnet-bearingmonzograniteinDanfeng,EasternQinlingMts.

樣品PM4-16PM4-43PM4-79D6042-2D2210PM012-13D5442SiO276.674.8573.6573.7275.1274.3074.06TiO20.110.210.230.090.090.130.13Al2O313.0113.2913.7713.8013.7313.6813.44FeO0.230.570.120.140.510.801.36Fe2O30.460.891.020.910.330.440.10MnO0.020.030.010.030.020.020.04MgO0.130.210.210.220.170.210.20CaO0.830.691.391.200.890.450.98Na2O3.002.652.353.242.813.042.45K2O4.895.755.754.955.055.676.14P2O50.020.050.080.030.030.030.02燒失量0.610.691.091.511.180.581.00總量99.9699.9899.7899.9499.9999.44100.07A/CNK1.111.121.091.071.171.141.08N/K0.610.460.410.650.560.540.4La50.773.7106.036.228.541.833.5Ce117.0164.0210.074.160.789.862.9Pr12.016.619.07.456.449.126.92Nd45.663.471.028.825.735.426.0Sm9.0810.708.325.806.397.184.91Eu0.600.580.740.580.460.510.63Gd6.768.406.614.734.826.243.96Tb0.680.900.530.550.580.660.43Dy2.634.052.082.551.952.811.72Ho0.330.640.320.400.280.380.25Er0.721.700.820.980.590.880.62Tm0.070.190.080.120.050.100.06Yb0.411.330.470.780.330.610.43Lu0.060.180.060.100.040.090.06Y8.4917.107.8011.007.1211.507.73ΣREE246.63346.37163.14426.03136.83195.57142.39LREE/HREE20.1618.9214.9837.8314.8415.6317.91LaN/YbN88.7039.7533.29161.7761.9549.1555.88δEu0.230.190.340.310.250.230.44Rb183237173223164201262Ba192255371506250375576Th73.780.742.151.931.04126.6U6.245.731.624.863.506.125.17Ta0.570.480.250.880.671.883.39Nb6.8327.36.1825.410.915.330.7Sr75.794.399.1101181134101Zr12315218797.4137.4114104Hf4.895.822.274.331.514.074.40Ti54011281226569382625678Y8.4917.17.811.07.1211.533.2

綜前所述，黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖是在后碰撞構(gòu)造環(huán)境下，由秦嶺巖群郭莊巖組中含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖部分熔融所形成S型花崗巖，它是成熟度較高的殼源高硅、過(guò)鋁、富鉀、低磷、低鈦的鈣堿性花崗巖。

圖9 東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖SiO2—Al2O3構(gòu)造環(huán)境判別圖解(據(jù)Maniar等，1989)Fig. 9 SiO2—Al2O3 tectonic setting determinant diagram of Huanglongmiao monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts. (After Maniar etal.,1989) IAG—島弧花崗巖類(lèi)；CAG—大陸弧花崗巖類(lèi)；CCG—大陸碰撞花崗巖類(lèi)；POG—后造山花崗巖類(lèi)；RRG—與裂谷有關(guān)的花崗巖類(lèi)；CEUG—與大陸的造陸抬升有關(guān)的花崗巖類(lèi)

5.2 構(gòu)造意義

從超大陸的裂解至新元古代晚期，北秦嶺經(jīng)歷了怎樣的地質(zhì)演化缺少直接的令人信服的證據(jù)，但在北秦嶺的南側(cè)商(南)丹(鳳)洋存在的時(shí)間證據(jù)可以推至534Ma(Dong Yunpeng, 2011a,2011b)甚至更早。郭家溝、涌峪、關(guān)子鎮(zhèn)、小王澗、黑河等地蛇綠巖的發(fā)現(xiàn)，表明了500Ma以前，商丹洋已經(jīng)發(fā)育了廣闊的洋盆，同時(shí)洋殼向北秦嶺下猛烈俯沖。清油河至武關(guān)河之間的秦嶺巖群郭莊巖組中存在大量與含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖構(gòu)造接觸的含石榴子石斜長(zhǎng)角閃巖，雖然多數(shù)薄片鑒定的結(jié)果不支持其是榴輝巖的結(jié)論。但是在個(gè)別石榴子石中確實(shí)存在有綠輝石的殘晶(Cheng Hao et al.,2011)，其峰期變質(zhì)年齡為490±6Ma。寨根北榴輝巖和西峽北榴閃巖的峰期變質(zhì)年齡分別為495±2Ma和503±5Ma(劉良等，2013)。這些發(fā)現(xiàn)表明，在500Ma左右，北秦嶺地塊的南緣存在超高壓變質(zhì)作用，這與商丹洋洋殼的自南向北俯強(qiáng)力沖密不可分。同時(shí)產(chǎn)生了與島弧關(guān)系十分密切的關(guān)子鎮(zhèn)巖體(507±3Ma) (王濤等，2009)和陸塊邊緣加厚再抬升部分熔融產(chǎn)生的漂池巖體(496.1±4.2Ma) (王濤等，2009)和淺色長(zhǎng)英質(zhì)脈體(閆全人等，2007)。

450～430Ma是東秦嶺花崗巖發(fā)育最廣泛的時(shí)期之一，棗園巖體、灰池子巖體、寬坪巖體等是這個(gè)時(shí)期巖體的典型代表。它們均發(fā)育有產(chǎn)狀為100°～120°∠15°～25°的線狀、桿狀構(gòu)造，具有自東向西斜向上擠出的跡像(Wang Tao et al., 2000)。這與碰撞晚期產(chǎn)生的側(cè)向走滑、塊體逃逸等現(xiàn)象一致。清油河榴輝巖(Cheng Hao et al.,2011)、寨根北榴輝巖(劉良等，2013)和西峽北榴閃巖(劉良等，2013)在450Ma前后也發(fā)生的中壓麻粒巖相退變質(zhì)作用。如此快速的回返抬升速度，很可能是暗示了此時(shí)的東秦嶺已經(jīng)處在了全面匯聚碰撞的晚期階段。由于商丹洋閉合后洋殼的拖曳作用，南秦嶺地塊物質(zhì)已經(jīng)下插至北秦嶺地塊之下，才使得北秦嶺地塊快速回返抬升。隨著北秦嶺地塊的進(jìn)一步抬升，該區(qū)廣泛發(fā)育了具有“巴羅式”變質(zhì)作用特征的角閃巖相變質(zhì)作用(張建新等，2011)變質(zhì)年齡為418～426Ma(張建新等，2011；Hao Cheng et al.,2011；劉良等，2013)。此時(shí)，東秦嶺地區(qū)碰撞作用進(jìn)入了頂峰。

圖10東秦嶺丹鳳黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖Rb—(Y+Nb) 環(huán)境判別圖解 (據(jù)pearce,1996)Fig. 10 Rb—(Y+Nb) tectonic setting determinant diagram of Huanglongmiao monzogranite in Danfeng, Eatern Qinling Mts. (After pearce,1996) Syn-COLG—同碰撞花崗巖；WPG—板內(nèi)花崗巖；VAG—火山弧花崗巖；ORG—洋脊花崗巖；POST-COLG—后碰撞花崗巖

研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)鋁的S型花崗巖是在后碰撞環(huán)境下，地殼加厚達(dá)到最高值之后才定位的，而且很可能它們的出現(xiàn)標(biāo)志著造山帶后碰撞階段的開(kāi)始(肖慶輝等，2002)。由于后碰撞環(huán)境下，構(gòu)造應(yīng)力趨于松弛，下部基性巖漿底劈上侵，帶來(lái)了大量的熱量，使得區(qū)域地溫梯度快速升高。秦嶺巖群郭莊巖組的含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖在高的地溫梯度下發(fā)生部分熔融形成巖漿，侵位于黃龍廟片麻巖穹窿之中，其年齡為415.2±2.0Ma。而巴羅型角閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用的變質(zhì)年齡為426Ma，因此，東秦嶺早古生代碰撞作用415～426Ma之間進(jìn)入后碰撞構(gòu)造環(huán)境。另外，黃龍廟二長(zhǎng)花崗巖除受晚期淺層構(gòu)造活動(dòng)影響，產(chǎn)生的碎裂構(gòu)造外，該巖體無(wú)明顯的變質(zhì)、變形現(xiàn)象，表明早泥盆世以后的東秦嶺地區(qū)并未經(jīng)歷大規(guī)模的區(qū)域性變質(zhì)變形，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的地質(zhì)演化階段。

后碰撞的伸展作用也使得抬升剝蝕作用并不明顯，冷卻速度只有2.5℃/Ma， 400Ma之后，區(qū)域上秦嶺巖群的溫度才低于540℃(Dong Yunpeng et al., 2011c)。在較高溫度和緩慢抬升冷卻速度下，片麻巖穹窿中的S型花崗巖漿可以具有較長(zhǎng)結(jié)晶演化時(shí)間，尤其是花崗巖結(jié)晶后期產(chǎn)生的含鈾富揮發(fā)份殘余巖漿能運(yùn)移到空間有利的位置形成花崗偉晶巖，同時(shí)也形成了陳家莊、光石溝等具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的花崗偉晶巖型鈾礦床。

6 結(jié)論

(1) 陜西丹鳳地區(qū)的黃龍廟淺色產(chǎn)鈾含榴二長(zhǎng)花崗巖是成熟度較高的殼源高硅、過(guò)鋁、富鉀的鈣堿性S型花崗巖，其形成年齡為415.2±2.0Ma，為志留紀(jì)末期花崗巖。

(2) 該花崗巖是在后碰撞環(huán)境下，由秦嶺巖群郭莊巖組的含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖部分熔融所形成。

(3) 在415～426Ma之間，東秦嶺地區(qū)早古生代碰撞作用進(jìn)入后碰撞階段，自早泥盆世起，該區(qū)進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的地質(zhì)演化階段。

注 釋 / Note

? 萬(wàn)吉. 1992. 陜西丹鳳三角地帶花崗巖同位素研究.核工業(yè)二〇三研究所內(nèi)部資料.