北秦岭西段唐藏石英闪长岩岩体的形成时代及其地质意义 - 图文

第22卷 第1期2008年2月

现 代 地 质

GEOSCIENCE

Vol122 No11

Feb12008

北秦岭西段唐藏石英闪长岩岩体的形成时代

及其地质意义

陈隽璐,徐学义,王洪亮,王宗起,曾佐勋,王 超,李 平

(11西安地质矿产研究所,陕西西安 710054;

31西北大学地质学系,陕西西安 710069;

21中国地质大学地球科学学院,湖北武汉 430074;41中国地质科学院地质研究所,北京 100037)

1,2

1

1,3

4

2

1

1

摘要:在对陕西宝鸡一带进行地质大调查时,发现北秦岭造山带西段的唐藏石英闪长岩体具有埃达克岩的特征。利用阴极发光、LA-ICPMS方法对唐藏石英闪长岩的单颗粒锆石进行了U-Pb测年,所选锆石晶体均呈长柱状,振荡环带发育,Th/U=0133~1110,为典型的岩浆成因锆石。测试的29个样品的206Pb/238U加权平均年龄为(45410?117)Ma,各测点206Pb/238U表面年龄与加权平均年龄在误差范围内近于一致,因此,这一数值代表岩浆生成年龄。结合北秦岭造山带西段代表洋壳残片的关子镇、岩湾蛇绿(混杂)岩形成时代,说明早古生代古秦岭丹凤洋沿商丹带一线向北发生俯冲消减作用,

(45410?117)Ma可能代表俯冲消减的初始时期。研究结果为北秦岭早古生代造山作用过程、壳幔相互作用

LA-ICPMS测年;唐藏石英闪长岩体;北秦岭西段

及大陆动力学的研究提供了重要的依据。关键词:锆石;埃达克岩;中图分类号:

P588112+2;P597 文献标识码:A 文章编号:1000-8527(2008)01-0045-08

LA-ICPMSZirconU-PbDatingofTangzangQuartz-dioritePlutonintheWestSegmentofNorthQinlingMountainsandItsTectonicSignificance

CHENJun-lu,XUXue-yi,WANGHong-liang,WANGZong-qi,

ZENGZuo-xun,WANGChao,LIPing

Geosciences,Wuhan,Hubei 430074,China;

2

1

1

1,2

1

1,3

4

(11XipanInstituteofGeologyandMineralResources,Xipan,Shaanxi 710054,China;21FacultyofEarthScience,ChinaUniversityof

31FacultyofGeology,NorthwestUniversity,Xipan,Shaanxi 710069,China;

41InstituteofGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing 100037,China)

Abstract:TheTangzangquartz-dioriteplutonwhichhasthecharacteristicsofAdakitewasfoundedinageolog-icalsurveyinBaoj,iShaanxi1Zirconsfromthequartz-dioriteplutonaregenerallycolorlessandlongcolumnarwithobviousmagmaticzone1TheLA-ICPMSzirconU-Pbgeochronologyof29samplesfromtheplutonwithTh/Uratiosfrom0133to1110,yieldedaweightedmean

206

Pb/Uageof(45410?117)Maasthemagmatic

238

crystallineageoftheprotolithofthequartzdiorite1IntegratedtheformationageoftheGuanzizhenandYanwan

ophiolitesinthewestsegmentofnorthQinlingorogenicbel,titisindicatedthatthesubductionprocessofDan-fengoceanalongtheShangdanbelthadexisted,

andtheageof(45410?117)Maistheearlyperiodofthe

subductionprocess.Theresultprovidesanimportantevidenceontheresearchoforogenicprocess,mantlecrustinteraction,andcontinentaldynamicsofnorthQinlingmountains.Keywords:zircon;Adakite;LA-ICPMSdating;Tangzangquartz-dioritepluton;westsegmentofnorthQinlingorogenicbelt

收稿日期:2007-09-03;改回日期:2007-12-18;责任编辑:潘令枝。1212010611807)。

基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAB01A11);中国地质调查局国土资源大调查研究项目(1212010610319, 作者简介:陈隽璐,男,高级工程师,博士研究生,1964年出生,构造地质学专业,主要从事区域地质构造研究工作。

Emai:lchjl0116@1631com。

46现 代 地 质2008年

0 引 言

自Defant和Drummnd1990年提出埃达克岩

[1]

(Adakite)这一术语,对其研究已成为当前地球动力学领域的前沿课题

[2]

1 地质特征

研究区位于北秦岭造山带西段的陕西凤县唐藏一带。由商丹构造带往北,该地区出露的主要地层依次有早古生代丹凤岩群、古元古代秦岭岩群、早古生代草滩沟群及石炭纪草凉驿组;再往北被宝鸡复式杂岩体侵入占位。唐藏石英闪长岩体位于商丹构造带北侧(图1),呈不规则岩株状侵入于早古生代丹凤岩群变质火山岩-碎屑岩之中,岩体出露面积约20km,与围岩之间呈清楚的侵入接触关系,局部呈构造接触。岩体边部呈弱的片麻状构造,片麻理走向与区域北西向主构造线展布方向近于平行;岩体中发育较多的角闪质暗色包体,暗色包体形状为透镜状、不规则状,长轴略呈北西向定向排列,大小在2~20cm之间。暗色包体与唐藏岩体间界线为清楚)过渡关系。

唐藏岩体呈灰绿色,块状构造,边部糜棱岩化较强,中细粒半自形结构。其主要矿物成分包括:斜长石,为半自形板状,An=30,具环带构造,约占矿物总量的60%~70%;钾长石,它形粒状,为微斜长石和条纹长石,约占矿物总量的5%~10%;石英,它形粒状,约占矿物总量的

2

。埃达克岩的研究,对

探讨弧下岩浆作用过程、壳幔相互作用、大陆地壳的生长、演化及某些造山带古构造演化研究具

[3]

有重要意义。

北秦岭地区已报道的埃达克(质)岩仅有新元古代商南和吊庄岩体、古生代灰池子岩体等,这些岩体均出露于北秦岭造山带东部地区。笔者在北秦岭造山带西段陕西宝鸡一带进行地质大调查时,发现陕西凤县唐藏石英闪长岩体(简称唐藏岩体,下同)具有典型的埃达克岩特征。对该岩体

[5-6]

的生成年龄前人有不同认识,严阵据K-Ar年龄(31417Ma)将其置于华力西期,陕西地质矿产局区域地质矿产研究院1996年将其划归侏罗1

纪,51B25万宝鸡市幅区域地质调查报告6中将其与灰池子、红花铺英云闪长岩对比,归为早古生代。本文运用LA-ICPMS高精度同位素测年技术,对唐藏石英闪长岩体进行年代学测试研究,以约束争议较大的丹凤岩群的时限,并探讨加里东期北秦岭壳幔相互作用方式及造山作用过程。

o

[3]

[4]

图1 唐藏石英闪长岩岩体地质简图

Fig11 GeologicalsketchmapofTangzangquartz-dioritepluton

1 孙民生.1B5万辛家庄幅区域地质调查报告.陕西省地质矿产局区域地质矿产研究院.

o 陈隽璐.1B25万宝鸡市幅区域地质调查报告.陕西省地质调查研究院.2004.

1996.

第1期陈隽璐等:北秦岭西段唐藏石英闪长岩岩体的形成时代及其地质意义47

5%~10%;暗色矿物为角闪石、黑云母,约占矿物总量的5%~20%,其中角闪石呈半自形柱状,

214 测试结果及精度分析

锆石U-Pb年龄采用Glitter(ver410,MacQua-

黑云母呈半自形片状。副矿物为磁铁矿、锆石。rieUniversity)程序对锆石的同位素比值及元素含

[11]

岩石遭受绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸量进行计算,并按照Andersen的方法,用LAM盐化蚀变。

-ICPMSCommonLeadCorrection(ver3115)对其进行了普通铅校正,所有样品均采用

206

2 样品采集及分析结果

211 样品采集及制备

样品采于陕西凤县唐藏小峪河河道旁,采样

Pb/U年

238

龄,年龄计算及谐和图采用Isoplot(ver310)完[12-13]成。测试结果见表1,单个数据点的误差均为1R。

点GPS坐标为E106b35c1216d、N34b05c2415d。野由唐藏岩体的锆石U-Pb年龄谐和图(图3)可

206238

外采集新鲜岩石样品40kg,室内经人工破碎至80以看出,各测点的Pb/U年龄密集分布于目,按常规方法分选锆石,再在双目镜下挑选出无包裹体、无裂纹、透明度好的单颗粒锆石作为测试样品。将测试样品置于环氧树脂中,待固结后将锆石颗粒抛磨至其厚度的二分之一左右,使锆石内部充分暴露,然后进行锆石的光学、CL显微图像及LA-ICPMS分析。212 锆石特征

锆石CL图像(图2)在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。所选锆石晶体呈无色、淡黄色,柱状,形态较完整,晶体棱角分明,振荡环带清楚。锆石晶体一般长轴大于120Lm,单颗粒锆石长宽比介于1135~3136之间,Th/U比值较高,介于0133~1110之间,为典型的岩浆成因锆石。213 测试方法

激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICPMS)锆石微区

45417Ma附近,各测点具有非常好的一致表面年龄,并聚集在谐和线上及其附近很小的区域范围内,说明普通Pb丢失不大,MSWD=116,测年数据的精度较高。

根据所测29个样点数据获得

206

Pb/U加权平

238

均年龄为(45417?119)Ma(图4),与各测点206238

Pb/U的表面年龄一致,并与振荡环带从内到外的表面年龄也一致,如图2中21、22点等处的表面年龄;因此,这一数值代表岩浆形成年龄。

3 地质构造意义

Defant和Drummnd厘定的埃达克岩,产于现代火山弧,由俯冲的年轻大洋热板片熔融形[1,14]成;而高镁埃达克岩一般被认为源于俯冲板片熔融与地幔橄榄岩发生的反应

[15-18]

。

唐藏岩体以较多长英质暗色包体为特征,矿

原位单点定年测试,在西北大学大陆动力学国家物组合显示为含角闪石钙碱性花岗岩类(ACG),

[19-20]

重点实验室进行测定,在Agilent7500型ICP-MS属俯冲作用的产物。唐藏岩体的岩石化学特和德国LambdaPhysik公司的ComPex102ArF准分子激光器(工作物质ArF,波长193nm),以及MicroLas公司的GeoLas200M光学系统的联机上进行。激光束斑直径为30Lm,激光剥蚀样品的深度为20~40Lm。实验中采用He作为剥蚀物质的载气,用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NISTSRM610进行仪器最佳化。采样方式为单点剥蚀,数据采集选用一个质量峰一点的跳峰方式,每完成5个测点的样品测定,加测标样一次。在所测锆石样品分析10个点之前、后各测1次NISTSRM610。锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标标准物质,元素含量采用NISTSRM610作为外标,Si作为内标。详细分析步骤和数据处理方法参见相关文献[7-10]

29

征如下:w(SiO2)=62102%~64126%(>56%),w(Al2O3)=16155%~17145%(>15%),w(Na2O)=4199%~6191%(\\315%),w(Na2O)/w(K2O)>2149,为钠质;D=2124~4124,A/CNK=0182~1101,为偏铝质钙碱性系列岩;w(MgO)=1171%~2109%,Mg[Mg/(Mg+Fe)]=0159

-6-6

~0163;w(Y)=1116@10~1318@10(<18@10

-6

#

2+

2+

total

),w(Yb)=0196@10

-6

-6

-6

~1114@10

-6

-6

(<

-6

119@10),w(Sr)=1069@10~1296@10

(>400@10),w(Sr)/w(Y)=80198~108119(\\40),大离子亲石元素(K、Rb、Sr、Ba、Th)等相对富集,高场强元素(Nb、Ta、T、iZr、Y)等相对亏损;w(ELREE)/w(EHREE)=17172~25182,轻稀土强烈富集,重稀土亏损,DEu=0187~110,无或具Eu弱负异常。唐藏岩体的岩。48现 代 地 质2008年

第1期陈隽璐等:北秦岭西段唐藏石英闪长岩岩体的形成时代及其地质意义49

图2 唐藏岩体部分锆石阴极发光照片

(圈内数字表示U-Pb分析点,其他数字表示206Pb/238U表面年龄)

Fig12 CLimagesofzirconsfromTangzangquartz-dioritepluton

(numbersinthecirclesrepresenttheanalysisspotsofU-Pb,

andtheothernumbersrepresentagesof206Pb/238U)

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