秦岭—祁连结合部陇山构造带地质演化探讨——早古生代晚期花岗岩和中基性包裹体地球化学和独居石、锆石U-Pb年龄证据.pdf

2.02.3May年.5月GEOLOGREVIEW评论质地No.Vol.69第3 期第6 9 卷秦岭一祁连结合部陇山构造带地质演化探讨早古生代晚期花岗岩和中基性包裹体地球化学和独居石、锆石U-Pb年龄证据畅莹磊，罗金海，陈卓大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，西安，7 10 0 6 9WWW Ma，锆石U-Pb测年获得了3个主峰年龄（439.5M a、6 34.5M a 和2 2 6 5Ma）和5个次级峰值年龄（56 8.7 Ma、18 7 5M a、2 112 M a、2 6 0 4M a 和2 7 38 Ma）。黑云斜长片麻岩的地球化学特征反映其原岩是经历过显著的结晶分异作用的中基性岩，在其中分选出了两类锆石：环带清晰且经受了热液蚀变的岩浆锆石，对其U-Pb测年获得了一条很好的不一致线，不一致线的上、下交点年龄分别是219442Ma和431.2 58.1Ma；C L图像整体很暗的变质锆石或热液蚀变锆石，在这类锆石中获得了峰值年龄513.1Ma。结合区域地质资料，笔者等把片麻状二长花岗岩的形成时间限定为431.2 439.5Ma，把黑云斜长片麻岩原岩的形成时间限定为2 19442 Ma。片麻状二长花岗岩与文献揭示的围岩（斜长角闪片岩）的形成时间基本一致，暗示431.2 439.5Ma期间陇山地区大量发育中基性和酸性岩浆活动，岩浆作用具有显著的地区差异特点。北祁连洋盆和北秦岭西段洋盆向北的俯冲活动在513.1Ma时可能影响到了本文研究区。2 7 38 Ma、2 6 0 4M a、2 112 M a 2265Ma和18 7 5Ma等峰值年龄分别应该是华北克拉通在新太古代晚期的陆壳生长事件和古元古代早期克拉通裂解事件在研究区的反映。6 34.5Ma期间研究区可能处于一种未知的特别的构造环境。总体来看，陇山构造带在前寒武纪时作为华北地块的一部分而演化，显生宙以来其构造演化过程受到秦岭造山带和北祁连造山带的显著影响。关键词：秦岭一祁连结合部；二长花岗岩；中基性岩；独居石U-Pb测年；锆石U-Pb测年陇山构造带位于鄂尔多斯地块、北秦岭造山带与北祁连造山带交汇部位（图1a），多个大地构造单元的共同作用导致陇山地区发育多种类型的地质建造和地质体，地质体中往往会记录多期地质作用的改造和叠加信息，对这些地质体的深入研究无疑会有助于进一步深化对鄂尔多斯地块、北秦岭造山带和北祁连造山带的研究。陇山地区广泛出露前寒武系结晶基底地层县陇山岩群（Pt，L）（图1b），陇山岩群主要由一套中一深变质的角闪岩相结晶岩系组成，岩石类型主要包括长英质片麻岩、黑云（斜长）石英片岩、斜长角闪片岩和石墨大理岩等。地学界长期以来对陇山岩群的形成时代有多种认识（贾明辉等，2 0 2 1），如：古元古代（何艳红等，2 0 0 5；王银川等，2 0 12）、中元古代（吴茂炳等，2 0 0 0）、新元古代（宋志高，1995；吴茂炳等，2 0 0 2）和晚奥陶世一早志留世（何世平等，2 0 0 6；孟祥舒，2 0 17）。徐可心（2 0 18）主张陇山岩群可以解体为新太古代一古元古代（2.5Ga和1.7 5Ga）的亲华北结晶基底岩系和寒武纪晚期一早古生代（539 454Ma）的变沉积岩系两套地质体。贾明辉等（2 0 2 1）认为北祁连造山带东端的陇山岩群应解体为古元古代一新元古代古老结晶基底岩系和早古生代变质火山一沉积岩系两套地质体。笔者等认为陇山岩群应该是穿时的，其时代从古元古代直到早古生代，但由于文献中一般将其标定为Pt,L,笔者等在图1b中暂时仍将其标注为Pt,L。陇山岩群局部被不同时代的地层覆盖并被不同时代的岩体穿插其中，这些不同时代的地层和岩体主要有：晚寒武世红土堡辉绿岩墙（50 0 3Ma，付长垒等，2 0 19）、下奥陶统红土堡玄武岩（48 438Ma，46 338 M a，胡波，2 0 0 5）、上奥陶统红土注：本文为国家自然科学基金资助项目（编号：42 0 7 2 2 31）的成果收稿日期：2 0 2 2-0 7-2 1；改回日期：2 0 2 2-12-0 3；网络首发：2 0 2 2-12-2 0；责任编辑：章雨旭。Doi：10.16 50 9/j.g e o r e v i e w.2 0 2 2.12.0 55作者简介：畅莹磊，男，1998 年生，硕士研究生，构造地质学专业；Email：6 440 117 0 q q.c o m。通讯作者：罗金海，男，196 7 年生，博士，教授，主要从事构造地质学和区域构造地质学的教学和研究；Email:。831祁连结合带地质演化探讨畅莹磊等：秦岭第3 期N.O0.SE10625E10630E10635E10640E(b)&上关厂C-OO,80T.nYKT.yT.yE-02Pt,LK六Pt,LY元K,S,8车古S,8陇X40盘山T.yBu0,T.nY构Y元山固关QQ造BuQPt,L韩家河15带OS,S,8三桥0.80构S.YK,O阎家店马鹿K,Q老爷岭T.nY造40入o双岔河Pt,L礼拜寺S.pOPt,L。成宜关(a)柴达木地块祁连造山带带2Q华北板块N东昆仑造山带S.pO州研究区图(b)西宁Pt,L西安北秦岭构造带Pt,LS,poSK秦天水商丹缝合带岭勉略缝合带造S.poPt,L山七桥S.400km带4kmT.nY扬子板块扫帚滩。第四系K下白垩统T.y上三叠统延长组上奥陶统0.80晚奥陶世石英闪长岩QQuaternaryLowerCretaceousUpperTriassicYanchangFormationUpperOrdovicianLateOrdovicianquartzdiorite-O,寒武系-中奥陶统Pt,L古元古界陇山岩群T.nY晚三叠世二长花岗岩S.Y早志留世正长花岗岩Cambrian-MiddleOrdovicianPaleoproterozoicLongshanGroupLateTriassicmonzoniticgraniteEarlySilurian syenogranite早志留世细粒角闪岩早志留世闪长岩花岗斑岩脉辉绿岩脉断层S,Y元uEarlySilurianfine-grainedamphiboliteEarlySiluriandioritegraniteporphyryveindiabase dykefault地质界线角度不整合界线层理产状片麻理产状采样位置40￥40geologicalboundaryangularunconformityboundarybedding occurencegneissosityoccurrencesamplinglocation图1秦岭一祁连结合部陇山构造北部及邻区地质图Fig.1 Geological map of the north of Longshan tectonic zone in the joint part of QinlingQilian Orogenic Beltsand its adjacent area据1：2 5万宝鸡市幅区域地质调查成果报告（陕西省地质调查院，2 0 0 3）、1：2 5万天水市幅区域地质调查成果报告（长安大学地质调查研究院、甘肃省地质调查院，2 0 0 4）、ZhangHongfei etal.（2 0 0 6）、裴先治等（2 0 0 7）等资料修编Based on the Report of 1:250000 Regional Reological Survey Results of Baoji Sheet(Shaanxi Provincial Geological Survey Institute,2003),1:250000 Tianshui Regional Geological Survey Report(Institute of Geological Survey,Chang an University,Gansu Provincial Geological SurveyInstitute,2004),Zhang Hongfei et al.(2006),Pei Xianzhi et al.(2007)and other data revision)堡基性火山岩和陈家河中酸性火山岩（443.41.7Ma，何世平等,2 0 0 7 a，b;447 8 M a,448 8 M a,李王哗，2 0 0 8）、晚奥陶世石英闪长岩（454.7 1.7Ma，陈隽璐等，2 0 0 7）、下志留统葫芦河群浅变质碎屑岩（裴先治等，2 0 12）、早志留世闪长岩（44110Ma,ZhangHongfei et al.，2 0 0 6;440 10 M a,裴先治等，2 0 0 7）、早志留世花岗岩（43410 Ma，Zh a n gHongfeietal.，2 0 0 6;440.54.4M a,魏方辉等，2012）、中一晚三叠世花岗质岩体（2 2 97 Ma，ZhangHongfeietal.，2 0 0 6）、上三叠统酸性火山岩（2 11.12.6 M a，徐学义等,2 0 0 7；宿晓红，2 0 0 8；214.63.8Ma，邱欣卫,2 0 11）、晚三叠世潜火山岩（2 0 9.35.8 M a，丁守卓等，2 0 15）和下白垩统六盘山群三桥组（K,s）粗碎屑岩。在宝鸡市以西约40km的渭河边上发育早古生代超基性岩（赤沙超基性岩）（地质部陕西省地质局区域地质测量队二十一分队；陕西省地质调查院；徐学义等，2 0 0 8）。由此可见陇山地区地质体的种类繁多且时代跨度极大，对陇山岩群形成时代的看法也不一致。虽然陇山地区经历了多期不同类型的地质作用，但是迄今为止在陇山构造带中，除了何艳红等（2 0 0 5）和徐可心（2 0 18）在陇山岩群花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩83220233年论质地评和黑云母石英片岩中获得少量的多期地质作用信息之外，在同一地质体中揭示出来的地质作用的叠加信息却相对比较少，难道这是该地区后期地质作用对早期地质作用的彻底改造所致？笔者等报道了陇山岩群中一个早志留世小型片麻状二长花岗岩体及其相伴产出的中基性岩体（已变质成为黑云斜长片麻岩）的独居石和锆石U-Pb地质年代学及其地球化学特征，花岗岩和中基性岩中均具有丰富的地质年代学信息，其中有一些现有研究中未曾报导过的地质年代学信息，论文在此基础之上探讨了陇山构造带从2 8 0 0 Ma以来的地质演化特征，并探讨了这些地质年代学信息对鄂尔多斯地块、北秦岭造山带和北祁连造山带前寒武纪一早古生代构造演化的地质意义。地质概况及样品的岩石学1与岩相学特征笔者等研究的片麻状二长花岗岩与黑云斜长片麻岩出露于陕西省宝鸡市陇县固关镇三桥村西部约2000m处，位于陇山构造带北部，采样点位坐标34560.10N、10 6 34 2 9.19 E（图1b）。片麻状二长花岗岩的围岩是陇山岩群（Pt,L）斜长角闪片岩（图2 a），陇山岩群在远离笔者等采样点的地方逐渐变为（石墨、透辉石）大理岩、石英岩、石榴子石黑云石英片岩、矽线石石榴子石黑云斜长片麻岩等。三桥片麻状二长花岗岩与陇山岩群之间由于后期的改造作用而呈现出逐渐过渡的特点。片麻状二长花岗岩穿插在黑云斜长片麻岩之中，黑云斜长片麻岩以似夹层状产出于片麻状二长花岗岩之中，片麻状二长花岗岩的规模明显大于黑云斜长片麻岩（图2 b）。片麻状二长花岗岩呈现很淡的肉红色，由片麻状构造限定的似层状形态极不稳定，局部呈最大“厚度”约3m的块状。黑云斜长片麻岩的厚度较薄，总体规模比较小，通常沿着岩层走向方向延伸不远，整体呈现被片麻状二长花岗岩包裹的状态片麻状二长花岗岩呈淡肉红色，似片麻状构造(a）(b)(c)斜长角闪片岩黑云斜长片麻岩片麻状三长花岗岩500umd(e)PI(f)PIPIAmAmBtBtBtPIAmAmBtPIP1BtPIBtP1500um500um500um图2 秦岭一祁连结合部陇山构造带片麻状二长花岗岩和黑云斜长片麻岩的野外露头和显微照片Fig.2 Field outcrops and micrograph