陜西秦嶺梁巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

蘇薔薇，張 靜，王文博

(地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

陜西秦嶺梁巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義

蘇薔薇，張 靜，王文博

(地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

三疊紀(jì)花崗巖在秦嶺造山帶廣泛發(fā)育，直接記錄了秦嶺造山帶演化過程中的重要信息。秦嶺梁巖體位于秦嶺造山帶商丹縫合帶北側(cè)，巖性主要為石英二長斑巖，斑晶為鉀長石，部分斑晶具有白色斜長石環(huán)邊；基質(zhì)主要由石英(25%)、斜長石(45%)、鉀長石(10%)、黑云母(15%)、角閃石(5%)組成。秦嶺梁巖體中的鋯石自形程度好，具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，顯示巖漿鋯石的特征，兩個樣品的LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡分別為(216.5±2.1) Ma和(219.4±2.6) Ma，二者在誤差范圍內(nèi)一致，表明該巖體的巖漿結(jié)晶年齡為晚三疊紀(jì)。秦嶺梁巖體的巖漿結(jié)晶年齡與勉略洋殼向北俯沖的時間(248～200 Ma)一致，表明巖體的形成與勉略洋殼向北俯沖有密切聯(lián)系；同時秦嶺梁石英二長斑巖的地球化學(xué)特征顯示其是洋殼俯沖時弧巖漿活動的產(chǎn)物。因此北秦嶺地區(qū)勉略洋閉合時間和陸陸碰撞拼合時間應(yīng)不早于216～219 Ma。

秦嶺梁巖體；LA-ICP-MS；鋯石U-Pb同位素年齡；秦嶺造山帶

0 引 言

秦嶺造山帶是一個典型的復(fù)合型大陸造山帶，標(biāo)志著揚(yáng)子板塊與華北板塊之間的碰撞拼合[1-11]。該造山帶由4個構(gòu)造單元(華熊地塊、北秦嶺造山帶、南秦嶺造山帶和松潘褶皺帶)和兩個縫合帶(商丹縫合帶和勉略縫合帶)構(gòu)成[12-15]。該造山帶內(nèi)三疊紀(jì)花崗巖廣泛發(fā)育[16-23]，這些巖體是秦嶺造山帶俯沖、碰撞和伸展過程中的重要產(chǎn)物，直接記錄了秦嶺造山帶演化過程中的重要信息。

秦嶺梁巖體位于北秦嶺造山帶商丹縫合帶北側(cè)，與老君山、沙河灣、柞水構(gòu)成一花崗巖帶，其同位素測年在210～222 Ma之間[24-26]。關(guān)于該巖帶的巖石學(xué)特征、類型及其地質(zhì)意義，在過去十幾年間已開展了詳細(xì)的研究，但仍存在不同的認(rèn)識。部分研究者認(rèn)為這些巖體為奧長環(huán)斑花崗巖(rapakivi)，形成于非造山構(gòu)造背景或板內(nèi)拉張構(gòu)造環(huán)境或造山后環(huán)境，據(jù)此認(rèn)為三疊紀(jì)時秦嶺造山帶已由碰撞造山的擠壓階段轉(zhuǎn)為板內(nèi)階段[26-28]；部分研究者認(rèn)為這些巖體為大陸碰撞造山帶地區(qū)常見的石英二長斑巖，屬于同碰撞型花崗巖[4]，形成于陸陸碰撞的初期[19]或擠壓向伸展轉(zhuǎn)變期[29]；還有研究者認(rèn)為這些巖體為黑云母二長花崗巖，屬于后碰撞型花崗巖，發(fā)育在主造山期后[24-25]?？傮w上，隨著研究的深入，越來越多的研究者認(rèn)為該巖帶形成于碰撞造山體制下，三疊紀(jì)時秦嶺地區(qū)逐漸由洋陸俯沖轉(zhuǎn)變?yōu)殛戧懪鲎搀w制[12,14,30-32]。

圖1 秦嶺地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造(a)及秦嶺梁巖體地質(zhì)簡圖(b)(據(jù)Wang等[9]，修改)Fig.1 Simplified tectonic (a) and geological sketch map of the Qinlingliang intrusion (b)[9]F1.秦嶺北界逆沖斷層；F2.石門—馬超營逆沖斷層；F3.洛陽—川—方城逆沖推覆斷層；F4.皇臺—瓦穴子—申陽臺(明港)推覆帶；F5.朱陽關(guān)—夏館—大河逆沖斷層；F6.山陽—鳳鎮(zhèn)逆沖推覆斷層；SF1.商丹縫合帶；SF2.勉略縫合帶

本文利用LA-ICP-MS對秦嶺梁巖體中的鋯石進(jìn)行了U-Pb法定年，精確厘定了該巖體的結(jié)晶年齡，為研究北秦嶺地區(qū)的巖漿活動提供年代學(xué)依據(jù)，同時也約束了北秦嶺造山帶俯沖到碰撞的時間。

1 地質(zhì)背景和巖體特征

北秦嶺造山帶南以商丹斷裂為界與南秦嶺造山帶相鄰，北以欒川斷裂為界與華北板塊南緣相鄰(圖1a)。自北向南，區(qū)內(nèi)依次發(fā)育寬坪群、二郎坪群和秦嶺群，分別以瓦穴子斷裂(F4)和朱夏斷裂(F5)為界。寬坪群為一套中低變質(zhì)巖系，原巖為變質(zhì)火山和陸源碎屑巖，主要發(fā)育在中元古代大陸邊緣的海盆環(huán)境；二郎坪群是一中低級變質(zhì)玄武質(zhì)雙峰火山沉積巖建造，主要發(fā)育在晚元古代—早古生代弧后盆地環(huán)境[1-2]；秦嶺群為一高級變質(zhì)復(fù)合體，包括晚古生代火山弧火山巖建造、晚元古代—早古生代發(fā)育的島弧區(qū)火山-沉積建造和中元古代前島弧基底巖石[2]。北秦嶺地區(qū)大規(guī)模巖漿侵入活動主要發(fā)生在印支-燕山運(yùn)動期間[7,9,12,14]，商丹縫合帶兩側(cè)發(fā)育大量三疊紀(jì)花崗巖，包括秦嶺梁巖體、老君山巖體、東江口巖體、柞水巖體、曹坪巖體、沙河灣巖體(圖1b)。

秦嶺梁巖體出露于陜西省寶雞市南部約40 km處，巖體面積約20 km2；南與前奧陶系變質(zhì)巖(秦嶺群)接觸，北與元古界寬坪群的石英片巖接觸，被后期花崗巖侵入吞噬，并被淺色巖脈穿入，屬于寶雞復(fù)式雜巖體的第二期侵入體，位于寶雞雜巖體的東南緣。寶雞雜巖體位于華北與揚(yáng)子板塊主縫合帶商丹斷裂北側(cè)，為多期侵入的復(fù)式巖基：第一期侵入體為海西期的輝長巖-閃長巖-石英閃長巖巖株；第二期侵入體為規(guī)模較小的印支期秦嶺梁和老君山巖體；第三期侵入體為中粗粒二長花崗巖和似斑狀二長花崗巖，規(guī)模巨大，構(gòu)成寶雞巖基主體；第四期侵入體為細(xì)粒黑云母二長花崗巖。

圖2 秦嶺梁巖體的顯微照片F(xiàn)ig.2 Photomicrographs of the Qinlingliang granitoidA.石英二長斑巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)(正交偏光)；B.斜長石內(nèi)部發(fā)育絹云母化(正交偏光)；C.斜長石的卡鈉復(fù)合雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)(正交偏光)；D.角閃石的簡單雙晶(正交偏光)；Kfs.鉀長石；Pl.斜長石；Hbl.角閃石；Bt.黑云母；Qtz.石英

秦嶺梁巖體巖性主要為淺灰色-肉紅色石英二長斑巖，塊狀構(gòu)造，似斑狀結(jié)構(gòu)(圖2A)。斑晶為鉀長石，自形-半自形，含量占20%左右，部分斑晶具有環(huán)邊結(jié)構(gòu)(圖2C)，即斑晶外環(huán)邊為白色奧長石(An=21～26)，內(nèi)環(huán)邊為牌號較低的鈉長石，而核心為肉紅色鉀長石，鉀長石斑晶中心向邊緣的鈉、鈣含量呈增加的趨勢[33]；這顯示了從核心到邊緣，礦物中鉀含量逐漸減少，鈉、鈣含量逐漸增多的規(guī)律性。部分具有環(huán)邊結(jié)構(gòu)的斑晶周圍聚集了較多細(xì)粒角閃石、黑云母等暗色礦物，構(gòu)成暗色邊緣?；|(zhì)為中粒花崗結(jié)構(gòu)，主要由石英(25%)、斜長石(奧長石為主)(45%)、鉀長石(10%)、黑云母(15%)、角閃石(5%)組成。奧長石呈自形-半自形板狀體，可見聚片雙晶和卡鈉復(fù)合雙晶(圖2C)，局部具微弱的絹云母化(圖2B)，可見環(huán)帶狀構(gòu)造(圖2C)；鉀長石呈自形-半自形，發(fā)育卡斯巴雙晶(圖2C)，可見網(wǎng)狀的條紋長石現(xiàn)象；石英呈它形粒狀，個別具波狀消光；暗色礦物多為半自形片狀黑云母，局部含自形角閃石，發(fā)育簡單雙晶(圖2D)；副礦物主要有磁鐵礦、榍石、磷灰石和鋯石。

2 鋯石U-Pb測年

2.1 分析方法

選取秦嶺梁2個新鮮的具有代表性的石英二長斑巖樣品進(jìn)行鋯石U-Pb同位素定年。鋯石分選工作在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點實驗室完成。首先，在嚴(yán)格避免污染的條件下破碎樣品，經(jīng)篩分、淘洗，獲得60～80目的重礦物樣品；然后在雙目鏡下挑選不同長寬比例、不同顏色、不同柱面特征和不同錐面發(fā)育程度的鋯石顆粒，并將其粘在雙面膠上，澆注環(huán)氧樹脂。待其固化后用砂紙將樣靶表面磨平，直至鋯石露出約一半晶面，拋光，進(jìn)行鋯石的透射、反射及CL顯微圖像分析。

鋯石的CL圖像分析(圖3)在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源重點實驗室完成，所用儀器為美國Gatan公司的陰極熒光光譜儀(型號MiniCL)。鋯石U-Pb同位素定年工作在西澳大學(xué)完成。所用儀器為美國Agilent公司的7500a型四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)，配備美國New Wave公司的UP-213 Laser Ablation System固體激光剝蝕系統(tǒng)。分析過程中激光束斑直徑為32 μm，頻率為5 Hz。實驗原理和詳細(xì)測試方法參見Fryer等[34]。數(shù)據(jù)處理使用GLITTER4.0程序，計算獲得同位素比值、年齡和誤差。普通鉛校正按照Andersen[35]的方法進(jìn)行。

2.2 分析結(jié)果

秦嶺梁石英二長斑巖樣品QLL-1與QLL-2中的鋯石均為無色-淺黃色，透明的，自形程度較好，多為長柱狀或短柱狀晶形，它們的長度變化為100～200 μm。鋯石的陰極發(fā)光圖像(圖3)顯示，大部分鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)清楚, 具有典型的巖漿震蕩環(huán)帶，明顯與變質(zhì)鋯石不同，與巖漿成因的鋯石特征一致；并且?guī)r漿振蕩環(huán)帶的寬度比較窄，指示鋯石結(jié)晶時巖漿處于低溫環(huán)境下。

圖3 秦嶺梁石英二長斑巖中鋯石CL圖像Fig.3 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircons from the quartz monzonite porphyry of the Qinlingliang intrusion

已有研究[36]表明，不同成因鋯石有不同的Th、U 含量及Th/U 比值：巖漿成因鋯石Th、U 含量較高，Th/U 比值一般>0.4，而變質(zhì)成因鋯石Th、U 含量低，Th/U 比值一般<0.1。樣品QLL-1的Th含量變化于212×10-6～585×10-6，平均448×10-6，U含量為302×10-6～756×10-6，平均578×10-6，Th/U比值介于0.70～0.93，平均0.80(表1)，且Th、U含量呈現(xiàn)較好的正相關(guān)關(guān)系，均顯示了典型巖漿鋯石的特征。樣品QLL-2中鋯石的Th含量為142×10-6～513×10-6，平均341×10-6，U含量211×10-6～730×10-6，平均505×10-6，Th/U比值0.54～0.89，平均0.69(表1)，同樣與典型的巖漿鋯石特征一致?？傮w上，秦嶺梁巖體兩個樣品的Th/U比值變化較大(0.54～0.93)，說明鋯石形成于化學(xué)成分相對不均勻的巖漿結(jié)晶條件下。

對樣品QLL-1的13個鋯石顆粒進(jìn)行了LA-ICP-MS U-Pb年齡分析(表1)，所有測點均落在諧和線上及其附近，顯示了較一致的206Pb/238U年齡(213～222 Ma)，加權(quán)平均年齡為(216.5±2.1) Ma(MSWD=0.56)；對樣品QLL-2測試了14顆鋯石(表1)，所有測點也落在諧和線上及其附近，顯示較為一致的206Pb/238U年齡(217～231 Ma)，加權(quán)平均年齡為(219.4±2.6) Ma(MSWD=1.18)。兩個樣品的加權(quán)平均年齡在誤差范圍內(nèi)一致；這表明秦嶺梁石英二長斑巖的結(jié)晶年齡介于216～218 Ma，形成時代為晚三疊世。

3 討 論

3.1 巖石成因類型

對于秦嶺梁巖體的巖石類型有不同說法，部分研究者認(rèn)為秦嶺梁巖體為奧長環(huán)斑花崗巖(rapakivi)[26-28]，而更多的研究者認(rèn)為該巖體為大陸碰撞造山帶地區(qū)常見的石英二長斑巖[19]或二長花崗巖[16-18]。這也得到了越來越多的巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)證據(jù)的支持。

表1 秦嶺梁石英二長斑巖中鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡

秦嶺梁巖相學(xué)特征為：似斑狀-斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，環(huán)斑直徑多為1～5 cm，普遍為自形-半自形鉀長石晶體，環(huán)邊成分單一，均為斜長石(奧長石為主)，極少見暗色礦物，環(huán)邊與核斑有清楚的交代現(xiàn)象；角閃石和黑云母具富鎂多鋁高硅的特征，F(xiàn)e/(Fe+Mg)低，未見橄欖石和輝石類礦物。而典型的奧長環(huán)斑花崗巖(rapakivi)的環(huán)斑平均直徑6～8 cm，可達(dá)10～15 cm以上，普遍為規(guī)則的卵球狀，常見多層環(huán)邊，環(huán)邊由斜長石和暗色礦物組成，環(huán)邊與核斑之間交代作用不強(qiáng)烈；角閃石和黑云母具富鐵貧鎂低硅的特征，F(xiàn)e/(Fe+Mg)高，可見微量橄欖石、紫蘇輝石、透輝石等[37]。上述巖相學(xué)特征表明，秦嶺梁巖體這些特征均與典型奧長環(huán)斑花崗巖不同。

同時，秦嶺梁巖體SiO2含量為55.00%～65.61%，K2O含量為4.05%～5.00%，Na2O含量為3.60%～4.20%[9,32]；與典型環(huán)斑花崗巖的主量元素特征有較大差距，如密云沙廠環(huán)斑花崗巖的主量元素特征：SiO2含量為63.34%～70.40%，K2O含量為5.05%～8.32%，Na2O含量為2.73%～4.03%[37]。

圖4 秦嶺梁巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖解(底圖據(jù)參考文獻(xiàn)[39], 數(shù)據(jù)來源于參考文獻(xiàn)[9,32])Fig.4 Discrimination diagrams for tectonic settings of the Qinlingliang intrusion[9,32,39]syn-COLG.同碰撞花崗巖；VAG.火山弧花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖；ORG.洋脊花崗巖

據(jù)丁孝石[38]的研究，典型幔源黑云母中MgO>15%，而殼源黑云母中MgO<6%，秦嶺梁巖體黑云母中MgO含量為12.61%～13.86%[31]，表明秦嶺梁巖體成巖物質(zhì)可能來源于殼?；煸?。原始地幔Nb/La值為1.06，下地殼為0.45，秦嶺梁巖體Nb/La比值為0.55～0.73[9,32]，顯示物質(zhì)來源為下地殼和地?；旌隙伞Ｇ貛X梁巖體εNd(210 Ma)值為-5.5～-4.0，TDM2(Nd)值為1.17～1.25 Ga，指示秦嶺梁巖體形成于中元古代原巖。但是，秦嶺梁巖體的87Sr/86Sr(210 Ma)比值為0.705 95～0.706 15，小于0.709 00[9]，低于區(qū)域中元古代基底,說明源區(qū)還需要一個更低的87Sr/86Sr的物質(zhì)來源，只有由火山洋殼脫水衍生的流體是低87Sr/86Sr適合的來源。前人關(guān)于秦嶺梁巖體Hf同位素的研究[14]也表明其巖漿源區(qū)為俯沖板塊與秦嶺造山帶基底熔體或流體的混合。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景，推斷秦嶺梁巖體物質(zhì)來源為俯沖洋殼與秦嶺造山帶基底。

研究表明，不同構(gòu)造環(huán)境下形成的各種巖石的元素含量與同位素值也不同，不同元素組合特點反映不同的花崗巖成巖構(gòu)造環(huán)境。秦嶺梁花崗巖在Pearce等[39]的Rb與Y+Nb和Yb+Ta圖解中均落入VAG區(qū)域內(nèi)(圖4)，說明秦嶺梁巖體形成于俯沖環(huán)境。秦嶺梁花崗巖顯示Nb、Ta和Ti虧損，輕Y富集[9]，這是與俯沖相關(guān)的火山弧背景下形成的巖石的典型特征。這一觀點也得到Sr-Nd-Hf同位素組成的支持。結(jié)合該區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景及元素、同位素特征研究，認(rèn)為秦嶺梁巖體成巖物質(zhì)來源為俯沖板塊與秦嶺造山帶基底熔體或流體的混合，并且形成于古特提斯洋殼向北俯沖形成的陸弧環(huán)境。

3.2 秦嶺梁巖體形成的地球動力學(xué)背景

部分研究者認(rèn)為秦嶺梁巖體形成于非造山構(gòu)造背景或板內(nèi)拉張構(gòu)造環(huán)境或造山后環(huán)境，據(jù)此認(rèn)為三疊紀(jì)時秦嶺造山帶已由碰撞造山的擠壓階段轉(zhuǎn)為板內(nèi)階段[26-28]；Wang等[9]認(rèn)為秦嶺梁巖體形成于后碰撞造山環(huán)境；Li等[14]認(rèn)為秦嶺梁巖體形成于大陸弧背景，先于揚(yáng)子板塊與華北大陸板塊之間古特提斯洋的最后閉合時間。本文通過對秦嶺梁巖體的研究，認(rèn)為秦嶺梁巖體形成于陸弧環(huán)境，三疊紀(jì)的秦嶺并存著洋陸俯沖和陸陸碰撞，并逐漸由洋陸俯沖轉(zhuǎn)變?yōu)殛戧懪鲎搀w制。補(bǔ)列如下證據(jù)：(1)秦嶺造山帶缺失侏羅紀(jì)地層單元[12]，指示了大洋盆地在三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)轉(zhuǎn)折期最終閉合和造山作用主要發(fā)生在侏羅紀(jì)。(2)結(jié)構(gòu)變形和變質(zhì)作用在所有早侏羅世地層均有表現(xiàn)，但在晚侏羅世地層中沒有，指示主要造山變形作用發(fā)生在侏羅紀(jì)[12]。(3)勉略蛇綠巖帶和與它相關(guān)的火山巖帶同位素年齡345～200 Ma，指示勉略洋在345～200 Ma存在[14]。(4)古地磁的數(shù)據(jù)指示揚(yáng)子板塊與華北板塊在三疊紀(jì)之前是相對獨立的，在三疊紀(jì)—早白堊世兩個板塊之間的距離在縮短指示地殼縮短誘發(fā)大洋俯沖和陸陸碰撞主要發(fā)生在三疊紀(jì)—早侏羅世[12]。

圖5 秦嶺梁石英二長斑巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb諧和圖(a，c)及加權(quán)平均圖(b，d)Fig.5 Concordia (a, c) and weighted average diagrams (b, d)of LA-ICP-MS zircon U-Pb data of the quartz monzonite porphyry of the Qinlingliang intrusion

秦嶺造山帶由北向南先后發(fā)育商丹、勉略兩個縫合帶，在勉略洋盆閉合之后，隨后揚(yáng)子板塊與南秦嶺—華北克拉通之間的碰撞[40-41]。秦嶺梁巖體出露于商丹縫合帶北側(cè)，與商丹縫合帶具有緊密的關(guān)系，商丹縫合帶代表揚(yáng)子-南秦嶺與華北克拉通之間的碰撞，因此對其進(jìn)行詳細(xì)的年代學(xué)的研究可以對秦嶺造山帶的形成演化和華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞拼合進(jìn)行約束。本文測得石英二長斑巖中鋯石的加權(quán)平均年齡為(216.5±2.1)～(219.4±2.6) Ma(圖5)，即秦嶺梁巖體的巖漿結(jié)晶年齡。Wang等[9]利用LA-ICP-MS 測得秦嶺梁巖體的巖漿結(jié)晶年齡為210～212 Ma，這兩組數(shù)據(jù)在實驗誤差范圍內(nèi)(5%)一致，因此秦嶺梁巖體的巖漿結(jié)晶年齡為210～219 Ma，即晚三疊世巖漿活動的產(chǎn)物。

三疊紀(jì)的秦嶺并存著洋陸俯沖和陸陸碰撞，并逐漸由洋陸俯沖轉(zhuǎn)變?yōu)殛戧懪鲎搀w制；秦嶺古特提斯洋于230～200 Ma期間自東向西拉鏈?zhǔn)娇p合[12,14]，揚(yáng)子陸塊與華北-秦嶺聯(lián)合大陸之間的碰撞造山作用接踵而至。在秦嶺地區(qū)，揚(yáng)子陸塊與華北-秦嶺聯(lián)合大陸之間的碰撞始于230～200 Ma，且自東向西逐漸變晚[12-14,31-32]。北秦嶺高鉀鈣堿性花崗巖帶位于商丹斷裂帶附近及其以北的北秦嶺增生造山帶，自西向東有五朵金花、溫泉巖體以及老君山、秦嶺梁、東江口、沙河灣、曹坪、柞水和翠華山巖體。近年來，北秦嶺地區(qū)晚中生代侵入巖的年齡數(shù)據(jù)(表2)說明區(qū)內(nèi)侵入巖年齡數(shù)據(jù)多分布于245～205 Ma。北秦嶺地區(qū)侵入巖的形成時間與勉略洋殼向北俯沖的時間(248～200 Ma)[14]和陸陸碰撞時間(三疊紀(jì)—早侏羅世)一致。北秦嶺晚三疊世巖體的形成及商丹斷裂帶附近的花崗巖體群與勉略洋殼向北俯沖有密切聯(lián)系，即北秦嶺晚三疊世巖體形成于陸弧環(huán)境。在北秦嶺地區(qū)勉略洋閉合時間和陸陸碰撞拼合時間均不早于(216～219) Ma。

北秦嶺造山帶的演化過程：1 850～1 400 Ma，表現(xiàn)為古秦嶺洋沿欒川斷裂向北俯沖在華北克拉通之下，斷裂以南發(fā)育寬坪群蛇綠混雜巖帶[1-2]。在1 400 Ma左右，秦嶺群基底地體與華北古板塊拼貼，欒川斷裂為它們的縫合帶。1 400～1 050 Ma，華北古板塊南緣的伸展作用，秦嶺基底地體與華北克拉通的拼貼帶發(fā)育拉張盆地，沿三門峽—寶豐斷裂發(fā)育斷陷盆地；該旋回屬于大西洋型被動大陸邊緣體制[2]。1 050～400 Ma，古秦嶺洋開始向秦嶺群基底地體俯沖，在瓦穴子與朱夏斷裂之間發(fā)育具有洋殼性質(zhì)的弧后盆地，即二郎坪群。在400 Ma左右的加里東運(yùn)動，二郎坪弧后盆地閉合[41]。400～200 Ma，北秦嶺地區(qū)發(fā)育少量晚古生代的花崗巖類。中生代華北與華南古板塊的碰撞(印支-燕山運(yùn)動)，248～200 Ma期間勉略洋殼向北俯沖，俯沖到秦嶺造山帶基底下，勉略洋殼組分在深部經(jīng)變質(zhì)脫水去揮發(fā)分作用部分熔融形成巖漿，巖漿沿商丹斷裂帶上涌，在上涌過程中與秦嶺造山帶基底進(jìn)行物質(zhì)交換，在商丹縫合帶北側(cè)就位，形成秦嶺梁石英二長斑巖體。揚(yáng)子陸塊與華北-秦嶺聯(lián)合大陸之間的碰撞造山作用接踵而至。200～160 Ma處于陸陸碰撞早階段擠壓環(huán)境。 160～120 Ma處于碰撞擠壓-伸展轉(zhuǎn)折階段，牧護(hù)關(guān)花崗巖的鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為(150 ± 1) Ma，蟒嶺花崗巖的鋯石 SHRIMP U-Pb 年齡為(149 ±2)Ma[49]，即形成于該背景下。小于120 Ma花崗巖形成于后碰撞伸展環(huán)境，例如太白巖體二長花崗巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb 年齡為109 Ma[50]。白堊紀(jì)(100～65 Ma)為典型的伸展期，該階段由擠壓作用引起的熱異常減弱，流體作用和礦化作用也隨之減弱。

表2 北秦嶺地區(qū)晚中生代巖體年齡統(tǒng)計結(jié)果

4 結(jié) 論

(1)秦嶺梁石英二長斑巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(216.5±2.1)～(219.4±2.6) Ma，反映該巖體侵位于晚三疊世。

(2)結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及元素、同位素特征研究，認(rèn)為秦嶺梁巖體成巖物質(zhì)來源為俯沖板塊與秦嶺造山帶基底熔體或流體的混合，形成于陸弧環(huán)境。

(3)秦嶺梁巖體的形成是由于勉略洋殼向北俯沖，俯沖到秦嶺造山帶基底下，勉略洋殼組分在深部經(jīng)變質(zhì)脫水去揮發(fā)分作用部分熔融形成巖漿，巖漿沿商丹斷裂帶上涌，在上涌過程中與秦嶺造山帶基底進(jìn)行物質(zhì)交換，在商丹縫合帶北側(cè)就位。暗示了北秦嶺地區(qū)勉略洋閉合時間和陸陸碰撞拼合時間均不早于(216～219) Ma。

致謝：野外工作、實驗測試和論文撰寫得到了陳衍景教授、張復(fù)新教授、許成研究員的大力支持與幫助，在此表示衷心的感謝。

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The LA-ICP-MS Zircon U-Pb Age of the Qinlingliang Intrusion,Shaanxi Province and Its Geological Significance

SU Qiangwei, ZHANG Jing, WANG Wenbo

(State Key Laboratory of Geological Process and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

Triassic granite are widespread in the Qinling orogenic belt, which directly records the important information of the evolution process of the Qinling orogenic belt. The Qinlingliang intrusion is located in the north of the Shang-Dan suture belt, mainly consisting of the quartz monzonite porphyry, with the K-feldspar as phenocryst (some phenocrysts have a white rim of plagioclase) and mainly quartz (25%), plagioclase (45%), K-feldspar (10%), biotite (15%) and amphibole (5%) as matrix. The zircons in the Qinlingliang intrusion show the characteristics of magmatic zircon with fine euhedral crystal and zonation. The LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of two samples are (216.5±2.1) Ma and (219.4±2.6) Ma, indicating that the Qinlingliang intruded in the Late Triassic. The age is consistent with the time of the northern subduction of the Mian-Lüe oceanic crust(248-200 Ma), indicating that they have close relationship. The geochemical characteristics of the Qinlingliang quartz monzonite prophyry intrusion suggest that it was the production of the arc magmatic activity under the oceanic crust subduction setting. Comprehensive discussions make it clear that the closing time of the Mian-Lüe ocean and the beginning time of full-scale collision between Yangtze and North China plates should be later than (216-219) Ma. Key words:Qinlingliang intrusion; LA-ICP-MS; zircon U-Pb isotopic dating; Qinling orogenic belt

2016-01-11；改回日期：2016-09-20；責(zé)任編輯：戚開靜。

國家自然科學(xué)基金項目(41030423)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項(2652013017)。

蘇薔薇，女，博士研究生，1989年出生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，主要從事礦床學(xué)及礦床地球化學(xué)研究。Email：2001120377@cugb.edu.cn。

張 靜，女，副教授，博士生導(dǎo)師，1977年出生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，主要從事礦床地球化學(xué)研究。Email: zhangjing@cugb.edu.cn。

P588

A

1000-8527(2016)05-0994-10