西秦嶺多哇地區(qū)薩日加巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

馬 濤，魯有朋，代俊峰，李進(jìn)喜，牛得草，蒲萬峰

(1. 甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050； 2. 東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013； 3. 東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013)

0 引 言

秦嶺造山帶東連桐柏—大別造山帶，西接祁連和昆侖造山帶，是中國中央造山帶的重要組成部分[1-2]。秦嶺造山帶北以早古生代商丹縫合帶為界與華北地塊相鄰，南以三疊紀(jì)勉略縫合帶為界與揚(yáng)子地塊相鄰[3-4]。詳細(xì)的巖漿巖和蛇綠巖地球化學(xué)以及地質(zhì)年代學(xué)研究表明，秦嶺造山帶是華北地塊、揚(yáng)子地塊及其間古大洋經(jīng)過多期俯沖、增生和碰撞而形成的復(fù)合造山帶[5-10]。西秦嶺處于古亞洲構(gòu)造域、特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域交匯的特殊地段[圖1(a)]，開展秦嶺造山帶巖漿和構(gòu)造活動的研究對理解中國大陸地質(zhì)演化和探索造山帶深部動力學(xué)過程具有重要意義[7-12]。印支期強(qiáng)烈的巖漿活動在西秦嶺北部和南部形成了巨大的高鉀鈣堿性花崗巖帶，成巖時(shí)代集中在245～234 Ma和224～211 Ma[9-14]。開展西秦嶺造山帶印支期花崗巖的研究工作，不僅為分析和評價(jià)西秦嶺造山帶銅-金-鉬多金屬礦床的成礦潛力提供思路，也為研究古特提斯洋的俯沖和消亡歷史以及華北地塊和揚(yáng)子地塊的碰撞造山作用過程提供可靠依據(jù)[5,11-26]。

多哇地區(qū)位于西秦嶺造山帶北部，區(qū)內(nèi)分布有馬尼庫、尼瑪龍和薩日加3個大規(guī)模的酸性侵入巖體，總面積達(dá)到50 km2，是西秦嶺巖漿巖帶的重要組成部分。本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，對薩日加巖體進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，并開展了系統(tǒng)的巖石地球化學(xué)研究，確定其成巖時(shí)代、成因類型以及可能的地球動力學(xué)背景，以期進(jìn)一步完善西秦嶺造山帶中生代早期的巖漿活動和構(gòu)造演化過程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西秦嶺即寶成鐵路以西的秦嶺造山帶，其北以唐藏—武山—臨夏—貴德斷裂為界與祁連造山帶相鄰, 南以勉略—阿尼瑪卿縫合帶為界與巴顏喀拉—松潘—甘孜地塊和碧口地塊相鄰，西以溫泉—瓦洪山斷裂為界與東昆侖造山帶及柴達(dá)木地塊相鄰，東則以徽成盆地與東秦嶺佛坪穹窿相連[圖1(a)][2，7-10]。西秦嶺造山帶區(qū)域構(gòu)造以發(fā)育大量NW向走滑斷裂及拉分盆地為主要特征，出露地層以泥盆系至白堊系為主，未見前寒武紀(jì)基底出露[11-13，20]。中生代早期劇烈的巖漿活動在西秦嶺形成了大量的印支期高鉀鈣堿性花崗巖類，它們主要分布在西秦嶺北部，花崗巖帶空間上與西秦嶺北緣斷裂平行，而西秦嶺南部巖漿活動則比較微弱[12,17-19,21]。在成巖年齡上，西秦嶺印支期花崗巖侵位時(shí)代表現(xiàn)為從北向南逐漸變小的趨勢。其中，西秦嶺西北部的花崗巖主要形成于印支早期(245～234 Ma)，并產(chǎn)出有基性—超基性巖和高鎂安山巖；西秦嶺南部及東部的花崗巖主要形成于印支晚期(224～211 Ma)，并出露少量英安巖和流紋巖[13-16]。

西秦嶺多哇地區(qū)出露的地層由老到新包括：下三疊統(tǒng)果木溝組陸源碎屑巖、下三疊統(tǒng)江里溝組陸源碎屑巖夾火山巖、中三疊統(tǒng)古浪堤組陸源碎屑巖夾灰?guī)r、上三疊統(tǒng)華日組中酸性火山巖、下白堊統(tǒng)多禾茂組中基性火山巖夾粗碎屑巖、上新統(tǒng)臨夏組沖洪積相碎屑巖[19]。區(qū)域地層產(chǎn)狀整體為NW—SE向延伸，其中三疊系呈一背斜構(gòu)造，背斜的軸走向?yàn)镹W—SE向，核部地層為果木溝組，兩翼地層依次為江里溝組、古浪堤組和華日組[圖1(a)][19]。研究區(qū)構(gòu)造以褶皺和斷層為主，其中斷裂發(fā)育在褶皺兩翼，可以分為早期的NW—SE向和晚期的近EW向兩組；斷裂與褶皺構(gòu)造控制著區(qū)內(nèi)的巖漿活動及礦點(diǎn)分布。多哇地區(qū)的巖漿巖主要為印支期中酸性侵入巖，產(chǎn)狀以巖株、巖枝、巖墻及小巖脈為主，地表出露總面積約50 km2。區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的侵入體有薩日加花崗斑巖、馬尼庫黑云母花崗斑巖及尼瑪龍花崗斑巖[圖1(a)][27]。

2 巖體地質(zhì)和巖石學(xué)特征

薩日加巖體位于西秦嶺多哇地區(qū)東部，中心地理坐標(biāo)為(35°14′45″N,102°19′00″E)，由大小不等NW向展布的9個巖株組成，出露總面積約13 km2[圖1(a)]。巖體南部侵入于下三疊統(tǒng)江里溝組二段砂板巖中，北部侵入中三疊統(tǒng)古浪堤組灰?guī)r中(圖1)。侵入體與圍巖接觸界線清晰，接觸面平整較緩[圖2(a)]。巖體邊部可見圍巖捕擄體，內(nèi)部可見深色的鎂鐵質(zhì)包體[圖2(b)]。巖體節(jié)理發(fā)育，球形分化現(xiàn)象明顯，局部巖石具片理化[圖2(c)]，與圍巖之間發(fā)育熱接觸變質(zhì)帶。

Q為石英；Pl為斜長石；Bi為黑云母圖2 薩日加巖體野外露頭及顯微照片F(xiàn)ig.2 Field Outcrops and Microscope Photos of Sarijia Intrusion

薩日加巖體的巖性主要為花崗斑巖，其次為英安斑巖，巖體中還發(fā)育少量的石英閃長巖和閃長玢巖脈體[圖1(b)]。早期形成的英安斑巖被后期的花崗斑巖穿插和侵入，因此，在花崗斑巖中存在著大量的英安斑巖捕擄體，二者呈脈動或涌動接觸關(guān)系[圖2(d)]。晚期的石英閃長巖沿著巖體的構(gòu)造薄弱部位上涌，多成脈狀，與花崗閃長巖呈斷層或脈動侵入接觸。根據(jù)各巖石之間的穿插關(guān)系及巖石學(xué)特征推斷，薩日加巖體由早到晚的形成順序?yàn)椋河舶邘r→花崗斑巖→石英閃長巖。

薩日加巖體的花崗斑巖為中細(xì)粒斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造[圖2(e)]。巖石中斑晶體積分?jǐn)?shù)為25%～40%，主要有石英、斜長石和黑云母。石英因熔蝕棱邊圓滑且形態(tài)復(fù)雜，含細(xì)小的斜長石包裹體，具不均勻消光，體積分?jǐn)?shù)為5%～10%；斜長石呈較自形的寬板狀和短柱狀晶形或輪廓，卡式和雙晶紋較寬的聚片雙晶發(fā)育，輕微絹云母化、白云母化和綠簾石化，體積分?jǐn)?shù)為20%～30%；黑云母呈鱗片狀，具深褐—淡黃多色性，輕微綠泥石化和綠簾石化，體積分?jǐn)?shù)為1%～5%。巖石中基質(zhì)體積分?jǐn)?shù)為60%～75%，主要由微晶的石英、斜長石、黑云母組成，含有少量的電氣石、磷灰石、鋯石、石榴子石、磁鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、毒砂等副礦物。

英安斑巖呈細(xì)粒斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造[圖2(f)]。巖石中斑晶體積分?jǐn)?shù)為2%～25%，主要由石英、斜長石和黑云母組成。石英為他形粒狀，多見熔蝕港灣，具不均勻消光，體積分?jǐn)?shù)為3%～5%；斜長石為自形的板條狀、寬板狀和短柱狀，卡式和卡鈉復(fù)合雙晶發(fā)育，強(qiáng)絹云母化、白云母化和方解石化，體積分?jǐn)?shù)為5%～20%；黑云母完全白云母化，具鱗片狀晶體假象，體積分?jǐn)?shù)為1%～3%?；|(zhì)體積分?jǐn)?shù)為75%～95%，主要由微晶的石英、斜長石和黑云母組成，含有少量的電氣石和金屬礦物。

3 樣品采集與分析方法

本次用于巖體年齡和巖石地球化學(xué)分析的樣品采自西秦嶺多哇地區(qū)薩日加巖體中的花崗斑巖和英安斑巖，所有樣品蝕變?nèi)跚倚迈r無風(fēng)化。對1件花崗斑巖樣品開展鋯石U-Pb定年，對5件花崗斑巖和2件英安斑巖樣品開展全巖主量、微量元素分析。

用于測定全巖主量、微量元素含量的粉末樣品制備在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，全巖主量、微量元素分析在國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成。主量元素采用X射線熒光光譜儀(AXIOS)進(jìn)行分析，分析精度及準(zhǔn)確度優(yōu)于5%，分析采用國家一級巖石標(biāo)樣為基本效應(yīng)校正，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法校正并檢測測試結(jié)果的可靠性。微量及稀土元素利用酸溶法進(jìn)行樣品制備，再利用X-SeriesⅡ等離子質(zhì)譜儀進(jìn)行測試，分析精度及準(zhǔn)確度優(yōu)于5%。以GSR1、GSR2、GSR3為標(biāo)樣來進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法校正，以In內(nèi)標(biāo)校正儀器漂移，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差一般不高于10%。

用于鋯石U-Pb定年的樣品為新鮮的灰白色花崗斑巖，巖體的鋯石顆粒挑選工作在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。首先，使用常規(guī)的重液浮選和電磁分離方法挑選出鋯石；其次，在雙目鏡下根據(jù)鋯石顏色、自形程度、形態(tài)和透明度等特征初步分類，挑選出具有代表性的鋯石，將鋯石顆粒分別粘在雙面膠上，然后用無色透明的環(huán)氧樹脂固定，待環(huán)氧樹脂充分同化后，對其表面進(jìn)行拋光至鋯石內(nèi)部暴露；之后，進(jìn)行鋯石顯微照相(反射光和投射光照相)和陰極發(fā)光(CL)圖像采集；最后，用3% HNO3溶液清洗樣品并鍍金做成樣品靶。

花崗斑巖鋯石U-Pb定年在西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)上完成。所使用的LA-ICP-MS系統(tǒng)為美國NewWave公司生產(chǎn)的UP193FX型193 nm ArF準(zhǔn)分子系統(tǒng)，激光器來自于德國ATL公司，ICP-MS為Agilent 7500a。激光器波長為193 nm，脈沖寬度低于4 ns，束斑直徑為30 μm，剝蝕深度為30 μm。數(shù)據(jù)采集選用一個質(zhì)量峰一點(diǎn)的跳峰方式，每完成4、5個待測樣品測定，插入標(biāo)樣測一次。采用Qinghu標(biāo)準(zhǔn)鋯石(TIMS法諧和年齡為(159.45±0.16)Ma[28])作為外標(biāo)進(jìn)行年齡校正，成分標(biāo)樣采用NIST SRM 612進(jìn)行校正[29]；鋯石U-Pb年齡諧和曲線與年齡加權(quán)平均計(jì)算運(yùn)用Isoplot 3.00程序[30]完成。

4 結(jié)果分析

4.1 花崗斑巖鋯石U-Pb年齡

薩日加巖體中花崗斑巖的鋯石顆粒為無色至粉色、透明、自形—半自形雙錐柱狀，晶體長100～180 μm，伸長系數(shù)為1.1～2.3。陰極發(fā)光圖像顯示鋯石核部顏色較暗，具有清晰的振蕩韻律環(huán)帶，屬于巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物(圖3)。對挑選的13顆鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb同位素分析，結(jié)果見表1。在年齡諧和曲線上，所有鋯石U-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)分布在諧和曲線附近，并計(jì)算得出下交點(diǎn)206Pb/238U年齡為(238.2±2.6)Ma，平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為1.6[圖4(a)]，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(238.2±2.6)Ma，MSWD值為1.7[圖4(b)]。據(jù)此可以認(rèn)為，薩日加巖體形成于晚三疊世早期。

4.2 主量元素特征

薩日加巖體的5件花崗斑巖和2件英安斑巖的主量元素分析結(jié)果如表2所示。薩日加巖體SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)變化范圍較大，為64.70%～75.43%，其中花崗斑巖為71.22%～75.43%，英安斑巖為64.70%～66.52%；Na2O、K2O含量分別為2.09%～3.76%和3.11%～4.52%，全堿(Na2O+K2O)變化范圍較小，為6.28%～7.27%，平均為6.80%；MgO含量低，為0.18%～1.93%，平均為0.76%，且英安斑巖高于花崗斑巖；CaO含量為1.52%～4.06%，平均為2.41%；Al2O3含量較高，為14.10%～17.28%，平均為15.59%；TiO2含量低且變化范圍大，為0.09%～0.62%，平均為0.31%，英安斑巖高于花崗斑巖；FeO含量為0.66%～4.21%，平均為2.28%；Fe2O3含量較少，為0.40%～0.95%，平均為0.59%。

表1 花崗斑巖鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Tab.1 Analysis Result of Zircon U-Pb Isotope of Granite Porphyrite

圖3 花崗斑巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 CL Images of Zircons of Granite Porphyrite

圖4 花崗斑巖鋯石U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布Fig.4 Concordia Diagram and Distribution of Zircon U-Pb Ages of Granite Porphyrite

4.3 微量元素特征

薩日加巖體5件花崗斑巖和2件英安斑巖的微量元素分析結(jié)果如表2所示。薩日加巖體稀土元素(REE)總含量較低且變化較大，為(57.78～192.81)×10-6，平均為122.10×10-6；輕稀土元素(LREE)含量為(55.24～181.38)×10-6，重稀土元素(HREE)含量為(2.54～14.19)×10-6，輕、重稀土元素含量之比(LREE/HREE)為10.75～26.98，平均為21.20?；◢彴邘r(La/Sm)N值為3.10～5.47，平均為4.35；(Gd/Yb)N值為9.42～17.06，平均為13.27。英安斑巖(La/Sm)N值為4.29～4.80，平均為4.54；(Gd/Yb)N值為2.11～2.58，平均為2.35。薩日加巖體微量元素變化較大，其中Ba含量為(381～1 250)×10-6，Rb為(71.8～154.0)×10-6，Sr為(160～287)×10-6，Y為(1.24～16.50)×10-6，Yb為(0.08～1.91)×10-6，Ta為(0.52～0.79)×10-6，Hf為(2.02～4.00)×10-6。花崗斑巖中Ce、Sr、P、Zr、Ti、Y和Yb含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于英安斑巖，而Rb含量則明顯偏高(表2)。

5 討 論

5.1 巖石成因類型

在主量元素哈克圖解中，薩日加巖體所有樣品的氧化物與SiO2含量變化具有一致的相關(guān)性(圖5)。隨著SiO2含量增加，Na2O、Fe2O3含量與SiO2含量的相關(guān)性不明顯，而Al2O3、CaO、FeO、MnO、MgO、TiO2含量與SiO2含量成反消長關(guān)系。薩日加巖體的主量元素含量相關(guān)性顯示，英安斑巖和花崗斑巖經(jīng)歷了相似的巖漿分離結(jié)晶作用，兩者可能是同一巖漿作用在不同階段的產(chǎn)物。

表2 全巖主量和微量元素分析結(jié)果Tab.2 Analysis Results of Major and Trace Elements of Whole Rocks

續(xù)表2

注：w(·)為元素或化合物含量;wtotal為主量元素總含量；wREE為稀土元素總含量；wLREE為輕稀土元素含量；wHREE為重稀土元素含量。

圖5 主量元素哈克圖解Fig.5 Harker Diagrams of Major Elements

在TAS圖解中，薩日加巖體樣品一部分(花崗斑巖)落入花崗巖范圍，另一部分(英安斑巖)落入花崗閃長巖范圍[圖6(a)]，與薄片鑒定的結(jié)論基本相符。在A/NK-A/CNK圖解上，薩日加巖體所有樣品落入過鋁質(zhì)巖石系列[圖6(b)]。薩日加巖體里特曼指數(shù)為1.22～1.91，遠(yuǎn)小于3(表2)，屬于鈣堿性巖石系列。在SiO2-K2O圖解[圖6(c)]中，薩日加巖體樣品全部落入高鉀鈣堿性系列。因此，薩日加巖體屬于過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性巖石系列。

圖(a)中，Ir為Irvine 分界線，上方為堿性，下方為亞堿性；1為橄欖輝長巖；2a為堿性輝長巖,2b為亞堿性輝長巖；3為輝長閃長巖；4為閃長巖；5為花崗閃長巖；6為花崗巖；7為硅英巖；8為二長輝長巖；9為二長閃長巖；10為二長巖；11為石英二長巖；12為正長巖；13為副長石輝長巖；14為副長石二長閃長巖；15為副長石二長正長巖；16為副長正長巖；17為副長深成巖；18為霓方鈉巖。圖(a)引自文獻(xiàn)[34]；圖(b)引自文獻(xiàn)[35];圖(c)引自文獻(xiàn)[36];圖(d)引自文獻(xiàn)[37]圖6 TAS、A/NK-A/CNK、SiO2-K2O和SiO2-Zr圖解Fig.6 Diagrams of TAS, A/NK-A/CNK, SiO2-K2O and SiO2-Zr

薩日加巖體的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式表現(xiàn)為明顯的輕稀土元素富集型，為I型和S型花崗巖的典型曲線[31-33]。在SiO2-Zr圖解[圖6(d)]中，所有樣品均落入I型花崗巖區(qū)?；◢彴邘rA/CNK值為1.09～1.40，均大于1；CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果顯示巖石中剛玉含量為0.96%～2.92%(平均值大于1%)，紫蘇輝石含量為0.98%～3.86%，指示巖石具有S型花崗巖的特點(diǎn)[31-33]。英安斑巖A/CNK值為1.07～1.08，介于1.0～1.1；CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果顯示巖石中剛玉含量為0.93%～1.03%(平均值小于1%)，紫蘇輝石含量為7.51%～8.60%，具有I型花崗巖的特點(diǎn)[31-33]。

5.2 巖漿源區(qū)特征

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；同一圖中相同線條對應(yīng)不同樣品；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[38]；上地殼數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[39]圖7 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.7 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram

薩日加巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式[圖7(a)]顯示，英安斑巖與花崗斑巖均呈右傾型特征；花崗斑巖(La/Sm)N值為3.10～5.47，平均為4.35，英安斑巖(La/Sm)N值為4.29～4.80，平均為4.54(表2)，說明二者輕稀土元素分餾程度相當(dāng)。英安斑巖稀土元素配分模式相對平緩，指示輕、重稀土元素分餾程度相對較弱，而花崗斑巖稀土元素配分模式中，重稀土元素段較陡，說明重稀土元素分餾明顯。巖體Eu異常為0.67～1.15，平均為0.83，具中等負(fù)Eu異常，反映存在少量斜長石的分離結(jié)晶作用或源區(qū)部分熔融過程中有斜長石的殘留。薩日加巖體的(La/Yb)N值為14.42～117.22(表2)；花崗斑巖(Gd/Yb)N值為9.42～17.06，平均為13.27，英安斑巖(Gd/Yb)N值為2.11～2.58，平均為2.35；上述特征反映了巖體輕、重稀土元素分餾程度中等偏高，巖體輕稀土元素相對富集、重稀土元素相對虧損，說明巖漿源區(qū)部分熔融時(shí)有富重稀土元素的石榴子石和角閃石在固相中大量殘留。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖[圖7(b)]中，薩日加巖體富集大離子親石元素Th、Rb、K和輕稀土元素，虧損高場強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti等，指示其巖漿源區(qū)為幔源物質(zhì)并遭受地殼混染，形成的構(gòu)造環(huán)境為俯沖大陸邊緣火山弧。所有樣品的微量元素蛛網(wǎng)圖與上地殼相似[圖7(b)]，顯示巖漿源區(qū)具有殼源的地球化學(xué)特征。P和Ti虧損說明巖漿經(jīng)歷了磷灰石以及鈦鐵礦等礦物的分離結(jié)晶作用，尤其在花崗斑巖中，Ti嚴(yán)重虧損，可能發(fā)生大規(guī)模的地殼重熔作用。La/Nb值在巖漿演化過程中基本穩(wěn)定[38]，薩日加巖體La/Nb值為1.18～5.24，高于原始地幔的La/Nb值(0.98～1.00)，接近地殼的La/Nb值(1.5～2.2)，而英安斑巖微量元素蛛網(wǎng)圖與上地殼基本重合，顯然是巖漿發(fā)生地殼混染作用的結(jié)果。薩日加巖體Sr含量為(160～287)×10-6，Yb為(0.08～1.91)×10-6，Al2O3為(14.10～17.28)×10-6，中等負(fù)Eu異常，顯示出喜馬拉雅型花崗巖的特征[40]。在Sr-Yb圖解[圖8(a)]中，薩日加巖體的所有樣品均落入喜馬拉雅型花崗巖范圍，指示其形成于地殼加厚的高壓地質(zhì)環(huán)境。在CaO-FeOT-MgO圖解[圖8(b)]中，薩日加巖體的所有樣品均落入殼型花崗巖區(qū)域，即巖漿來源于地殼物質(zhì)。此外，前人研究認(rèn)為秦嶺造山帶三疊紀(jì)花崗巖的Nd同位素模式年齡集中在1.1 Ga左右，與元古代揚(yáng)子地塊地殼增生時(shí)間一致；花崗巖的Hf同位素模式年齡為1.5～0.8 Ga，說明花崗巖的巖漿源區(qū)主要為中元古代形成的地殼，同時(shí)有少量新元古代地幔物質(zhì)和中元古代早期上地殼物質(zhì)的加入[31-32]。由此可見，薩日加巖體中的英安斑巖傾向于I型花崗巖，為殼幔物質(zhì)共同參與巖漿作用的產(chǎn)物;花崗斑巖傾向于S型花崗巖，為地殼物質(zhì)重熔的產(chǎn)物[31-33]。

5.3 成巖構(gòu)造環(huán)境及地質(zhì)意義

圖(a)底圖引自文獻(xiàn)[40]；圖(b)底圖引自文獻(xiàn)[47]圖8 Sr-Yb和CaO-FeOT-MgO圖解Fig.8 Diagrams of Sr-Yb and Cao-FeOT-MgO

西秦嶺造山帶及周邊地區(qū)的巖漿作用和沉積事件表明，古特提斯洋的分支洋盆阿尼瑪卿—勉略洋盆一直持續(xù)存在到早—中三疊世[41-44]，而古特提斯洋完全關(guān)閉及華北地塊、揚(yáng)子地塊和羌塘地塊的碰撞則發(fā)生在中—晚三疊世[45]。東昆侖及西秦嶺造山帶廣泛分布的印支期花崗巖和三疊系沉積建造說明兩者共同經(jīng)歷了與古特提斯洋演化相關(guān)的地球動力學(xué)過程，還指示洋殼向北俯沖直至洋盆完全關(guān)閉的時(shí)間大約為235 Ma[18,46]。西秦嶺造山帶及勉略縫合帶展布有大規(guī)模與俯沖相關(guān)的構(gòu)造變形帶、島弧火山巖、228～215 Ma同碰撞花崗巖、218～206 Ma麻粒巖相變質(zhì)巖以及蛇綠巖殘片，指示自二疊紀(jì)至早三疊世勉略洋盆的大洋巖石圈向北持續(xù)向秦嶺地塊之下俯沖，最終導(dǎo)致秦嶺造山帶和揚(yáng)子地塊于晚三疊世發(fā)生碰撞[6,8,48-49]。Li等對東昆侖造山帶花崗巖的研究表明，阿尼瑪卿洋盆的俯沖一直持續(xù)到晚三疊世早期[50]。區(qū)域巖漿作用、古地磁證據(jù)和變形構(gòu)造分析顯示古特提斯洋自東向西呈剪刀式的閉合，即在東秦嶺于中—晚三疊世首先關(guān)閉，在西秦嶺則于晚三疊世早期關(guān)閉[5,14,51]。

西秦嶺造山帶廣泛分布的三疊紀(jì)花崗巖是研究古特提斯洋的形成和消亡以及塔里木地塊、華北地塊、柴達(dá)木地塊和揚(yáng)子地塊之間發(fā)生板片匯聚和碰撞的關(guān)鍵[18,41-43]。馮益民等認(rèn)為西秦嶺三疊紀(jì)花崗巖形成于陸內(nèi)造山階段，該時(shí)期大陸巖石圈的俯沖消減導(dǎo)致地殼內(nèi)部發(fā)生拆離滑脫和部分熔融，由此引起的大規(guī)模巖漿活動在區(qū)域上形成廣泛分布的中酸性侵入巖[11]。張宏飛等研究認(rèn)為西秦嶺印支期花崗巖類屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)的高鉀和鉀玄質(zhì)系列，它們的巖漿源區(qū)為地殼高K(Rb)玄武質(zhì)巖石的部分熔融，且存在Sr-Nd同位素組成的不均一[21]。秦江鋒提出秦嶺造山帶晚三疊世花崗巖具有高鉀鈣堿性、準(zhǔn)鋁質(zhì)、埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征，多數(shù)花崗巖具有高Sr含量和Sr/Y值，虧損Y和重稀土元素，沒有明顯的負(fù)Eu異常，它們是俯沖于南秦嶺之下的揚(yáng)子地塊陸殼物質(zhì)發(fā)生多階段部分熔融作用的產(chǎn)物[41]。黃雄飛等研究表明，西秦嶺印支期花崗巖以高鉀鈣堿性巖石系列為主，成巖時(shí)代集中于245～234 Ma和224～211 Ma；其中印支早期的花崗巖形成于陸緣弧環(huán)境，而印支晚期的花崗巖則形成于大陸碰撞構(gòu)造環(huán)境[13-14]。本次研究的薩日加巖體樣品在R1-R2圖解上落在了不同的范圍[圖9(a)]，其中英安斑巖靠近破壞性活動板塊邊緣，花崗斑巖則傾向于同碰撞花崗巖。在AFM圖解[圖9(b)]中，薩日加巖體樣品落在大陸邊緣弧與美國西部火山弧的界線附近，說明巖體與大陸邊緣巖漿作用有關(guān)。在Rb-Y+Nb圖解[圖9(c)]和Ta-Yb圖解[圖9(d)]中，大多數(shù)薩日加巖體樣品落入火山弧花崗巖的范圍，部分落入同碰撞花崗巖的范圍。

綜上所述，薩日加巖體中早期結(jié)晶的英安斑巖具有I型花崗巖的特點(diǎn)，形成于古特提斯洋的分支洋盆阿尼瑪卿—勉略洋盆向秦嶺地塊之下俯沖的島弧環(huán)境，其巖漿源于俯沖的地幔楔物質(zhì)發(fā)生部分熔融，且?guī)r漿在上升侵位過程中受到地殼物質(zhì)的混染[16,48]；較晚期形成的花崗斑巖具有S型花崗巖的特點(diǎn)，形成于晚三疊世華北地塊和揚(yáng)子地塊發(fā)生陸-陸碰撞的構(gòu)造環(huán)境，是揚(yáng)子地塊向秦嶺地塊之下的深俯沖作用導(dǎo)致地殼強(qiáng)烈加厚，超高壓變質(zhì)的洋殼和大陸地殼在折返過程中減壓熔融，形成同碰撞巖漿作用的產(chǎn)物[1,52-54]。

6 結(jié) 語

(1)西秦嶺多哇地區(qū)薩日加巖體主要由英安斑巖、花崗斑巖和少量石英閃長巖組成；花崗斑巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(238.2±2.6)Ma，指示成巖時(shí)代為晚三疊世早期。

圖(a)中，1為地幔斜長花崗巖，2為破壞性活動板塊邊緣(板塊碰撞前)花崗巖，3為板塊碰撞后隆起期花崗巖，4為晚造山期花崗巖，5為非造山區(qū)A型花崗巖，6為同碰撞(S型)花崗巖，7為造山期后A型花崗巖；圖(b)中，WA為美國西部火山弧，CI為大陸邊緣弧，IO為洋內(nèi)島??；圖(c)、(d)中，Syn-COLG為同碰撞花崗巖，WPG為板內(nèi)花崗巖，VAG為火山弧花崗巖，ORG為造山帶花崗巖；圖(a)底圖引自文獻(xiàn)[55]；圖(b)底圖引自文獻(xiàn)[56]；圖(c)和(d)底圖引自文獻(xiàn)[57]圖9 巖石成因和構(gòu)造判別圖解Fig.9 Petrogenesis and Tectonic Distinguish Diagrams

(2)薩日加巖體屬于過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性巖石系列，其中英安斑巖屬于I型花崗巖，是洋-陸俯沖島弧環(huán)境巖漿作用的產(chǎn)物；花崗斑巖傾向于S型花崗巖，形成于大陸碰撞構(gòu)造環(huán)境。

(3)薩日加巖體形成于古特提斯洋的分支洋盆阿尼瑪卿—勉略洋盆演化的晚期，是西秦嶺地區(qū)晚三疊世由洋-陸俯沖島弧向陸-陸碰撞構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變階段巖漿作用的產(chǎn)物。

野外工作得到甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘察院李康寧工程師和徐永利工程師的幫助，在此一并表示感謝！