丹鳳超高壓地體英云閃長巖脈成因及其對北秦嶺早古生代高壓-超高壓巖石折返過程的制約?

宮相寬，陳丹玲，木熱地力·買合蘇提，譚 俊，李 闊，任云飛，羅芬紅

(1.新疆中亞造山帶大陸動力學(xué)與成礦預(yù)測自治區(qū)重點實驗室 新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830017；2.大陸動力學(xué)國家重點實驗室 西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

0 引言

大陸碰撞造山帶超高壓變質(zhì)地體折返過程中部分熔融作用的研究，對于理解陸殼深俯沖后的折返過程，恢復(fù)造山帶形成演化歷史具有重要意義[1?2].秦嶺造山帶位于中國大陸中部，呈近東西向帶狀夾持于揚子和華北兩大陸塊之間，物質(zhì)組成復(fù)雜，是一條經(jīng)歷了多期次俯沖碰撞造山作用的復(fù)合型造山帶[3?5].近二十余年來，隨著北秦嶺造山帶秦嶺巖群中包括超高壓長英質(zhì)片麻巖和榴輝巖在內(nèi)的多種類型高壓-超高壓變質(zhì)巖石的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)[6?9]以及大量高精度鋯石原位U-Pb定年結(jié)果的獲得，表明北秦嶺曾在～500 Ma發(fā)生過大陸俯沖-深俯沖作用[4,8?16]，形成的高壓-超高壓巖石分別在470～450 Ma和420～400 Ma經(jīng)過兩期抬升折返回地表[13?16]，吸引了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注.強烈的混合巖化作用是秦嶺巖群的另一個顯著特征，大量研究表明秦嶺巖群的混合巖化作用主要發(fā)育在500～400 Ma的早古生代，并且大致可以分為500～485 Ma、460～440 Ma以及420～410 Ma三個期次[17?21]，但對其成因則存在深俯沖陸殼巖石折返過程中的部分熔融[7,17,19?20]和商丹洋殼俯沖導(dǎo)致俯沖帶之上秦嶺巖群發(fā)生熔融[18,21]等不同認(rèn)識.雖然最新的研究傾向于將這三期混合巖化作用與秦嶺巖群超高壓變質(zhì)及其兩期次的折返退變質(zhì)作用相聯(lián)系，但是否存在普遍意義仍存在較大爭議.

近年來的研究在陜西丹鳳縣城以北大寺溝地區(qū)秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖中一個透鏡狀斜長角閃巖內(nèi)的鋯石中發(fā)現(xiàn)了含柯石英的超高壓榴輝巖相變質(zhì)礦物組合[9]，表明它們是退變質(zhì)的超高壓榴輝巖，并且在含柯石英微區(qū)獲得超高壓峰期變質(zhì)時代為497±3 Ma的早古生代，同時獲得了452±4 Ma和426±3 Ma兩期退變質(zhì)改造年齡，對其圍巖長英質(zhì)片麻巖的年代學(xué)研究獲得了與含柯石英斜長角閃巖一致的～500 Ma榴輝巖相峰期變質(zhì)和～450 Ma麻粒巖相、～420 Ma角閃巖相兩期退變質(zhì)年齡[22]，表明大寺溝地區(qū)的秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖和斜長角閃巖都是大陸深俯沖作用的產(chǎn)物.野外露頭可見該地區(qū)秦嶺巖群的混合巖化作用非常普遍和強烈，長英質(zhì)片麻巖中可見大量不同規(guī)模的脈狀、網(wǎng)狀長英質(zhì)淺色體和花崗質(zhì)脈體.前人對其中部分混合巖化淺色體和含暗色包體花崗巖脈的研究表明，本區(qū)的混合巖化作用形成時代分別為445±4 Ma和420±2 Ma，而且淺色體/脈體成分以及脈體內(nèi)暗色包體中石榴子石的成分特征指示它們是超高壓變質(zhì)地體折返過程中長英質(zhì)片麻巖發(fā)生深熔作用的產(chǎn)物[19].那么，本區(qū)長英質(zhì)片麻巖中其它成分的混合巖化淺色體和花崗質(zhì)脈體是否同樣為超高壓變質(zhì)地體折返過程中部分熔融的產(chǎn)物？是否均由長英質(zhì)片麻巖的部分熔融形成？作為超高壓變質(zhì)地體重要組成部分的榴輝巖是否也參與了部分熔融？對這些問題的回答可以為北秦嶺早古生代的構(gòu)造格局和演化過程，以及超高壓變質(zhì)巖石的折返和就位過程，即榴輝巖和長英質(zhì)片麻巖是同折返還是構(gòu)造混雜提供重要信息.

為此，本文在詳細(xì)野外地質(zhì)、巖相學(xué)和鋯石成因礦物學(xué)研究基礎(chǔ)上，對該超高壓地體中的一個英云閃長質(zhì)脈體開展了系統(tǒng)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年和巖石地球化學(xué)研究，探討了巖石的成因和形成機制，研究結(jié)果可為北秦嶺早古生代高壓-超高壓巖石折返抬升歷史的恢復(fù)提供新的約束.

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北秦嶺構(gòu)造帶指夾持于洛南-欒川斷裂和商丹縫合帶之間的秦嶺造山帶部分，自北向南被多條區(qū)域性斷裂分割為寬坪巖群、二郎坪巖群、秦嶺巖群和丹鳳巖群（圖1）.最北部的寬坪巖群主要由綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)的碎屑巖、基性火山巖以及大理巖組成，變基性火山巖（綠片巖）的形成時代為1 445～943 Ma[23?24]，碎屑鋯石UPb年代學(xué)測年結(jié)果顯示淺變質(zhì)碎屑巖的沉積時代應(yīng)晚于～530 Ma[23,25?27]，近年來的研究趨于認(rèn)為該巖群可能為具有不同時代、形成于不同構(gòu)造環(huán)境的巖石單元組成的構(gòu)造混雜巖[23].二郎坪巖群主要由枕狀和塊狀玄武巖、放射蟲硅質(zhì)巖以及碎屑沉積物、碳酸鹽巖等組成[28]，是一套形成在古秦嶺洋俯沖引發(fā)的弧后盆地環(huán)境的蛇綠巖組合，形成于500～460 Ma的早古生代[29?32].秦嶺巖群為一套中深變質(zhì)雜巖系，主體由各種片麻巖、片巖以及大理巖所組成，以普遍經(jīng)歷了中-高級變質(zhì)作用為特征，出露了大量新元古代早期古侵入體[29]以及透鏡狀或者似層狀榴輝巖、榴閃巖和斜長角閃巖[13,33]，副變質(zhì)巖碎屑鋯石與古花崗質(zhì)侵入體的同位素年代學(xué)結(jié)果限定該巖群形成于中-新元古代[29,34].近年來的研究先后在一些斜長角閃巖和榴閃巖中發(fā)現(xiàn)了綠輝石殘留[12,14,35]以及超高壓指示礦物柯石英、金剛石[8?9]，結(jié)合原巖為典型陸殼沉積物的超高壓長英質(zhì)片麻巖的確定[7,36]以及長英質(zhì)片麻巖和斜長角閃巖鋯石中大量～500 Ma榴輝巖相變質(zhì)鋯石的發(fā)現(xiàn)，表明北秦嶺東部曾在早古生代期間經(jīng)歷巨量陸殼物質(zhì)的俯沖-深俯沖與折返過程[4,10].丹鳳巖群分布于秦嶺巖群南側(cè)，主體為一套發(fā)生綠片巖相變質(zhì)的島弧火山-沉積巖系，其中的蛇綠巖殘片是秦嶺商丹古洋盆閉合后的產(chǎn)物[24,37?38]，形成時代為534～518 Ma并具有MORB特征輝長巖的發(fā)現(xiàn)指示商丹洋在早寒武世已經(jīng)形成了廣闊的洋盆[39]，523～519 Ma的玻安巖[4,38]和507～500 Ma的IAT型（Island-arcType）鎂鐵質(zhì)巖石[25,40]的厘定則表明，商丹洋殼在～520 Ma開始俯沖，俯沖活動持續(xù)至～500 Ma.

圖1 東秦嶺地質(zhì)簡圖[41]

2 野外地質(zhì)及樣品描述

大寺溝超高壓變質(zhì)地體位于陜西丹鳳縣城東北約25 km，主要由遭受強烈混合巖化的夕線石榴黑云斜長片麻巖組成，其中出露了大量透鏡體狀產(chǎn)出的超高壓退變榴輝巖以及呈脈狀或不規(guī)則狀產(chǎn)出的淺色體、花崗質(zhì)巖脈.本文所研究的英云閃長巖呈脈體狀產(chǎn)于夕線石榴黑云斜長片麻巖中（圖2a），寬度約0.5 m.巖石呈灰白色，細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由斜長石（55%～60%）、石英（25%～30%）以及黑云母（10%～15%）組成（圖2b）.斜長石多為半自形-它形粒狀，發(fā)育聚片雙晶；石英為它形不規(guī)則狀或粒狀；黑云母呈片狀或鱗片狀夾于長石和石英粒間，副礦物主要為磷灰石和鋯石.

圖2 大寺溝英云閃長巖脈野外產(chǎn)狀（a）及顯微結(jié)構(gòu)照片（b）

3 分析方法

鋯石分選在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成，其余分析測試工作在西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室完成.利用鄂式粗碎機和碳化鎢缽體碎樣機，將新鮮無蝕變的巖石樣品破碎為200目以下粉末用于巖石主微量及稀土元素分析.主量元素分析采用堿熔玻璃片在RIX2100X熒光光譜儀上分析獲得，測試過程采用國際標(biāo)樣BCR-2和GBM07105以及重復(fù)樣監(jiān)控測試質(zhì)量，燒失量采用高溫灼燒法獲得.微量和稀土元素分析采用酸溶法在Agilient 7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）上完成，采用國際標(biāo)樣AVG-1、BCR-1和BHVO-1以及空白樣進(jìn)行監(jiān)控.

鋯石CL圖像采集在FEI Quanta 400 FEG掃描電鏡上完成，陰極熒光探頭型號為Mono CL3+.LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析在Agilient 7500a型質(zhì)譜儀和ComPex102 Excimer型激光器的聯(lián)機上進(jìn)行，激光束斑直徑30 μm，以高純He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，測試過程用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500、GJ-1和人工合成玻璃NIST 610進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控.U-Pb年齡計算采用91500作為外部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，元素含量計算以NIST 610作外標(biāo)，Si作內(nèi)標(biāo)；數(shù)據(jù)處理采用GLITTER（Ver 4.0）程序，U-Pb諧和圖繪制采用ISOPLOT程序（Ver 3.0）獲得.

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析結(jié)果與微量元素組成見表1和表2.大寺溝英云閃長巖（LY-2）中鋯石為無色、透明的錐狀或柱狀晶體，長度介于80～200 μm，寬度為50～90 μm.在CL圖像中（圖3），多數(shù)鋯石具有明顯的核-邊或者核-幔-邊結(jié)構(gòu).其中核部發(fā)光性較好，可見典型的振蕩環(huán)帶；幔部發(fā)光較弱，無明顯分帶，顯示變質(zhì)鋯石特征；邊部具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，與花崗質(zhì)巖石中鋯石特征一致[42?43].

表1 英云閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果

表2 英云閃長巖鋯石微量元素（×10?6）分析結(jié)果

圖3 英云閃長巖脈鋯石CL圖像

對該樣品中21顆鋯石進(jìn)行了30個點的分析，根據(jù)測點年齡值可以將其分為4組.其中：第一組年齡由10個測點組成，年齡值變化于1 832～980 Ma之間（表1，圖4a），測點位于具有清晰振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)的繼承性巖漿核部（圖3），Th/U比值為0.14～1.0，稀土元素配分曲線顯示重稀土富集，具有明顯Eu負(fù)異常和Ce正異常的巖漿型鋯石特征（圖4b）.第二組年齡由4個206Pb/238U年齡介于506～490 Ma的測點組成，它們在U-Pb諧和圖上形成一個明顯的年齡集中區(qū)，加權(quán)平均值為496±7 Ma（MSWD=0.98），該組測點位于具有面狀結(jié)構(gòu)的鋯石幔部或核部，Th/U比值介于0.08～0.16，重稀土配分曲線相對平坦（圖4b），Eu負(fù)異常不明顯或顯示輕微Eu正異常（δEu=0.73～1.17），指示與石榴子石平衡共生而沒有斜長石，具有榴輝巖相變質(zhì)鋯石特征.第三組年齡由7個測點組成，年齡值介于462～443 Ma，加權(quán)平均值為453±7 Ma（MSWD=1.3），對應(yīng)微區(qū)弱發(fā)光，Th/U比值較低（Th/U=0.01～0.20），個別測點重稀土配分曲線平坦（圖4b），Eu負(fù)異常較明顯（δEu=0.47～0.48），表明鋯石與石榴子石和斜長石平衡共生，具有變質(zhì)鋯石特征.第四組年齡由9個測點組成，206Pb/238U年齡變化于424～407 Ma，加權(quán)平均值為417±4 Ma（MSWD=1.11），對應(yīng)測點均位于鋯石邊部，振蕩環(huán)帶明顯，Th/U比值介于0.01～0.19，稀土元素配分曲線顯示重稀土上揚且Eu負(fù)異常明顯（δEu=0.04～0.36）的巖漿鋯石特征（圖4b）.

圖4 英云閃長巖鋯石U-Pb諧和圖（a）與球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖解（b）

4.2 巖石地球化學(xué)

全巖主量及微量和稀土元素分析結(jié)果見表3.大寺溝英云閃長巖SiO2含量為64.94%～67.89%，高Al2O3，介于18.24%～20.33%，MgO和含量較低，分別為0.62%～0.76%和1.44%～1.72%，但Mg#值較高，介于49.2～50.7，富堿（Na2O+K2O=6.67%～7.54%），且相對富Na2O（5.16%～5.66%）、低K2O（1.38%～2.31%），Na2O/K2O比值介于2.23～3.83，CaO含量為3.18%～3.57%，A/CNK比值為1.11～1.16，屬于過鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石（圖5a，圖5b），具有I型花崗巖特征（圖6a，圖6b）.

表3 英云閃長巖全巖主量（wt%）及微量和稀土元素（×10?6）分析結(jié)果

續(xù)表3

圖5 A/NK-A/CNK圖（a）[44]與K2O-SiO2圖（b）[45]

圖6 英云閃長巖Zr-10000*Ga/Al（a）[46]和Na2O-K2O判別圖（b）[47]

圖7 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖（a）與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（b）

圖8 大寺溝英云閃長巖Sr/Y-Y圖（a）[53]和（La/Yb）N -（Yb）N圖（b）[54]

5 討論

5.1 鋯石成因及英云閃長質(zhì)脈體的形成時代

大寺溝英云閃長巖鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)和年齡組成復(fù)雜，但經(jīng)過仔細(xì)對比分析發(fā)現(xiàn)，年齡較大的一組測點（1 832～980 Ma）對應(yīng)鋯石微區(qū)巖漿振蕩環(huán)帶清晰，顯示重稀土明顯富集型稀土配分曲線特征（圖4b），具有明顯的Eu負(fù)異常，均為巖漿成因，在年齡累積頻率圖中形成～1 830 Ma、～1 590 Ma、～1 470 Ma、～1 370 Ma、～1 190 Ma、～1 110 Ma和～1 000 Ma等多個年齡峰值，與秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖碎屑鋯石年齡譜系特征一致（圖9a，圖9b），應(yīng)該來源于秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖.其余測點在U-Pb諧和圖上構(gòu)成3個年齡集中區(qū)，加權(quán)平均年齡分別為496±7 Ma、453±7 Ma和417±4 Ma.加權(quán)平均值為496±7 Ma和453±7 Ma的兩組年齡對應(yīng)測點位于鋯石核部或幔部，其中前者與區(qū)內(nèi)超高壓榴輝巖的峰期變質(zhì)年齡一致，且顯示了重稀土平坦、無負(fù)Eu異常的榴輝巖相變質(zhì)鋯石特征（圖4b）.后者與區(qū)內(nèi)高壓-超高壓巖石～450 Ma的麻粒巖相退變質(zhì)年齡一致，且部分測點顯示出重稀土相對平坦，Eu負(fù)異常明顯的麻粒巖相變質(zhì)鋯石稀土配分曲線特征（圖4b）.這兩組繼承鋯石年齡的存在無疑表明本文研究的英云閃長質(zhì)脈體應(yīng)該是高壓-超高壓榴輝巖和秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖折返過程中部分熔融的結(jié)果.加權(quán)平均值為417±4 Ma的鋯石測點位于具有明顯的振蕩環(huán)帶的鋯石邊部（圖3b），且都顯示了重稀土相對富集、負(fù)Eu異常明顯的巖漿成因鋯石稀土配分曲線特征（圖4b），應(yīng)代表英云閃長巖脈體的結(jié)晶時代.

圖9 秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖碎屑鋯石U-Pb年齡頻率圖（a）與大寺溝英云閃長巖（b）繼承鋯石年齡對比

5.2 源區(qū)特征

巖石化學(xué)組成上，英云閃長巖的SiO2含量為64.94%～67.89%，Al2O3含量較高（18.24%～20.33%），相對富Na2O（5.16%～5.66%）、低K2O（Na2O/K2O=2.23～3.83），屬于鈣堿性系列過鋁質(zhì)巖石，與由長英質(zhì)片麻巖部分熔融產(chǎn)生的高鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖脈明顯不同（圖5b），在花崗巖類型判別圖中落入I型花崗巖區(qū)域（圖6）.巖石的Sr含量較高（815×10?6～941×10?6），低Y（2.66×10?6～6.90×10?6）和Yb（0.26×10?6～0.68×10?6），具有埃達(dá)克質(zhì)巖地球化學(xué)屬性（圖8）.但是，與典型俯沖板片熔融成因埃達(dá)克巖相比，該巖石的Mg#值（49.2～50.7）以及Cr、Ni含量較低（分別為7.19×10?6～9.40×10?6和3.51×10?6～5.45×10?6），指示成巖熔體未經(jīng)歷與地幔橄欖巖的交代，基本可以排除其為俯沖大洋板片部分熔融的產(chǎn)物.在稀土元素配分圖解中，英云閃長巖重稀土相對虧損，顯示強烈的Eu正異常（圖6a），在微量元素蛛網(wǎng)圖中，巖石的Nb、Ta、Ti等高場強元素明顯虧損（圖7b），表明源區(qū)斜長石基本消失，石榴子石和金紅石是重要的殘留相.在SiO2-Mg#和SiO2-MgO判別圖解中，樣品點落入加厚基性下地殼源區(qū)與榴輝巖范圍（圖10）.但考慮到脈體的形成年齡（417±4 Ma）遠(yuǎn)小于區(qū)域陸殼深俯沖超高壓變質(zhì)年齡（～500 Ma），而且在鋯石的繼承核中獲得分別與區(qū)內(nèi)高壓-超高壓巖石榴輝巖相峰期變質(zhì)（500～490 Ma）和麻粒巖相退變質(zhì)（470～450 Ma）時代一致的496±7 Ma和453±7 Ma兩組繼承鋯石年齡，尤其是兩者對應(yīng)鋯石微區(qū)分別顯示出的榴輝巖相和麻粒巖相變質(zhì)鋯石的稀土元素特征（圖3，圖4b），表明該英云閃長巖脈很可能是高壓-超高壓變質(zhì)榴輝巖部分熔融的產(chǎn)物.在Sr/Y-Y和（La/Yb）N-YbN圖解中，樣品點均較好地落在榴輝巖部分熔融曲線上（圖8），也表明該巖石的形成與榴輝巖的部分熔融有關(guān).

圖10 英云閃長巖Mg#-SiO2圖（a）和MgO-SiO2圖（b）

通常認(rèn)為，榴輝巖發(fā)生熔融形成的熔體成分主要與引發(fā)熔融的礦物類型相關(guān)，黝簾石和多硅白云母脫水熔融主要形成富K2O、Sr和LREE的過鋁質(zhì)-強過鋁質(zhì)（A/CNK=1.01～1.48）英云閃長-奧長花崗質(zhì)熔體[57]；綠輝石部分熔融則形成富CaO、Sr和LREE，高M(jìn)g#（＞50）和Na2O/K2O比值，低Y和Yb的弱過鋁質(zhì)熔體（A/CNK=1.01～1.07）[50,58].大寺溝英云閃長巖高Na2O、CaO含量以及Na2O/K2O比值，Mg#值較高（49.2～50.7），Sr和LREE相對富集，Y和Yb含量較低，類似于榴輝巖中綠輝石熔融產(chǎn)生的長英質(zhì)熔體，稀土元素和微量元素配分型式也與柴北緣錫鐵山榴輝巖中綠輝石熔融形成的英云閃長質(zhì)脈體相似（圖7），表明主要是綠輝石發(fā)生了熔融.但也應(yīng)該注意，該巖石Al2O3含量較高，A/CNK值超過1.1，與錫鐵山英云閃長質(zhì)脈體（K2O=0.18%～0.90%，Na2O/K2O=5.99～32.25）[50]相比，K2O含量偏高（1.38%～2.31%），Na2O/K2O比值較低（2.23～3.83，平均3.04），暗示部分熔融過程中應(yīng)該有其它殼源組分的貢獻(xiàn).結(jié)合該巖石中大于1.0 Ga鋯石具有與秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖碎屑鋯石一致年齡峰值的事實（圖9），表明長英質(zhì)片麻巖也參與了巖石的形成.因此，本文認(rèn)為大寺溝英云閃長巖脈是秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖和榴輝巖共同部分熔融的產(chǎn)物，且以榴輝巖的熔融為主.

5.3 構(gòu)造指示意義

秦嶺巖群中出露了大量早古生代高壓-超高壓變質(zhì)巖石[6,8?14]，它們在空間上呈面狀分布，構(gòu)成一條變質(zhì)混雜巖帶（圖1）.近年來的研究證實，盡管現(xiàn)有研究得到這些巖石的俯沖深度和折返過程稍有差異，但均記錄了順時針P -T -t演化軌跡[15]，具有近乎一致的～500 Ma峰期變質(zhì)年齡[8?14]，且普遍記錄了470～450 Ma和420～400 Ma兩期退變質(zhì)年齡信息，尤其是部分退變質(zhì)年齡與～500 Ma峰期變質(zhì)年齡來自同一顆鋯石的不同微區(qū)[13?14,16]，而且對應(yīng)鋯石微區(qū)分別保留了麻粒巖相、角閃巖相特征礦物包裹體[9,20]，指示高壓-超高壓巖石在～500 Ma的峰期變質(zhì)后連續(xù)疊加了兩期退變質(zhì)改造，對應(yīng)于兩次折返抬升過程[4,15].大寺溝英云閃長巖脈的形成時代（417±4 Ma）明顯晚于區(qū)內(nèi)超高壓巖石峰期變質(zhì)的時代，而與區(qū)域高壓-超高壓巖石角閃巖相退變質(zhì)年齡一致，與秦嶺巖群榴輝巖相變質(zhì)和麻粒巖相疊加變質(zhì)年齡一致的榴輝巖相和麻粒巖相繼承鋯石的獲得，更是表明丹鳳大寺溝超高壓變質(zhì)地體中英云閃長質(zhì)脈體應(yīng)該是秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖和榴輝巖在折返過程中部分熔融的產(chǎn)物，為秦嶺巖群混合巖化作用發(fā)生在俯沖板片的折返過程提供了新的證據(jù).而且，該巖石未見任何變質(zhì)變形，形成于非擠壓的伸展背景，在構(gòu)造環(huán)境判別圖解中主體落入碰撞后抬升花崗巖范圍（圖11），表明此時區(qū)內(nèi)的擠壓匯聚作用已經(jīng)基本結(jié)束，之后也再未遭受明顯的區(qū)域變質(zhì)變形，處于相對穩(wěn)定的構(gòu)造演化階段.

圖11 英云閃長巖R1-R2構(gòu)造環(huán)境判別圖[59]

前人對大寺溝含暗色包體花崗巖脈的研究發(fā)現(xiàn)，該巖脈具有高SiO2和K2O，富Th和U，輕稀土明顯富集，重稀土相對虧損（（La/Yb）N=37.3～45.3），顯示與石榴子石平衡共生的熔體特征，結(jié)合暗色包體中石榴子石的核部成分與圍巖超高壓變質(zhì)片麻巖中石榴子石的成分完全一致，且脈體形成時代（420±2 Ma）明顯晚于超高壓變質(zhì)峰期時代，從而提出它們是經(jīng)歷高壓-超高壓變質(zhì)的秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖在～420 Ma的退變質(zhì)階段發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物[19].本文研究的英云閃長巖脈形成年齡（417±4 Ma）與含暗色包體的花崗質(zhì)脈體相近，但其成分特征則指示有更多榴輝巖參與了部分熔融過程.此外，根據(jù)巖石的主量元素和Zr含量對其進(jìn)行了全巖鋯飽和溫度計算[60]，得到英云閃長巖的鋯飽和溫度為760～783 ℃，明顯高于含暗色包體花崗巖脈體（628～751 ℃）[19]和區(qū)內(nèi)高壓-超高壓巖石的角閃巖相退變質(zhì)溫度（696±56 ℃）[12]，而與幔源巖漿底侵或經(jīng)歷殼幔巖漿混合形成的I型花崗巖溫度相近（750～820 ℃）[61?62]，暗示幔源高溫巖漿活動很可能在英云閃長巖巖漿形成過程中發(fā)揮了重要作用.事實上，現(xiàn)有研究已在丹鳳巖群資峪、拉雞廟（圖1）一帶發(fā)現(xiàn)了430～420 Ma的鎂鐵質(zhì)巖石[17,63]，它們是北秦嶺地區(qū)存在～420 Ma幔源巖漿活動的重要證據(jù).深俯沖板片的斷離導(dǎo)致區(qū)域構(gòu)造由擠壓向伸展轉(zhuǎn)化和俯沖板片的折返，同時引發(fā)幔源巖漿的底侵，是大寺溝英云閃長巖脈體形成的主要機制.由于俯沖-深俯沖板片在折返過程中局部參與熔融的巖石類型（片麻巖或榴輝巖）和熔融溫度、深度的不同，導(dǎo)致同時代的混合巖化熔體在化學(xué)組成上存在顯著差異.

6 結(jié)論

本文對秦嶺巖群東段丹鳳大寺溝英云閃長巖進(jìn)行了鋯石U-Pb年代學(xué)與巖石地球化學(xué)分析.結(jié)果表明：

（1）大寺溝英云閃長巖脈體形成于417±4 Ma，鋯石中存在大量秦嶺巖群高壓-超高壓變質(zhì)榴輝巖和圍巖長英質(zhì)片麻巖的繼承鋯石.

（2）脈體具有埃達(dá)克質(zhì)巖的地球化學(xué)特征，富Na2O和CaO，Na2O/K2O比值和Mg#值較高，相對富Sr和LREE，低Y和Yb，主要由榴輝巖中的綠輝石熔融形成；較高的A/CNK值、K2O含量以及大于1.0 Ga鋯石年齡峰值與秦嶺巖群長英質(zhì)片麻巖碎屑鋯石一致的事實，指示長英質(zhì)片麻巖也參與了巖石的形成.

（3）大寺溝英云閃長巖脈是秦嶺巖群高壓-超高壓榴輝巖和長英質(zhì)片麻巖在折返過程中部分熔融的產(chǎn)物，碰撞后伸展背景下幔源巖漿的活動提供了部分熱源.