豫西外方山太山廟花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡、Hf同位素組成及其地質(zhì)意義

李山坡，李肖龍，潘小娜，杜程遠(yuǎn)，毛帥，王超，寧勇，宋瑋，魯培慶，崔振

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院， 河南 鄭州 450001； 2.河南省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河南 鄭州 450001； 3.河南省自然資源科學(xué)研究院， 河南 鄭州 450016； 4.河南省資源環(huán)境調(diào)查五院， 河南 鄭州 450053； 5.湖北省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì)， 湖北 黃岡 438000)

0 引言

豫西小秦嶺—外方山一帶發(fā)育眾多的鉬、鎢、金、銀、鉛鋅等金屬礦床，如南泥湖鉬鎢礦、文峪金礦、沙溝銀鉛鋅礦、上宮金礦、雷門溝鉬礦等(Cao et al., 2014; Tang et al., 2019；韓金生等，2013；向君峰等，2016；李鐵剛等，2020)。在外方山地區(qū)靳村—太山廟一帶，還發(fā)育有錫、鈾、三稀元素異常，是河南省重要的錫、鈾、三稀元素找礦遠(yuǎn)景區(qū)。這些異常多發(fā)育在太山廟花崗巖基的接觸帶附近，并且在北接觸帶大西溝附近已發(fā)現(xiàn)錫礦床(點(diǎn))，LA-MC-ICPMS錫石U-Pb年齡為(122.10±0.71) Ma(何玉良等，2020)。錫、鈾、三稀元素異常以及錫礦床(點(diǎn))與太山廟花崗巖基之間除了在空間上密切相關(guān)外，是否具有成因聯(lián)系？這不但是一個(gè)科學(xué)問題，還關(guān)系到異常解釋以及下一步錫、鈾、三稀元素礦床的勘查找礦，因此對(duì)太山廟花崗巖基開展研究具有重要意義。

前人將太山廟花崗巖基分為3期或3個(gè)巖相單元。葉會(huì)壽等(2008)對(duì)第一期巖石(亦是該巖基的主要巖性)進(jìn)行了SHRIMP鋯石U-Pb測(cè)年，獲得的成巖年齡為(115±2) Ma；高昕宇(2012)分別對(duì)3個(gè)巖相單元的巖石各采集1件樣品進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，獲得的加權(quán)平均年齡分別為(125.1±3) Ma、(114.9±4) Ma、(112.7±5) Ma；齊玥(2014)分別對(duì)3個(gè)巖相單元的巖石各采集2件樣品進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，獲得的加權(quán)平均年齡分別為122.0～122.3 Ma、120.0～121.7 Ma、116.2～121.0 Ma；賴相濡(2015)對(duì)3個(gè)巖相單元的巖石進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，結(jié)果分別為(126.1±8.5) Ma、(118.9±5.3) Ma、(114.2±2.9) Ma；段友強(qiáng)(2016)對(duì)太山廟花崗巖基的一個(gè)樣品(未明確具體期次)進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，結(jié)果為(112.1±3.2) Ma。上述研究成果為限定太山廟巖體的形成時(shí)代提供了重要約束，但年齡跨度較大，對(duì)于一個(gè)面積約 290 km2的花崗巖基來說，有必要繼續(xù)補(bǔ)充相應(yīng)的年齡數(shù)據(jù)。2009年以來，河南省地質(zhì)調(diào)查院在合峪地區(qū)開展了1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，依據(jù)野外接觸關(guān)系和巖石學(xué)特征，將太山廟花崗巖基進(jìn)一步劃分為5期，第一期構(gòu)成主體，其它各期在多處呈偏心套疊式產(chǎn)于其中(河南省地質(zhì)調(diào)查院，2014①)。各期侵入時(shí)代的精確測(cè)定是研究太山廟花崗巖基的首要任務(wù)，也是探討錫、鈾、三稀元素異常及相關(guān)礦產(chǎn)與其關(guān)系的最重要參數(shù)。本次工作對(duì)太山廟花崗巖基開展了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年和鋯石Hf同位素研究，為探討巖石成因及地球動(dòng)力學(xué)背景，以及錫、鈾、三稀元素找礦預(yù)測(cè)等提供基礎(chǔ)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北陸塊南緣外方山鉬、鉛鋅礦集區(qū)。華北陸塊南緣的東秦嶺地區(qū)，北以三門峽—寶豐斷裂與華北陸塊為界；南以黑溝—欒川斷裂與北秦嶺褶皺帶為鄰(陳書中等，2021)(圖1a)。區(qū)內(nèi)地層具有穩(wěn)定陸塊的雙層結(jié)構(gòu)?；诪樘沤缣A群(Ar3Th)，蓋層為中元古界熊耳群(Pt2X)和中—上元古界官道口群(Pt2G)、欒川群(Pt3L)等。中元古界熊耳群不整合于太華群之上，自下而上分為大古石組(Pt2d)、許山組(Pt2x)、雞蛋坪組(Pt2j)和馬家河組(Pt2m)，是華北陸塊南緣出露面積最大的地層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，北西、北東向斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，次為近東西向、近南北向斷裂構(gòu)造，其中馬超營(yíng)斷裂是區(qū)域性的控巖控礦斷裂(Han et al., 2009)。區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈(殷建鋒等，2020；張衡等，2021)，不僅有元古宙花崗閃長(zhǎng)巖和印支期環(huán)斑花崗巖、堿性巖等，還有印支—燕山期的巨大花崗巖基(老牛山、藍(lán)田、華山、文峪、娘娘山、花山、五丈山、合峪、太山廟等)以及斑巖體(雷門溝、東溝)、小型隱爆角礫巖筒、花崗閃長(zhǎng)巖株巖脈等(Wang et al., 2007)。

2 花崗巖基地質(zhì)特征

太山廟花崗巖基出露于洛陽市汝陽縣、嵩縣南部一帶，面積約290 km2。該巖基南鄰伏牛山巖體，以車村斷裂為界；東部和北部侵入于中元古界熊耳群雞蛋坪組；西部侵入于早白堊世合峪巖體。太山廟花崗巖基可劃分為5期侵入活動(dòng)，第一期侵入巖構(gòu)成主體，其它各期侵入巖在多處呈偏心套疊式產(chǎn)于其中(圖1b)。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖(a)和太山廟巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)河南省地質(zhì)調(diào)查院，2014①修改)1—中元古界熊耳群；2—太山廟巖體第一期侵入巖；3—太山廟巖體第二期侵入巖；4—太山廟巖體第三期侵入巖；5—太山廟巖體第四期侵入巖；6—太山廟巖體第五期侵入巖；7—伏牛山巖體；8—合峪巖體；9—斷裂；10—樣品位置及編號(hào)(圖中數(shù)據(jù)來源于①高昕宇(2012)；②葉會(huì)壽等(2008)；③齊玥(2014))

第一期侵入巖位于巖基的邊緣，巖性為中斑狀中粗粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖，巖石肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2b、d)，主要由鉀長(zhǎng)石(61%～63%)、斜長(zhǎng)石(10%～12%)、石英(20%～24%)及黑云母(3%～5%)組成。其中鉀長(zhǎng)石斑晶含量為10%～20%，向中心增多，可達(dá)30%，構(gòu)成斑狀中粗粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖。副礦物為磁鐵礦、磷灰石等。

第二期侵入巖位于巖基的中北部，主體巖性為斑狀細(xì)中粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖，該期中心部位為斑狀中粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖，與第一期侵入巖呈脈動(dòng)、涌動(dòng)侵入接觸。巖石灰白—肉紅色，似斑狀細(xì)中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a、c)，主要由鉀長(zhǎng)石(60%～65%)、斜長(zhǎng)石(10%～15%)、石英(25%～27%)及黑云母(少量～3%)組成，其中鉀長(zhǎng)石斑晶含量20%～25%。

圖2 太山廟巖體典型樣品鏡下照片a—中斑狀細(xì)中粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖手標(biāo)本；b—中斑狀中粗粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖手標(biāo)本；c—似斑狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)(+)；d—似斑狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)(+)；礦物縮寫：Kf—鉀長(zhǎng)石；Pl—斜長(zhǎng)石；Bt—黑云母；Q—石英

第三期侵入巖巖性為不等粒正長(zhǎng)花崗巖，僅在西南部樓房溝一帶和中部北鹿鳴溝一帶見兩個(gè)小巖株。巖石呈肉紅色，不等粒花崗結(jié)構(gòu)，文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由鉀長(zhǎng)石(62%)、石英(24%)、斜長(zhǎng)石(11%)、黑云母(3%)等組成。副礦物為磁鐵礦、磷灰石等。

第四期侵入巖巖性為多斑狀正長(zhǎng)花崗斑巖，僅在車村螢石礦附近有出露，為一小巖株。巖石呈肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量約為20%，主要由石英(7%)、鉀長(zhǎng)石(9%)和少量斜長(zhǎng)石(4%)組成?；|(zhì)呈細(xì)?！⒘＝Y(jié)構(gòu)，由鉀長(zhǎng)石(36%)、石英(22%)、斜長(zhǎng)石(20%)、黑云母(2%)、磁鐵礦(微量)組成。

第五期侵入巖主要分布于巖基的北部，在南部蓮花山一帶也有少量產(chǎn)出。巖性為正長(zhǎng)花崗斑巖，巖石呈肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量為5%～10%，主要為石英(5%)、斜長(zhǎng)石(0%～3%)、鉀長(zhǎng)石(0%～4%)，多在 5～10 mm之間。基質(zhì)呈細(xì)?！⒘＝Y(jié)構(gòu)，由鉀長(zhǎng)石(41%～55%)、石英(22%～25%)、斜長(zhǎng)石(10%～20%)、黑云母(2%以下)組成。副礦物為磁鐵礦。局部斑晶很少，構(gòu)成細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖。

3 樣品采集及分析測(cè)試

本次工作選取了太山廟花崗巖基第一期侵入巖(C005)、第二期侵入巖(C003)的巖石樣品進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年和Hf同位素分析。各個(gè)樣品的采樣位置見圖1b。

鋯石的單礦物分選、制靶以及反射光、透射光、CL照相等在廊坊市宇恒礦巖技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行。鋯石單礦物分選時(shí)，將原巖樣品粉碎、淘洗，獲得的重砂部分經(jīng)電磁選、重液分選后得到純度較高的鋯石試樣。在雙目鏡下挑選較好的鋯石顆粒制作成環(huán)氧樹脂樣品靶，待環(huán)氧樹脂固結(jié)后打磨和拋光使鋯石中心暴露。將制好的鋯石靶進(jìn)行透反射照相后鍍碳，然后開展陰極發(fā)光(CL)照相，以查明鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面裂隙的分布情況。

LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)年、Hf同位素組成分析在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。鋯石U-Pb同位素測(cè)定使用儀器為美國(guó)Thermo Fisher公司制造的Neptune，激光剝蝕取樣系統(tǒng)為ESI公司的New wave UP 193 nm激光器。激光束斑直徑為35 μm，剝蝕深度為20～40 μm，能量密度為13～14 J/cm2，頻率為8 Hz。鋯石年齡標(biāo)樣為GJ-1，以NIST SRM610為外標(biāo)計(jì)算Pb、U、Th元素含量，普通鉛由208Pb校正法進(jìn)行校正。鋯石U-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)誤差均為1σ。實(shí)驗(yàn)測(cè)試、儀器維護(hù)的詳細(xì)流程見Liu et al. (2008, 2010)。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal程序，鋯石U-Pb諧和圖用Isoplot程序繪制。鋯石Lu-Hf同位素與U-Pb同位素使用相同的激光器與質(zhì)譜儀測(cè)定，分析時(shí)采用8～10 Hz的激光頻率、10 mJ的激光強(qiáng)度和50 μm的激光束斑直徑。測(cè)試時(shí)GJ-1標(biāo)樣的176Hf/177Hf和176Lu/177Hf值與標(biāo)準(zhǔn)值在誤差范圍內(nèi)一致。

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果

LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果見表1。

表1 太山廟巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果表

續(xù)表1

續(xù)表1

從測(cè)年樣品中分選獲得的鋯石大部分呈無色或淺黃色，透明，多呈自形—半自形柱狀，鋯石長(zhǎng)度多為100～200 μm，長(zhǎng)寬比多為2∶1～3∶1。多數(shù)鋯石可見明顯的核及震蕩環(huán)帶(圖3)。鋯石的Th、U含量分別為50.5×10-6～2378.3×10-6、43.5×10-6～1501.8×10-6，Th/U值為0.6～2.2，表明為典型的巖漿成因鋯石(李肖龍等，2012)。

圖3 太山廟巖體鋯石陰極發(fā)光圖像及測(cè)年結(jié)果

對(duì)第一期侵入巖樣品(C005)累計(jì)進(jìn)行了32個(gè)鋯石測(cè)點(diǎn)的分析。其中31個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡介于117.8 Ma和125.2 Ma，并且?guī)缀蹙挥谥C和線上(圖4)。只有1個(gè)測(cè)點(diǎn)(C005.25)的206Pb/U238年齡為173.5 Ma，明顯偏老(可能是由于Pb丟失)，故不參與年齡加權(quán)平均值計(jì)算。剔除1個(gè)離群年齡后獲得的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為121.3±1.6 Ma(N=31，MSWD=0.19)，代表了該樣品的成巖年齡。

圖4 太山廟巖體鋯石U-Pb年齡諧和圖

對(duì)第二期侵入巖樣品(C003)累計(jì)進(jìn)行了32個(gè)鋯石測(cè)點(diǎn)的分析。其中30個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡介于115.1 Ma和125.6 Ma，并且?guī)缀蹙挥谥C和線上(圖4)。另外2個(gè)測(cè)點(diǎn)(C003.2、C003.13)偏離諧和線，故不參與年齡加權(quán)平均值計(jì)算。剔除2個(gè)離群年齡后獲得的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(119.6±1.8) Ma(N=30，MSWD=0.29)，代表了該樣品的成巖年齡。

4.2 鋯石Hf同位素分析結(jié)果

鋯石Hf同位素分析結(jié)果見表2。

表2 太山廟巖體LA-ICP-MS鋯石Hf同位素原位分析測(cè)試結(jié)果表

第一期侵入巖樣品(C005)的16個(gè)測(cè)點(diǎn)的176Lu/177Hf為0.000835～0.002197，平均為0.001379。其中14個(gè)測(cè)點(diǎn)的176Lu/177Hf均小于0.002，表明鋯石在形成以后，放射性成因Hf積累較低；176Hf/177Hf為0.282264～0.282562，平均為0.282389。fLu/Hf為-0.93～-0.97，平均值為-0.96。fLu/Hf明顯小于鎂鐵質(zhì)地殼和硅鋁質(zhì)地殼(fLu/Hf分別為-0.34、-0.72)(Vervoort et al., 1996; Amelin et al., 2000)，因此二階段模式年齡更能反映其源區(qū)物質(zhì)在地殼的平均留存時(shí)間。計(jì)算的tDM2為1489～2152 Ma，平均為1872 Ma；εHf(t)為-4.93～-15.45，平均為-10.99。

第二期侵入巖樣品(C003)的16個(gè)測(cè)點(diǎn)的176Lu/177Hf為0.000584～0.001527，平均為0.001085。所有測(cè)點(diǎn)的176Lu/177Hf均小于0.002，表明鋯石在形成以后，放射性成因Hf積累較低；176Hf/177Hf為0.282220～0.282572，平均為0.282345。fLu/Hf為-0.95～-0.98，平均值為-0.97。fLu/Hf同樣明顯小于鎂鐵質(zhì)地殼和硅鋁質(zhì)地殼(fLu/Hf分別為-0.34、-0.72)(Vervoort et al., 1996; Amelin et al., 2000)，因此二階段模式年齡更能反映其源區(qū)物質(zhì)在地殼的平均留存時(shí)間。計(jì)算的tDM2為1464～2247 Ma，平均為1970 Ma；εHf(t)為-4.56～-16.97，平均為-12.58。

5 討論

5.1 太山廟花崗巖基形成時(shí)代

本文對(duì)太山廟花崗巖第一期、第二期侵入巖開展了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，結(jié)果分別為(121.3±1.6) Ma和(119.6±1.8) Ma。獲得的結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致：葉會(huì)壽等(2008)獲得的成巖年齡為(115±2) Ma，高昕宇(2012)獲得的成巖年齡為112.7～125.1 Ma，齊玥(2014)獲得的成巖年齡為116.2～122.3 Ma，賴相濡(2015)獲得的成巖年齡為114.2～126.1 Ma，段友強(qiáng)(2016)獲得的成巖年齡為(112.1±3.2) Ma。以上結(jié)果表明，太山廟花崗巖基形成時(shí)代為早白堊世。

晚侏羅世以來，熊耳山—外方山一帶發(fā)生了強(qiáng)烈的花崗巖漿活動(dòng)，先后形成了五丈山巖體(159.6±1.6 Ma)(梁濤等，2019)、合峪巖體(135.3～148.2 Ma)(高昕宇等，2010)、花山巖體(128±1 Ma)(聶政融等，2015)、太山廟巖體以及雷門溝花崗斑巖(131.0±0.6 Ma)(曹晶等，2016)、東溝花崗斑巖(112±1 Ma)(葉會(huì)壽等，2006)等。這些花崗巖漿活動(dòng)大致可以分為150～160 Ma、130～150 Ma、110～130 Ma等3個(gè)主要期次，太山廟堿性花崗巖正是本次巖漿活動(dòng)的末期產(chǎn)物。其主要的地球動(dòng)力學(xué)背景為該時(shí)期受中國(guó)東部大規(guī)模巖石圈拆沉作用的影響(董樹文等，2007)，巖石圈發(fā)生大規(guī)模減薄，地殼巖石在增溫減壓的雙重效應(yīng)下發(fā)生熔融，生成的熔體最終上侵形成太山廟等花崗巖體。

5.2 太山廟花崗巖基物質(zhì)來源

太山廟花崗巖中鋯石的εHf(t)為-4.56～-16.97。在εHf(t)-t圖解上，所有樣品均位于虧損地幔及球粒隕石演化線之下(圖5)，表明這些樣品均為殼源成因，即代表了太山廟花崗巖的母巖漿主要源于古老地殼的部分熔融。

圖5 太山廟巖體的鋯石Hf同位素組成(秦嶺造山帶和揚(yáng)子克拉通Hf同位素組成數(shù)據(jù)參考高昕宇等，2010)

太山廟花崗巖中鋯石的tDM2為1464～2247 Ma，平均為1970 Ma。那么區(qū)域上的結(jié)晶基底太華巖群、第一蓋層熊耳群是否是其主要的物質(zhì)來源？太華巖群的形成時(shí)代為新太古代和古元古代，其εHf(t)以正值為主(時(shí)毓等，2011；2014)。而熊耳群主要形成于1800 Ma左右，其εHf(t)為-3.8～-9.5(高昕宇等，2010；高昕宇，2012)。因此太華巖群和熊耳群均不太可能作為太山廟巖體的主要源區(qū)。

古生代早期，揚(yáng)子克拉通北緣和南秦嶺開始向華北克拉通南緣之下俯沖(高昕宇，2012)。那么俯沖到華北克拉通南緣下部地殼的南秦嶺和揚(yáng)子克拉通古老基底可否作為太山廟巖體的源區(qū)？秦嶺造山帶主要構(gòu)造塊體的Hf同位素組成為：北秦嶺秦嶺群(1987 Ma)εHf(t)為9.0～18.0；南秦嶺陡嶺群(1876 Ma)、佛坪群(1751 Ma)、崆嶺群(2740 Ma)εHf(t)分別為4.3～10.5、6.3～9.4、3.6～4.0；揚(yáng)子克拉通張八嶺群(1450 Ma)、后河群(2400 Ma)εHf(t)分別為9.5～11.0、-0.9～2.4，西鄉(xiāng)群(1668 Ma、1451 Ma)εHf(t)為11.7～14.6、5.2～9.5(高昕宇等，2010)。在Hf同位素組成圖上，太山廟巖體的εHf(t)與揚(yáng)子克拉通、南秦嶺的εHf(t)演化趨勢(shì)具有相似性，二者表現(xiàn)出較大的親緣性(圖5)。因此，從Hf同位素組成來看，太山廟巖體的源區(qū)更可能為俯沖到華北克拉通南緣下部地殼的南秦嶺陡嶺群等和揚(yáng)子克拉通張八嶺群等古老基底。

華北克拉通南緣的小秦嶺—外方山一帶出露大量燕山期花崗巖體，如西部的老牛山巖體(148 Ma)(王巖，2019)、華山巖體(134～146 Ma)(毛景文等，2005；郭波等，2009；張興康等，2015)、文峪巖體(135～138 Ma)(王義天等，2010；高昕宇等，2012)、娘娘山巖體(139～142 Ma)(王義天等，2010；高昕宇，2012)，東部的上房溝巖體(135～158 Ma)(毛景文等，2005；包志偉等，2009)、南泥湖巖體(150～158 Ma)(毛景文等，2005；包志偉等，2009)、花山巖體(128 Ma)(聶政融等，2015)、五丈山巖體(160 Ma)(梁濤等，2019)、雷門溝巖體(131 Ma)(曹晶等，2016)、合峪巖體(135～148 Ma)(高昕宇等，2010)、太山廟巖體(112～126 Ma)(葉會(huì)壽等，2008；高昕宇，2012；齊玥，2014；賴相濡，2015；段友強(qiáng)，2016)等。這些燕山期花崗巖整體呈弧形分布于陜西華縣以東、河南外方山以西，根據(jù)花崗巖體的成巖年齡，大致可分為150～160 Ma、130～150 Ma、110～130 Ma等三個(gè)主要的花崗巖形成階段。華北克拉通南緣大量燕山期花崗巖的形成與中國(guó)東部的構(gòu)造演化密切相關(guān)：隨著秦嶺碰撞造山運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，中國(guó)東部巖石圈強(qiáng)烈擠壓增厚，并于160～150 Ma巖石圈厚度達(dá)到最大。從150 Ma開始，構(gòu)造體制開始從擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換，巖石圈厚度開始減薄。從130 Ma開始，巖石圈厚度開始快速伸展減薄(高昕宇，2012)。地球化學(xué)研究表明，早期(160～130 Ma)主要形成埃達(dá)克質(zhì)花崗巖，是幔源巖漿底侵導(dǎo)致加厚下地殼發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物(郭波等，2009；王義天等，2010；高昕宇等，2010)；晚期(130～110 Ma)主要形成具有A型花崗巖特征的高分異演化花崗巖，是在伸展減薄背景下地殼發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物(葉會(huì)壽等，2008)。太山廟花崗巖體成巖年齡為112～126 Ma，具有長(zhǎng)時(shí)間、多期巖漿活動(dòng)的特點(diǎn)，是地殼在強(qiáng)烈的伸展減薄背景下發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物。太山廟巖體及周邊發(fā)育有錫、鈾、三稀元素異常，是河南省重要的錫、鈾、三稀元素找礦遠(yuǎn)景區(qū)。何玉良等(2020)測(cè)得產(chǎn)于太山廟巖體外接觸帶的大西溝錫礦的錫石U-Pb年齡為(122.10±0.71) Ma，與太山廟巖體的形成時(shí)間一致，顯示二者具有密切的成因關(guān)系，并且均為中國(guó)東部中生代120 Ma左右的大規(guī)模巖石圈減薄背景下的產(chǎn)物。至于太山廟巖體與錫、鈾、三稀元素異常和礦化之間的關(guān)系，考慮到該巖體中螢石較為發(fā)育，并且局部出現(xiàn)偉晶巖脈，暗示巖漿熱液富含揮發(fā)分且已經(jīng)經(jīng)歷一定程度富集，因此初步認(rèn)為可能是形成太山廟巖體的原始巖漿富含這些元素，并在巖漿演化過程中進(jìn)行了初步富集。但是否存在其他關(guān)系，還需進(jìn)一步研究。

6 結(jié)論

(1)太山廟花崗巖基可劃分為5期侵入活動(dòng)，分布面積最大的第一期、第二期侵入巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為(121.3±1.6) Ma、(119.6±1.8) Ma。太山廟花崗巖的形成時(shí)代為早白堊世。

(2)太山廟花崗巖中鋯石的εHf(t)為-4.56～-16.97，表明其源區(qū)主要為古老的陸殼物質(zhì)。與秦嶺造山帶主要構(gòu)造塊體的Hf同位素對(duì)比結(jié)果表明，太山廟花崗巖體的源區(qū)可能主要為俯沖到華北克拉通南緣下部地殼的南秦嶺和揚(yáng)子克拉通古老基底。

(3)太山廟巖體的初始巖漿富含錫、鈾、三稀等成礦元素，并在巖漿演化過程中進(jìn)行了初步富集。因此巖體及其接觸帶附近發(fā)育的異常區(qū)是下一步找礦的重點(diǎn)靶區(qū)。

致謝樣品測(cè)試過程中天津地質(zhì)調(diào)查中心李志丹給予極大幫助；河南省地質(zhì)調(diào)查院裴玉華高級(jí)工程師在成文過程中給予了建設(shè)性意見和建議；審稿專家對(duì)論文提出了寶貴的修改意見，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意！

注 釋

① 河南省地質(zhì)調(diào)查院. 2014. 河南省合峪地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R]. 鄭州: 河南省地質(zhì)調(diào)查院.