西秦嶺糜署嶺巖體地球化學(xué)特征及成因探討

西秦嶺糜署嶺巖體地球化學(xué)特征及成因探討

1糜署嶺巖體巖漿源區(qū)秦嶺造山帶是中國(guó)大陸中部造山帶的重要組成部分，是典型的混合大陸造山帶（張國(guó)偉等，2001）。沿秦嶺造山帶南緣勉略縫合帶發(fā)育一條長(zhǎng)約400km,呈東西向展布的印支期花崗巖帶(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989;李先梓等,1993;MengandZhang,1999;張國(guó)偉等,2001;馮益民等,2002),該花崗巖帶是秦嶺造山帶形成和演化過(guò)程的重要記錄,成因上被認(rèn)為是同造山(Sunetal.,2002)或者后碰撞型花崗巖(張成立等,2005)。秦嶺造山帶印支期花崗巖帶的巖石類(lèi)型多樣,包括閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和花崗巖等,花崗巖中大多含有閃長(zhǎng)質(zhì)微粒包體,包體的形成被認(rèn)為與巖漿混合作用有關(guān)(長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院,2004(1);Qinetal.,2009,2010)。出露于西秦嶺地區(qū)勉略縫合帶以北的糜署嶺花崗巖體,是該花崗巖帶的一部分,通過(guò)詳細(xì)的年代學(xué)和地球化學(xué)研究,探討其巖漿來(lái)源和大地構(gòu)造背景,可以對(duì)勉略縫合帶的恢復(fù)和重建、秦嶺造山帶的形成演化以及華北地塊與揚(yáng)子地塊的碰撞拼合過(guò)程進(jìn)行約束。前人對(duì)糜署嶺巖體的巖漿來(lái)源和演化過(guò)程的研究(張宏飛等,2005;李注蒼等,2005;Qinetal.,2009)有不同的認(rèn)識(shí)。李注蒼等(2005)認(rèn)為糜署嶺巖體及其暗色包體均具S型花崗巖的特征,是同時(shí)形成的但非同源,是殼幔巖漿混合的產(chǎn)物,寄主巖來(lái)自殼源巖漿,暗色包體來(lái)自幔源巖漿。張宏飛等(2005)則認(rèn)為該巖體屬I(mǎi)型花崗巖,巖漿均來(lái)自于地殼中高K(Rb)玄武質(zhì)巖石的部分熔融。Qinetal.(2009)測(cè)得糜署嶺巖體和暗色包體的鋯石U-Pb年齡分別為213±3Ma和212±5Ma,認(rèn)為西秦嶺在晚三疊世存在同期的長(zhǎng)英質(zhì)和鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng),該巖體是巖石圈地幔來(lái)源的鎂鐵質(zhì)巖漿和基性下地殼來(lái)源的花崗質(zhì)巖漿混合作用的產(chǎn)物。鑒于此,本文選取糜署嶺花崗巖體及其中的包體進(jìn)行年代學(xué)和地球化學(xué)方面的研究,探討其巖漿來(lái)源、形成過(guò)程和大地構(gòu)造背景。2南秦代北緣早中生代巖漿所占地位秦嶺造山帶經(jīng)歷了新太古代-古元古代早前寒武紀(jì)基底的形成與演化階段、新元古代-古生代的板塊構(gòu)造演化階段及中生代以來(lái)的陸內(nèi)造山階段3個(gè)重要演化過(guò)程(張國(guó)偉,1991),形成了目前自北向南的商丹縫合帶、勉略縫合帶以及由其分隔的華北板塊、秦嶺微地塊和華南板塊的三塊兩縫構(gòu)造格局(MengandZhang,1999;張國(guó)偉等,2001)。商丹縫合帶是秦嶺地區(qū)發(fā)生早古生代洋-陸相互作用和其后發(fā)生大陸碰撞作用的主邊界(張國(guó)偉等,2001),其北側(cè)為北秦嶺構(gòu)造帶,南側(cè)與勉略縫合帶之間為南秦嶺構(gòu)造帶(張國(guó)偉,1991;張國(guó)偉等,2001)。北秦嶺構(gòu)造帶具有活動(dòng)大陸邊緣性質(zhì),以發(fā)育早古生代和早中生代巖漿侵入作用為特征,而南秦嶺構(gòu)造帶主要發(fā)育早中生代巖漿侵入作用,缺少早古生代巖漿侵入作用(張宏飛等,1997;盧欣祥等,2000;張本仁等,2002)。勉略縫合帶是秦嶺微地塊與揚(yáng)子板塊于印支期完成主體拼合的主要縫合帶(張國(guó)偉等,2001;裴先治等,2002),是華北與揚(yáng)子板塊發(fā)生全面拼接與碰撞、秦嶺造山帶主要構(gòu)造格局最終形成的標(biāo)志(Mattaueretal.,1985;Hsuetal.,1987;MengandZhang,1999)。揚(yáng)子板塊在印支期俯沖進(jìn)入華北板塊之下發(fā)生高壓/超高壓變質(zhì)作用(Zhengetal.,2009)。南秦嶺出露的基底巖石由以佛坪、小磨嶺和陡嶺雜巖等為代表的古元古代結(jié)晶基底和以武當(dāng)山群和耀嶺河群為代表的中新元古代基性火山巖系組成,古生界為一套連續(xù)或平行不整合的被動(dòng)陸緣沉積(YinandNie,1993;張國(guó)偉等,2001),中三疊世時(shí)向前陸盆地沉積轉(zhuǎn)化,至侏羅紀(jì)出現(xiàn)大規(guī)模的陸相沉積(張國(guó)偉等,2004)。南秦嶺印支期花崗巖較為發(fā)育。糜署嶺花崗巖體侵位于勉略構(gòu)造帶北側(cè)的禮縣-麻沿河斷裂與黃褚關(guān)斷裂之間(圖1),主要分布在甘肅徽縣麻沿河鄉(xiāng)糜署嶺-榆樹(shù)一帶,為較大的花崗巖基,出露面積約480km2,空間展布上呈東西向西寬東窄的三角形,長(zhǎng)約45km,最寬處約15km,長(zhǎng)軸方向與區(qū)域構(gòu)造線基本一致(圖1)。沿?cái)嗔褞蛭饔悬S渚關(guān)、草關(guān)等小型巖體相伴,其中黃渚關(guān)花崗巖中心相和邊緣相年齡分別為214±1Ma和213±3Ma,廠壩花崗巖年齡為213±2Ma,兩者均表現(xiàn)出典型的弧巖漿巖的特點(diǎn),為后碰撞花崗巖(王天剛等,2010)。糜署嶺巖體主要侵位于中上泥盆統(tǒng)西漢水群(雙狼溝組、紅嶺山組、黃家溝組)淺變質(zhì)沉積巖系之中,西北緣局部侵位于下石炭統(tǒng)碎屑巖中,東緣侵位于泥盆系龍?zhí)稑?gòu)造地層體中,在巖體南緣游龍川北側(cè)被中侏羅統(tǒng)龍家溝組含礫砂巖以角度不整合覆蓋。巖體周緣角巖化較為發(fā)育,成環(huán)帶狀或不規(guī)則環(huán)帶狀出露。3黑云母巖中磷灰石的特征糜署嶺巖體巖性為淺灰色-灰色中粗粒似斑狀黑云母石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖-黑云石英二長(zhǎng)巖組合,巖相界線為漸變過(guò)渡,邊緣相為石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖,中心相為石英二長(zhǎng)巖。巖石呈塊狀構(gòu)造,除斷層附近外,無(wú)變形變質(zhì)作用。巖石中暗色包體較為發(fā)育,巖體的邊部多于核部,包體與寄主巖的界線在宏觀上以截然突變多見(jiàn)(圖2a),部分暗色包體可以清楚看到冷凝邊現(xiàn)象(圖2b)。包體形態(tài)多為渾圓狀、圓狀、透鏡狀及不規(guī)則狀,少數(shù)棱角狀,包體大小10~55cm,小的僅0.5~2.5cm。糜署嶺巖體寄主巖中磷灰石呈短柱狀(圖2c),長(zhǎng)寬比3∶1~5∶1;暗色包體中磷灰石呈針狀和長(zhǎng)柱狀(圖2d),長(zhǎng)寬比10∶1~30∶1。寄主巖呈淺灰-灰色,中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖石主要由斜長(zhǎng)石(35%~40%)、鉀長(zhǎng)石(25%~30%)、石英(10%~20%)組成,暗色礦物以黑云母(10%±)為主,含有少量的角閃石,副礦物有磁鐵礦、黃鐵礦、鋯石、榍石、磷灰石、方鉛礦等。斜長(zhǎng)石呈灰白色,半自形柱狀、板柱狀,具聚片雙晶結(jié)構(gòu),顆粒大小一般在0.5~2mm×1~4mm之間。石英呈灰白色,他形粒狀結(jié)構(gòu),石英顆粒大小在1~3mm之間,常碎裂成亞顆粒,有時(shí)可見(jiàn)波狀消光現(xiàn)象。角閃石和黑云母零散分布于巖石中。斑晶為鉀長(zhǎng)石,呈灰白色,大小為1.5~4cm×0.8~3cm,含量約3%~5%。鉀長(zhǎng)石自形程度略差于斜長(zhǎng)石,為半自形狀,具卡納復(fù)合雙晶。包體巖性為細(xì)粒二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖,包體含量自西向東減少;由南至中心增多,向北界又驟然減少。大小通常在10~55cm之間,自西向東減小。包體呈深灰色,具細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為鉀長(zhǎng)石。包體的主要礦物組成為斜長(zhǎng)石(30%~35%)、鉀長(zhǎng)石(25%~30%)、石英(5%~10%)、黑云母(10%~15%)、角閃石(5%)、輝石(5%)等。副礦物主要是鋯石、磷灰石和榍石等。包體形態(tài)多呈橢球狀、渾圓狀、透鏡狀,表明包體與寄主巖石可能是大致同時(shí)代的。4分析4.1測(cè)試點(diǎn)和方法用于鋯石測(cè)年研究的樣品為黑云母石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖,采集1件(MSL01),樣品先采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎至80~100目,并用常規(guī)浮選和電磁選方法進(jìn)行分選,再在雙目鏡下挑選出晶形和透明度較好的鋯石顆粒作為測(cè)定對(duì)象。將鋯石顆粒粘在雙面膠上,然后用無(wú)色透明的環(huán)氧樹(shù)脂固定,待環(huán)氧樹(shù)脂充分固化后,對(duì)其表面進(jìn)行拋光至鋯石內(nèi)部暴露,然后進(jìn)行反射光和透射光照相。鋯石的反射光和透射光顯微照相及陰極發(fā)光(CL)顯微照相在北京離子探針中心掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室完成。測(cè)試點(diǎn)的選取首先根據(jù)鋯石反射光和透射光顯微照片進(jìn)行初選,再與CL圖像反復(fù)對(duì)比,力求避開(kāi)內(nèi)部裂隙和包體以及不同成因的區(qū)域,以期獲得較準(zhǔn)確的年齡信息。鋯石U-Pb年齡測(cè)試在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室加載有Geolas200M型激光剝蝕系統(tǒng)的LA-ICP-MS儀器上進(jìn)行。分析儀器為Elan6100DRC型四極桿質(zhì)譜儀,激光器為193nmArF準(zhǔn)分子激光器。激光剝蝕斑束直徑為30μm,激光剝蝕樣品的深度為20~40μm。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理和流程及儀器參數(shù)見(jiàn)袁洪林等(2003)和Yuanetal.(2004)。鋯石年齡計(jì)算均采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo),元素含量采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)局人工合成的硅酸鹽玻璃NISTSRM610作為外標(biāo),29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正,樣品的同位素比值和元素含量數(shù)據(jù)處理采用GLITTER(4.0版,MacquarieUniversity)軟件,并采用Andersen(2002)軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行普通鉛校正,年齡計(jì)算及諧和圖采用ISOPLOT(2.49版,Ludwig,2003)軟件完成。4.2稀土元素和微量元素巖石地球化學(xué)樣品采集11件,其中寄主巖8件(MSL01、MSL02、MSL04、MSL06、MSL07、MSL08、MSL10、MSL11),包體3件(MSL03、MSL05、MSL09)。樣品分別進(jìn)行主量元素和微量元素分析。樣品磨碎至200目后,在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈演化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行主量和微量元素分析測(cè)試。主量元素使用X-射線熒光光譜儀(XRF-1500)法測(cè)試。用0.5g樣品和5g四硼酸鋰制成的玻璃片在ShimadzuXRF-1500上測(cè)定氧化物的含量,精度優(yōu)于2%~3%。微量元素及稀土元素利用酸溶法制備樣品,使用ICP-MS(ElementⅡ)測(cè)試,分析精度為:按照GSR-1和GSR-2國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)元素含量大于10×10-6時(shí),精度優(yōu)于5%,當(dāng)含量小于10×10-6時(shí),精度優(yōu)于10%?；瘜W(xué)分析測(cè)試流程參考Chenetal.(2000,2002)。5分析的結(jié)果5.1黑云石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖糜署嶺巖體寄主巖樣品(MSL01)中鋯石為自形晶,淺黃色-無(wú)色透明色。鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像(圖3)大多較暗,內(nèi)部呈現(xiàn)典型的巖漿生長(zhǎng)振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu),屬巖漿結(jié)晶產(chǎn)物(Belousovaetal.,2002;吳元保和鄭永飛,2004;Siebeletal.,2005)。鋯石呈長(zhǎng)柱狀和半截錐狀,粒徑介于50~200μm之間,晶體長(zhǎng)寬比為2∶1~5∶1。在25個(gè)測(cè)點(diǎn)中(表1),鋯石的Th含量為78.63×10-6~391.3×10-6,U含量為227.8×10-6~583.3×10-6,Th/U比值為0.34~0.72,均大于0.1,表明這些鋯石為巖漿鋯石(Belousovaetal.,2002;吳元保和鄭永飛,2004;Siebeletal.,2005)。寄主巖的鋯石U-Pb年齡較為集中,206Pb/238U年齡介于200.9~225.0Ma之間(圖3,表1),大多數(shù)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好,有效數(shù)據(jù)點(diǎn)共16個(gè),其諧和年齡為214.2±0.79Ma(MSWD=3.2,圖4a),206Pb/238U加權(quán)平均年齡為214.5±1.6Ma(MSWD=0.24,圖4b),代表黑云石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。該年齡與Qinetal.(2009)測(cè)得的年齡(213±3Ma)在誤差范圍內(nèi)一致,為晚三疊世。5.2巖石的地球化學(xué)特征5.2.1巖微量元素特征糜署嶺巖體寄主巖的SiO2含量變化范圍較窄(60.96%~65.12%,表2)。在Q-A-P巖石分類(lèi)圖解(圖5)上,樣品多數(shù)落入石英二長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖界線附近。Al2O3含量在15.76%~16.68%之間,A/CNK在0.94~0.97之間,平均為0.95;FeO/(FeO+MgO)比值較低(1.66~1.75),顯示準(zhǔn)鋁質(zhì)特征,在A/NK-A/CNK圖解上(圖6)數(shù)據(jù)點(diǎn)均落入準(zhǔn)鋁質(zhì)I型花崗巖區(qū)域內(nèi)。全堿含量較低(6.27%~7.69%),K2O/Na2O比值在0.72~1.32之間,平均為1.08,相對(duì)富鉀(2.05%~4.38%),里特曼指數(shù)σ在2.19~2.96之間,在K2O-SiO2圖解中(圖7)樣品多落入高鉀鈣堿性系列范圍。寄主巖稀土元素(表2)特征顯示,REE總量較高(197.3×10-6~246.6×10-6,平均為223.3×10-6);輕、重稀土元素之間分餾較明顯(LREE/HREE為10.38~12.04,平均為11.50)。LREE相對(duì)富集,HREE相對(duì)虧損,LREE內(nèi)部分異較為明顯,(La/Sm)N為4.96~6.22,平均為5.36。在稀土元素配分圖上(圖8a)顯示為右傾型,Eu具有中等的負(fù)異常,δEu為0.58~0.61,平均為0.60,區(qū)別于幔源型花崗巖和花崗巖化型花崗巖。由表2和圖9可知,寄主巖微量元素具高Rb、低Sr、低Ba和高的K/Rb(90.14~125.43)比值的特征。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上(圖9),顯示高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta、Nb、P、Ti和大離子親石元素Ba、Sr明顯虧損,而Th、Rb、U、La、Zr、Hf、Nd、Y等元素具有明顯的正異常。各樣品的微量元素蛛網(wǎng)圖與稀土元素配分曲線形態(tài)幾乎完全一致,表明其為同時(shí)代和同來(lái)源的產(chǎn)物。5.2.2包體微量元素特征糜署嶺巖體中包體的主量元素(表2)具有如下特征:巖石的SiO2含量變化范圍較窄(52.14%~56.56%),與寄主巖相比含量較低。在Q-A-P巖石分類(lèi)圖解(圖5)上,包體多數(shù)落入石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖/石英二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖區(qū)域內(nèi)。Al2O3含量在15.25%~16.98%之間,A/CNK在0.64~0.83之間,平均為0.75;FeO/FeO+MgO比值較低(2.11~5.15),顯示準(zhǔn)鋁質(zhì)特征,在A/NK-A/CNK圖解上(圖6)數(shù)據(jù)點(diǎn)均落入準(zhǔn)鋁質(zhì)I型花崗巖區(qū)域內(nèi)。全堿含量較低(6.13%~6.92%),K2O/Na2O比值在0.74~1.44之間,平均為1.08,相對(duì)富鉀(2.72%~4.08%),里特曼指數(shù)σ在3.19~5.24之間,在K2O-SiO2圖解中(圖7)大多落入高鉀鈣堿性系列范圍,有一個(gè)點(diǎn)落入鉀玄巖系列。包體的稀土元素(表2)特征表明,REE總量較高(120.7×10-6~157.0×10-6,平均為133.2×10-6),但相對(duì)寄主巖稀土元素含量較低,輕、重稀土元素之間分餾較明顯(LREE/HREE為7.68~8.32,平均為8.00),(La/Yb)N為9.94~10.82,平均為10.36,LREE內(nèi)部分異較為明顯,(La/Sm)N為3.24~3.90,平均為3.68,特征參數(shù)均與寄主巖相近。在稀土元素配分圖(圖8b)上也顯示出與寄主巖的配分曲線相似的特征,為右傾型,Eu具有弱-中等的負(fù)異常,δEu為0.73~0.89,平均為0.83。由表2和圖9b可知,包體的微量元素具有如下特征:高Rb、低Sr、低Ba和高的K/Rb(79.66~111.5)比值。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上(圖9b),顯示高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta、Nb、P、Ti和大離子親石元素Sr、Ba明顯虧損,而Rb、U、La、Zr、Hf、Nd、Y等元素具有明顯的正異常。包體的微量元素蛛網(wǎng)圖與寄主巖的微量元素蛛網(wǎng)圖極為相似。6討論6.1根據(jù)花崗巖巖石類(lèi)型和源巖6.1.1i、s型對(duì)比從礦物學(xué)上,糜署嶺巖體中普遍出現(xiàn)了I型花崗巖的典型礦物學(xué)標(biāo)志角閃石,副礦物組合中普遍出現(xiàn)榍石、磁鐵礦,而未見(jiàn)富鋁礦物,CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物中大多出現(xiàn)了剛玉分子,但含量較低(0%~0.63%),均小于1%,區(qū)別于S型花崗巖(ChappellandWhite,1974)。已有的研究表明,在準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過(guò)鋁質(zhì)巖漿中,磷灰石的溶解度很低,并在巖漿分異過(guò)程中隨SiO2的增加而降低;而在強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖漿中,磷灰石溶解度變化趨勢(shì)與此相反(WolfandWyllie,1994)。磷灰石在I型和S型花崗巖漿中這種不同行為已被成功地用于區(qū)分I型和S型花崗巖類(lèi)(Chappell,1999;Wuetal.,2003)。另外,I型花崗巖的Y含量高,并與Rb含量呈正相關(guān)關(guān)系(Lietal.,2006)。王德滋和劉昌實(shí)(1993)認(rèn)為Rb和K有相似的地球化學(xué)性質(zhì),隨著殼幔的分離和陸殼的逐漸演化,Rb富集于成熟度高的地殼中;Sr和Ca有相似的地球化學(xué)行為,Sr富集于成熟度低、演化不充分的地殼中。因此,Rb/Sr比值能靈敏地記錄源區(qū)物質(zhì)的性質(zhì),當(dāng)Rb/Sr>0.9時(shí),為S型花崗巖;Rb/Sr<0.9時(shí),為I型花崗巖。糜署嶺巖體為準(zhǔn)過(guò)鋁質(zhì)巖石(A/CNK<1.1),Rb/Sr在0.25~0.50之間,P2O5隨SiO2的增加而呈現(xiàn)明顯的降低趨勢(shì)(圖10a),與S型花崗巖演化趨勢(shì)具有明顯差異,與I型花崗巖演化趨勢(shì)一致。這種趨勢(shì)也可以得到A/CNK-A/NK(圖6)和Rb-Y圖解(圖10b)的支持。因此,糜署嶺巖體寄主巖和包體均屬于I型花崗巖類(lèi)。6.1.2混合過(guò)程與巖漿通?；◢弾r的Rb/Sr>5指示熔融反應(yīng)與白云母的脫水熔融作用有關(guān),而Rb/Sr<5則與黑云母的脫水熔融作用有關(guān)(VisonàandLombardo,2002)。在糜署嶺巖體中寄主巖和包體的Rb/Sr比值在0.25~0.50之間,均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于5,表明這些花崗巖與源區(qū)黑云母的脫水熔融作用有關(guān)。糜署嶺巖體中包體與寄主巖的界線在宏觀上以截然突變多見(jiàn)(圖2a),部分暗色包體可以清楚看到冷凝邊現(xiàn)象(圖2b),而包體的冷凝邊表明包體與寄主巖石存在較大的溫差,是快速冷凝的結(jié)果(Castroetal.,1991;李昌年等,1997;邵濟(jì)安等,1999;吳福元等,1999),暗色包體是基性巖漿團(tuán)注入、裂解的產(chǎn)物(劉成東等,2002),包體在其被包裹時(shí)并非固態(tài),表明包體和寄主巖很有可能進(jìn)行了巖漿混合作用。包體具巖漿結(jié)構(gòu),其組成礦物與寄主巖相似,但鐵鎂礦物含量更高,包體富含黑云母、斜長(zhǎng)石,但缺乏深源變晶礦物,指示這種包體不可能是其源區(qū)殘留體(王德滋等,1992;Clemens,2003),排除包體是部分熔融殘留體或變質(zhì)捕虜體,而更可能是基型巖漿分異演化或巖漿混合的結(jié)果。寄主巖中磷灰石呈短柱狀(圖2c),包體中磷灰石呈針狀和長(zhǎng)柱狀(圖2d),指示形成包體的巖漿較寄主巖的巖漿有較大溫度差,結(jié)晶過(guò)程中有快速的放熱作用,表明巖漿混合作用的存在(Wyllieetal.,1962;Barbarin,1988;DidierandFerrand,1987;BarbarinandDidier,1992;周金城等,1994)。在主量元素與SiO2的Harker圖解(圖11)中,均構(gòu)成線性很好的巖漿混合線(李昌年等,1997),在稀土元素配分圖解和微量元素蛛網(wǎng)圖上也顯示出包體與寄主巖具有相同的演化趨勢(shì),反映了寄主花崗巖和包體可能為混合作用的演化趨勢(shì);在反映巖漿演化方式的FeOT-MgO圖解(圖12)上,成分均落在了混合趨勢(shì)線上,反映曾經(jīng)發(fā)生過(guò)化學(xué)混合(Castretal.,1991;曲曉明等,1997;江萬(wàn)等,1999)。包體的特征參數(shù)均與寄主巖相近,且包體的稀土元素相對(duì)寄主巖稀土元素含量較低,指示稀土元素將向巖漿演化方向正向富集(趙寒冬等,2005)。反映包體與寄主巖的原始巖漿可能為同源和同時(shí)代巖漿演化的產(chǎn)物。糜署嶺巖體寄主巖和包體的Eu具有弱-中等的負(fù)異常,Eu的負(fù)異?？赡苁切遍L(zhǎng)石的分離引起。La/Nb(1.96~3.51,平均2.75)均大于1.0而區(qū)別于地幔來(lái)源的巖漿(DePaoloandDaley,2000),Rb/Sr比值介于0.25~0.50之間,平均值為0.37,遠(yuǎn)小于0.9,接近大陸殼的平均值(0.24)(TaylorandMcLennan,1985),表明該花崗巖的源巖來(lái)自于陸殼物質(zhì),前述的地球化學(xué)特征也顯示出寄主巖和包體具有相似的地球化學(xué)特征,巖漿來(lái)自于地殼。在稀土元素配分圖上(圖8)顯示出重稀土明顯虧損的特征,這可能是殘留體中含較大數(shù)量的極富重稀土的石榴子石和角閃石(Pati1o-DouceandJohnston,1991)造成的可能是在陸殼底部高壓力下源區(qū)巖石脫水熔融形成的。Nb、P的虧損指示斜長(zhǎng)石作為熔融殘留相或結(jié)晶分離相存在,即在熔融過(guò)程中斜長(zhǎng)石沒(méi)有耗盡(Pati1o-DouceandBeard,1995;Pati1o-Douce,1999)。Sr、P、Ti的虧損表明了花崗巖具有正常大陸弧花崗巖的特征,Nb的虧損指示其與成熟大陸弧花崗巖相異,反映該花崗巖更具有大陸殼的特征,是增生在大陸邊緣的新地殼。Zr的富集和Nb、Ta、Ti的虧損表明巖漿源區(qū)巖石中以陸殼組分為主(GreenandPearson,1987;Green,1995;Barthetal.,2000)。Ti的虧損可能同鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用有關(guān)。Nb虧損同時(shí)還伴隨著Nb/Ta比值下降,Nb/Ta比值較低(13.30~20.42,平均為16.69),這表明Nb/Ta這一對(duì)互代元素已開(kāi)始分餾,是一種典型的殼源的成因類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究表明地殼中基性巖類(lèi)(玄武質(zhì)成分)的部分熔融形成化學(xué)成分偏基性的準(zhǔn)鋁質(zhì)的花崗巖類(lèi)(WolfandWyllie,1989;BeardandLofgren,1991;JohannesandHoltz,1996;Sissonetal.,2005),而地殼中碎屑沉積巖類(lèi)部分熔融形成偏酸性的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類(lèi)(JohannesandHoltz,1996;Pati1o-DouceandHarris,1998;Pati1o-DouceandMcCarty,1998b)。糜署嶺巖體的A/NCK值在0.64~0.97之間,為準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖,因此其源巖可能為中基性巖類(lèi)。寄主巖的εNd(t)=-9.2~-5.7,(87Sr/86Sr)i=0.7068~0.7071,包體的εNd(t)=-6.5,(87Sr/86Sr)i=0.707069~0.707138,與寄主巖的相當(dāng),均具有低的(87Sr/86Sr)t值和負(fù)的εNd(t)值(張宏飛等,2005;Qinetal.,2009),暗示了兩者的同源性,也表明巖漿來(lái)自于下地殼的部分熔融,沒(méi)有地幔物質(zhì)的加入,在εNd-87Sr/86Sr圖解(圖13)中,數(shù)據(jù)點(diǎn)均落入大陸玄武巖區(qū)域。6.2構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換環(huán)境從野外地質(zhì)來(lái)看,糜署嶺巖體侵位于勉略帶北側(cè)的泥盆系沉積地層中而本身未受變形,并且其展布方向與區(qū)域構(gòu)造線一致,指示糜署嶺巖體形成于主碰撞和區(qū)域構(gòu)造變形之后,其形成應(yīng)晚于勉略帶主變形期。糜署嶺巖體的地球化學(xué)特征顯示為高鉀鈣堿性花崗巖,而高鉀鈣堿性花崗巖可以出現(xiàn)在不同的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境中,指示構(gòu)造體制的變化,它既可產(chǎn)生在將碰撞事件主峰期分開(kāi)的張弛階段,也可以產(chǎn)生在從擠壓體制轉(zhuǎn)變成拉張?bào)w制的過(guò)程中(Barbarin,1999;肖慶輝等,2002),總之,通常認(rèn)為高鉀鈣堿性系列巖漿巖是后碰撞巖漿活動(dòng)的重要特征之一(Zhaoetal.,1996;Liégeoisetal.,1998)。因此,糜署嶺巖體可能為后碰撞花崗巖類(lèi),形成于構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換環(huán)境。在Rb-(Yb+Ta)和Nb-Y圖解(圖14a,b)上,數(shù)據(jù)點(diǎn)落入火山弧花崗巖(VAG)和同碰撞花崗巖(Syn-COLG)界線附近。在Rb-(Y+Nb)圖解(圖14c)上,數(shù)據(jù)點(diǎn)落入火山弧花崗巖(VAG)和后碰撞花崗巖(Post-COLG)重疊區(qū)域內(nèi),顯示糜署嶺巖體形成于后碰撞環(huán)境。在Rb/30-Hf-Ta×3判別圖解(圖14d)上投點(diǎn)落入火山島弧區(qū)和碰撞后花崗巖區(qū)的邊界附近,所有的樣品都表現(xiàn)出負(fù)Nb異常,其它高場(chǎng)強(qiáng)元素也相對(duì)虧損,這是與俯沖有關(guān)的巖漿的共同特征(Briqueuetal.,1984),也可見(jiàn)于以島弧物質(zhì)為物源的殼源花崗巖中(Maetal.,1998),在中酸性火山巖的Th/Yb-Ta/Yb構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖15)中,花崗巖落入活動(dòng)大陸邊緣范圍內(nèi),巖漿虧損Sr表明與消減作用無(wú)關(guān)(圖9),因此認(rèn)為該花崗巖應(yīng)屬于活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。6.3配置形成時(shí)代的特征目前的研究認(rèn)為,秦嶺造山帶沿南秦嶺勉略帶-大別山的碰撞主要發(fā)生在中生代早期,形成南秦嶺造山帶,并最終完成揚(yáng)子板塊與華北板塊的全面碰撞(Lietal.,1993;張宏飛等,1996;張國(guó)偉等,1997,2001;Hackeretal.,1998;鄭永飛,2008),是秦嶺花崗巖的強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)期(MengandZhang,1999;張國(guó)偉等,2001),形成了巨量的中生代花崗巖。碰撞作用主要發(fā)生在254~220Ma(李曙光等,1996;Hackeretal.,1998;張國(guó)偉等,2001;張宏飛等,2001;鄭永飛,2008)。對(duì)于碰撞的峰期存在三種認(rèn)識(shí):242±21Ma(李曙光等,1996)、240Ma(Yinetal.,1991)和235~238Ma左右(Zhengetal.,2009),歸納起來(lái)其峰期應(yīng)在235~242Ma之間。而糜署嶺巖體侵位時(shí)(214Ma)整個(gè)區(qū)域俯沖作用早已結(jié)束(254~220Ma,李曙光等,1996;Hackeretal.,1998),這表明糜署嶺巖體不是與俯沖相關(guān)的花崗巖,而是與島弧相關(guān)的火成巖部分熔融的產(chǎn)物。214Ma的巖體結(jié)晶年齡,正好處于擠壓環(huán)境向伸展松弛環(huán)境轉(zhuǎn)換的過(guò)渡時(shí)期(Yinetal.,1991;李曙光等,1996;張宏飛等,1996,2001;盧欣祥等,1999;賴紹聰?shù)?2003;鄭永飛,2008),該時(shí)期在秦嶺造山帶及松潘-甘孜造山帶、碧口微地塊以及祁連造山帶侵入了較多的花崗巖