山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)元素和sr-nd-pb同位素地球化學(xué)特征

山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)元素和sr-nd-pb同位素地球化學(xué)特征

青藏高原南部的邊界以六大羅山斷裂和若夫斷裂為北緣。自中生代以來(lái)，它一直受到中國(guó)北方克拉通和秦嶺造山帶的雙重影響。這是中國(guó)北方克拉通和秦嶺造山帶研究的中心地區(qū)，歷來(lái)為國(guó)內(nèi)外地質(zhì)工作者的廣泛關(guān)注和進(jìn)步（mattauer等人，1985；kr9ner和zhang，1993；呂心祥等人，1991、1999、2002；chen等人，2000；袁學(xué)誠(chéng)等人，1994年；張國(guó)偉等人，2001；張本仁等人，2002；毛景文等人，2005；翟明國(guó)，2010）。地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理等多學(xué)科的綜合研究,已揭示出東秦嶺的北秦嶺和南秦嶺構(gòu)造單元均具有揚(yáng)子陸塊的構(gòu)造屬性(張國(guó)偉等,2001;張本仁等,2002),其基底組成包括暴露的前寒武紀(jì)巖塊和新元古代底侵于下地殼的基性巖漿物質(zhì)(張宏飛等,1997;張國(guó)偉等,2001;張本仁等,2002);通過(guò)對(duì)西秦嶺花崗巖類(lèi)Pb-Nd同位素組成特征進(jìn)行研究,揭示出西秦嶺地殼基底也具有揚(yáng)子陸塊的構(gòu)造屬性(張宏飛等,2005)。由于華北陸塊南緣經(jīng)歷多期地質(zhì)運(yùn)動(dòng),構(gòu)造復(fù)雜,雖然已有研究成果探討了華北陸塊南緣地殼基底的性質(zhì)(路鳳香等,2003;郭波等,2009;高昕宇等,2010;王振強(qiáng)等,2011),但是尚缺乏深入而系統(tǒng)的研究。華北陸塊南緣基底性質(zhì)的研究對(duì)討論秦嶺造山帶深部構(gòu)造-巖漿活動(dòng)、晚侏羅世-早白堊世華北地區(qū)的構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)折等方面具有重要科學(xué)意義,而華北陸塊南緣中生代花崗巖類(lèi)分布廣泛(盧欣祥等,1991,1999,2002;李先梓等,1993;陳岳龍等,1994;Steinetal.,1997;Chenetal.,2000;劉振宏等,2004;李永峰,2005;龐振山,2006;郭波等,2009;葉會(huì)壽等,2008;高昕宇等,2010;王義天等,2010;胡浩等,2011;王曉霞等,2011),因此可以通過(guò)對(duì)花崗質(zhì)巖漿進(jìn)行源區(qū)示蹤,進(jìn)而揭示地殼基底組成與性質(zhì)。崤山地區(qū)是華北陸塊南緣的重要組成部分,本文通過(guò)對(duì)該地區(qū)具有代表性的8個(gè)燕山期花崗巖體進(jìn)行系統(tǒng)的巖石學(xué)、地球化學(xué)和Sr-Nd-Pb同位素組成研究,結(jié)合其中后瑤峪、柳關(guān)巖體的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)(胡浩等,2011),對(duì)崤山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)的源區(qū)進(jìn)行約束,結(jié)合相鄰的小秦嶺和外方山地區(qū)的Sr-Nd-Pb測(cè)試數(shù)據(jù)(陳岳龍等,1994;王團(tuán)華等,2008;郭波等,2009;高昕宇等,2010),并在分析巖石成因的基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步探討華北陸塊南緣的基底屬性。1華北陸塊南緣早白堊世晚期巖相特征崤山地區(qū)所屬的華北陸塊南緣夾持于北西西走向的三門(mén)峽-魯山斷裂和欒川斷裂之間(圖1),結(jié)晶基底主要由太華群的新太古代變質(zhì)侵入巖及古元古代變質(zhì)表殼巖(Diwuetal.,2007;第五春榮等,2010;時(shí)毓等,2011)和古元古代鐵銅溝組構(gòu)成,蓋層由中元古代熊耳群火山巖系(Zhaoetal.,2004)、中元古代-中三疊世的海相陸緣碎屑巖及碳酸鹽巖、斷陷盆地中發(fā)育的中-新生代陸相沉積巖和火山斷陷盆地中發(fā)育的早白堊世晚期中酸性火山巖及火山碎屑巖組成(謝桂青等,2007)。北西西走向的三門(mén)峽-魯山逆沖斷裂帶、馬超營(yíng)走滑-轉(zhuǎn)換斷裂帶和欒川逆沖斷裂帶構(gòu)成了華北陸塊南緣的主體構(gòu)造格架,自西向東依次發(fā)育的小秦嶺山脈、朱陽(yáng)-靈寶盆地、崤山山脈、盧氏-洛寧盆地、熊耳山山脈、潭頭-嵩縣盆地、外方山山脈、南陽(yáng)盆地和桐柏-大別山脈呈現(xiàn)出典型的盆山耦合的構(gòu)造格局,而小秦嶺變質(zhì)核雜巖、崤山變質(zhì)核雜巖和熊耳山變質(zhì)核雜巖則是早白堊世伸展作用的產(chǎn)物(高光明等,1993;胡正國(guó)和錢(qián)壯志,1994;王志光等,1997;張進(jìn)江等,1998;朱嘉偉等,2001;石銓曾等,2004)。華北陸塊南緣燕山期巖漿活動(dòng)頻繁、分布面積廣,出露有老牛山、華山、李鐵溝、花山、蒿坪、合峪、四棵樹(shù)等大面積分布的巖基(盧欣祥等,1991,1999;李先梓等,1993;Chenetal.,2000;劉振宏等,2004;楊德彬等,2004;龐振山,2006;葉會(huì)壽等,2008;包志偉等,2009;郭波等,2009;高昕宇等,2010;王義天等,2010;王曉霞等,2011),以及與成礦關(guān)系密切的蒲陣溝、八寶山、曲里、南泥湖、馬房等小巖體(盧欣祥等,1991,1999,2002;陳岳龍等,1994;Steinetal.,1997;Chenetal.,2000;楊德彬等,2004;包志偉等,2009;胡浩等,2011),而崤山地區(qū)主要發(fā)育龍臥溝、后河、韓溝等小巖體。2后河巖體0.2gm巖石崤山地區(qū)呈北東向展布著龍臥溝、后河等燕山期花崗巖體,均為出露面積不大于1.5km2的小巖體。這8個(gè)巖體中,龍臥溝、后河等巖體位于崤山北部,侵位于新太古代-古元古代太華群和中元古代熊耳群;后瑤峪、柳關(guān)等巖體位于崤山南部,侵位于中元古代熊耳群和官道口群(圖1)。與小秦嶺地區(qū)和熊耳山地區(qū)相比,崤山地區(qū)的研究程度相對(duì)較低,前人曾在20世紀(jì)70~90年代對(duì)崤山地區(qū)的燕山期花崗巖體進(jìn)行過(guò)地球化學(xué)分析和K-Ar年齡測(cè)試(張本仁等,1982;陳岳龍等,1994;龐振山等,2006),但得到的分析數(shù)據(jù)受限于當(dāng)時(shí)的測(cè)試技術(shù),例如得到的測(cè)年結(jié)果跨度較大,從89Ma到144Ma不等,且同一個(gè)巖體的年齡數(shù)據(jù)也存在較大的差別(龐振山,2006);近期,胡浩等對(duì)后瑤峪、柳關(guān)等巖體進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測(cè)試(胡浩等,2011)。本文對(duì)崤山地區(qū)的龍臥溝、后河等8個(gè)巖體進(jìn)行了系統(tǒng)的野外地質(zhì)觀察、樣品采集和地球化學(xué)分析。龍臥溝巖體(~0.56km2)位于崤山西北部,侵位于太華群,巖性為斑狀二長(zhǎng)花崗巖,灰白色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶為鉀長(zhǎng)石(10%~15%),板狀,呈淺肉紅色,粒度10~25mm,含較多不規(guī)則鈉長(zhǎng)石條紋,屬于條紋長(zhǎng)石,包裹有斜長(zhǎng)石、石英等,被包裹斜長(zhǎng)石有鈉化凈邊,石英呈不規(guī)則條紋或粒狀?；|(zhì)由半自形晶中-細(xì)粒鉀長(zhǎng)石(12%~18%),斜長(zhǎng)石(30%~40%)、石英(25%~35%)和少量白云母(<2%)等組成,斜長(zhǎng)石板狀,具聚片雙晶,屬于An=10±的鈉-更長(zhǎng)石,分解少量絹云母,鉀長(zhǎng)石呈不規(guī)則板狀或粒狀,含不規(guī)則鈉長(zhǎng)石條紋,屬于條紋長(zhǎng)石。石英他形粒狀,分布在長(zhǎng)石粒間。副礦物為磁鐵礦、鋯石、金紅石、白鈦石、磷灰石。后河巖體(~0.2km2)位于崤山西北部,侵位于太華群,巖性為二長(zhǎng)花崗斑巖(圖2b),灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶由鉀長(zhǎng)石(14%~20%)、斜長(zhǎng)石(18%~24%)、石英(7%~13%)和黑云母(3%~5%)組成。鉀長(zhǎng)石呈板狀,粒度0.4~4.8mm,有不規(guī)則裂紋,包裹有絹云母化斜長(zhǎng)石和黑云母,個(gè)別鉀長(zhǎng)石顆粒呈環(huán)帶構(gòu)造(圖2d)。斜長(zhǎng)石板狀,已不同程度絹云母化,可見(jiàn)聚片雙晶,屬于更長(zhǎng)石,有的斜長(zhǎng)石有鈉化凈邊,與蠕蟲(chóng)狀石英構(gòu)成交代蠕蟲(chóng)結(jié)構(gòu)(圖2f)。石英粒狀,粒度0.4~4.2mm,有被基質(zhì)熔蝕現(xiàn)象。黑云母斑晶少,呈片狀?；|(zhì)由微粒-隱晶質(zhì)(粒度<0.001~0.2mm)鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英和次生絹云母、高嶺石等組成。副礦物為鋯石、磷灰石、針狀金紅石。巖石蝕變?yōu)槿踅佋颇富透邘X石化。趙家古洞巖體(~0.8km2)位于崤山中部偏西,侵位于熊耳群,巖性為花崗閃長(zhǎng)斑巖,灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶由鉀長(zhǎng)石(4%~6%)、斜長(zhǎng)石(25%~35%)和石英(17%~23%)組成。鉀長(zhǎng)石板狀粒度1.3~4.2mm,含少量不規(guī)則的鈉長(zhǎng)石條紋,有交代并包裹斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母現(xiàn)象。斜長(zhǎng)石斑晶較多,多呈棱角平直的板狀,粒度0.3~2.4mm,具聚片雙晶,有些具環(huán)帶構(gòu)造,屬于An=28~33的更-中長(zhǎng)石,較新鮮,一般見(jiàn)不到次生分解物。石英他形粒狀,顆粒很粗的為聚合雙晶(圖2e),由數(shù)粒石英聚合而成,消光位不同,顆粒度可達(dá)到6mm,石英斑晶有被基質(zhì)熔蝕現(xiàn)象?；|(zhì)由微粒-隱晶質(zhì)(粒度<0.01~0.2mm)鉀長(zhǎng)石(8%~12%)、斜長(zhǎng)石(20%~26%)、石英(8%~12%)、普通角閃石(1%~3%)、黑云母等組成,礦物多為他形晶粒狀。副礦物為磁鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石。小妹河巖體(~0.3km2)位于崤山中部偏西,侵位于太華群及熊耳群,巖性為斑狀花崗閃長(zhǎng)巖,灰白色(圖2c),似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶由斜長(zhǎng)石(18%~22%)和鉀長(zhǎng)石(8%~12%)組成。斜長(zhǎng)石斑晶呈板狀,具聚片雙晶,有的具環(huán)帶構(gòu)造,屬更-中長(zhǎng)石。大部分顆粒測(cè)得An=28±的更長(zhǎng)石,一些具明顯環(huán)帶構(gòu)造的斜長(zhǎng)石應(yīng)屬于中長(zhǎng)石,An應(yīng)大于30,分解少量絹云母。鉀長(zhǎng)石斑晶板狀,具卡氏雙晶,含少量不規(guī)則鈉長(zhǎng)石條紋,有的顆粒交代并包裹斜長(zhǎng)石、黑云母、磁鐵礦等,構(gòu)成交代殘留結(jié)構(gòu)?；|(zhì)由細(xì)粒(粒度多<0.2~0.5mm)斜長(zhǎng)石(1%~3%)、鉀長(zhǎng)石(12%~18%)、石英(18%~22%)、黑云母(2%~4%)、角閃石(1%~2%)等組成,具細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu),呈半自形粒狀。斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石特征同斑晶,石英他形粒狀,分布在長(zhǎng)石粒間,黑云母片狀,有少部分像綠泥石化現(xiàn)象。普通角閃石少,呈柱狀,橫切面具閃石或解理(解理交角56°和124°)。副礦物為磁鐵礦、榍石、鋯石、褐簾石和磷灰石。白石崖巖體(~0.3km2)位于崤山地區(qū)東部(圖2a),侵位于熊耳群,巖性為二長(zhǎng)花崗斑巖,灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶由鉀長(zhǎng)石(12%~18%)、斜長(zhǎng)石(15%~21%)、石英(15%~21%)、黑云母和角閃石組成。鉀長(zhǎng)石呈板狀,粒徑0.2~3.2mm,具卡式雙晶,屬于正長(zhǎng)石,有交代包裹斜長(zhǎng)石現(xiàn)象。斜長(zhǎng)石呈板狀,粒徑0.2~3.2mm,具聚片雙晶,有的顆粒顯環(huán)帶構(gòu)造,屬于An=25±的更長(zhǎng)石,分解有少量絹云母。石英呈粒狀,粒度0.2~2.6mm,有被基質(zhì)熔蝕現(xiàn)象。黑云母呈片狀,個(gè)別有綠泥石化現(xiàn)象。角閃石柱狀,橫切面呈菱形或近于菱形的六邊形,角閃石多已蝕變?yōu)楹谠颇?綠泥石等集合體,仍保留角閃石的晶體外形?；|(zhì)由隱晶質(zhì)(粒度<0.02mm)斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石(斜長(zhǎng)石+鉀長(zhǎng)石=30%~35%)、石英(5%)、黑云母和綠泥石(黑云母+綠泥石=1%~3%)等組成,自形程度為他形粒狀。副礦物為磁鐵礦、褐簾石、鋯石、磷灰石、榍石已變?yōu)榘租伿?所保留榍石菱形切面。韓溝巖體(~1.5km2)位于崤山地區(qū)東南部,侵位于熊耳群,巖性為角閃二長(zhǎng)花崗斑巖,灰白色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶由斜長(zhǎng)石(25%~35%)、石英(8%~12%)、角閃石(4%~6%)組成。斜長(zhǎng)石呈自形板狀,大小1~6mm,聚片雙晶發(fā)育,具環(huán)帶構(gòu)造。石英呈半自形短柱狀,少數(shù)為渾圓狀,大小0.2~5mm,。角閃石呈自形柱狀,大小0.5~3mm?；|(zhì)主要由鉀長(zhǎng)石(30%~40%)和石英(10%~15%)組成,另有少量角閃石和黑云母,粒徑0.03~0.5mm。副礦物為磁鐵礦、磷灰石、鋯石、榍石等。后瑤峪巖體(~1.3km2)位于崤山西南,侵位于官道口群,巖性為二長(zhǎng)花崗斑巖,灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶由鉀長(zhǎng)石(22%~28%)、斜長(zhǎng)石(12%~18%)和石英(13%~19%)組成,鉀長(zhǎng)石板狀,雙棱平直,粒度0.5~14mm,多裂紋,具卡氏雙晶,交代并包裹斜長(zhǎng)石、黑云母等,被包裹斜長(zhǎng)石呈板條狀大致呈定向分布,構(gòu)成巖石的的交代殘留結(jié)構(gòu)。斜長(zhǎng)石呈板狀,粒度0.5~2mm,具聚片雙晶,為An=25±的更長(zhǎng)石,不同程度絹云母化,少數(shù)顆粒有完全變成絹云母或部分變?yōu)榉浇馐默F(xiàn)象。石英多為邊緣比較圓滑的粒狀,粒度0.3~2mm,有被基質(zhì)熔蝕現(xiàn)象?；|(zhì)由微粒-隱晶狀鉀長(zhǎng)石、絹云母化斜長(zhǎng)石、石英等組成。副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石和白鈦石(呈菱形切面,由榍石變來(lái))。蝕變主要為弱絹云母化和極微弱碳酸鹽化。柳關(guān)巖體(~0.45km2)位于崤山西南,侵位于熊耳群,巖性為二長(zhǎng)花崗斑巖,灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶由鉀長(zhǎng)石(20%~24%)、斜長(zhǎng)石(18%~22%)和石英(20%~24%)組成,多在0.3~5.7mm,鉀長(zhǎng)石板狀,具卡式雙晶,有裂紋,包裹有斜長(zhǎng)石,被包裹斜長(zhǎng)石已經(jīng)完全變?yōu)轱@微鱗片狀絹云母集合體,但仍保留斜長(zhǎng)石板條紋晶體外形。斜長(zhǎng)石斑晶板狀,已經(jīng)完全變?yōu)轱@微鱗片狀絹云母集合體。石英斑晶多為粒狀,有被基質(zhì)熔蝕現(xiàn)象。白云母少量呈片狀?；|(zhì)由隱晶質(zhì)(粒度<0.02mm)鉀長(zhǎng)石、絹云母化斜長(zhǎng)石、石英、褐鐵礦等組成?？梢?jiàn)少量鋯石、金紅石等副礦物。3全巖sr、nd和pb同位素樣品采自崤山地區(qū)上述8個(gè)巖體,對(duì)花崗巖新鮮樣品進(jìn)行篩選后,選取代表性樣品無(wú)污染破碎至200目以下。全巖主微量元素由國(guó)土資源部武漢綜合巖礦測(cè)試中心測(cè)試,主量元素采用四硼酸鋰熔片-XRF法測(cè)定,分析精度優(yōu)于5%;微量元素中的Sc、Cr、Co、Cu、Zn、Pb、Rb、Cs、Th、U用四酸溶礦-ICP-MS法測(cè)定,Sr、V、Ni、Ba用四酸溶礦-ICP-OES法測(cè)定,Zr、Nb、Hf、Ta用氯化鈉熔融-ICP-MS法測(cè)定,稀土元素用過(guò)氯化鈉熔融-ICP-MS法測(cè)定,微量元素優(yōu)于5%。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。全巖Sr、Nd和Pb同位素測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室同位素室完成。Sr同位素分析采用儀器為MAT261固體同位素質(zhì)譜計(jì),質(zhì)量分餾校正采用87Sr/86Sr=0.1194標(biāo)準(zhǔn)化,NBS987的測(cè)定值為0.71025±0.00008,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBW04411的測(cè)定值為:87Sr/86Sr=0.75999±0.00004,全過(guò)程本底為:Rb=30×10-10,Sr=1.2×10-10。Nd同位素分析采用多接收等離子質(zhì)譜儀MC-ICPMS(Neptune),樣品143Nd/144Nd比值用146Nd/144Nd=0.721900標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)樣品(BCR-2)測(cè)定值為143Nd/144Nd=0.512643±0.000015(2δ),儀器標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定值JNdi-143Nd/144Nd=0.512116±8,全過(guò)程本底為:Sm=30×10-10,Nd=1.2×10-10。Pb同位素分析采用多接收等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICPMS)(Neptune),測(cè)試分析用國(guó)際標(biāo)樣NBS997Tl溶液進(jìn)行內(nèi)部校正,同時(shí)用205Tl/203Tl=2.3872校正儀器的質(zhì)量分餾,并用國(guó)際標(biāo)樣NBS981進(jìn)行外部校正,對(duì)NBS981分析結(jié)果為206Pb/204Pb=16.9325,207Pb/204Pb=15.4852,208Pb/204Pb=36.6853,全流程過(guò)程本底小于50pg。Sr、Nd同位素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2,Pb同位素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。4山地花崗巖元素地球化學(xué)4.1山地區(qū)巖石學(xué)特征崤山地區(qū)花崗巖類(lèi)的全巖主量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1,總體成分呈酸性。富Si(SiO2=64.69%~72.13%),富堿(Na2O+K2O=6.03%~8.86%),且相對(duì)富鉀(K2O/Na2O=0.82~2.16),富鋁(Al2O3=14.88%~16.73%),在SiO2-K2O圖上(圖3g),崤山地區(qū)花崗巖類(lèi)大部分屬于屬于高鉀鈣堿性系列,部分屬于鉀玄巖系列,除部分樣品屬準(zhǔn)鋁質(zhì)外,大部分樣品屬過(guò)鋁質(zhì),高的DI值(74.72~88.64)表明巖體經(jīng)歷了高程度的分異演化作用,主要氧化物Al2O3、MgO、FeOT、TiO2、Na2O、CaO、K2O和P2O5與SiO2呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖3a-f,h)。4.2巖石學(xué)和微量元素特征花崗巖類(lèi)全巖的微量元素及稀土元素的分析結(jié)果見(jiàn)表1,稀土元素總量為80.54×10-6~247.0×10-6,在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖上(圖4),各樣品曲線相似,近于平行,曲線向右陡傾斜,顯示出強(qiáng)分異的稀土元素組成模式,以富集輕稀土和虧損重稀土為特征,LREE/HREE=9.89~23.33,(La/Yb)N=9.52~41.21,Eu異常不明顯(δEu=0.82~1.35),大部分巖體呈現(xiàn)出微弱的負(fù)Eu異常,少部分樣品顯示出微弱的正異常。巖體高Sr(392.8×10-6~916.9×10-6,平均678.8×10-6),低Y(8.12×10-6~21.34×10-6,平均14.86×10-6)和Yb(0.503×10-6~1.756×10-6,平均1.26×10-6),暗示源區(qū)有石榴石殘留,花崗巖類(lèi)的微量元素對(duì)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化分布圖解(圖5)組成模式相似,顯示巖體富集Rb、Ba、Th、K、Pb、Hf和Y,虧損Ta、Nb、Zr、P和Ti,Ta、Nb和Ti的虧損可能與它們的富集礦物金紅石的分離結(jié)晶或源區(qū)殘留有關(guān)(張旗等,2007;Villasecaetal.,2007)。4.3山巖體pb同位素組成崤山巖體全巖的Sr-Nd同位素分析結(jié)果見(jiàn)表2,鑒于巖石初始Sr和初始Nd同位素比值在10Ma內(nèi)變化較小,結(jié)合后瑤峪(131Ma)、柳關(guān)(130Ma)巖體最新的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果(胡浩等,2011),同時(shí)參考前人20世紀(jì)70~90年代采用K-Ar法取得的測(cè)年數(shù)據(jù)(龐振山,2006),取130Ma對(duì)上述8個(gè)崤山巖體的Sr、Nd同位素進(jìn)行初始化計(jì)算。結(jié)果表明,崤山巖體19個(gè)樣品的ISr=0.70645~0.71022,平均0.70828,(143Nd/144Nd)i=0.51146~0.51229,平均0.51173,εNd(t)=-19.7~-3.4,平均-14.6,fSm/Nd=-0.56~-0.45,平均-0.50。由于受到陸殼部分熔融的影響,造成Sm-Nd分餾并進(jìn)一步影響Nd的模式年齡(李獻(xiàn)華,1996),本文采用兩階段Nd模式年齡計(jì)算方法,得到t2DM=1205~2520Ma,集中分布在1827~2372Ma。崤山巖體具有較為相似的Pb同位素比值,現(xiàn)今鉛同位素比值為206Pb/204Pb=17.290~18.747,平均18.002;207Pb/204Pb=15.447~15.657,平均15.548;208Pb/204Pb=37.603~38.754,平均38.378。以t=130Ma對(duì)巖石初始Pb同位素比值進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)算,得到初始鉛同位素比值206Pb/204Pb=17.228~18.720,平均17.905;207Pb/204Pb=15.444~15.656,平均15.544;208Pb/204Pb=37.519~38.707,平均38.187。5討論5.1巖體及源區(qū)石榴石崤山地區(qū)以二長(zhǎng)花崗斑巖為主,同時(shí)發(fā)育有二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖。巖體的巖相學(xué)特征表現(xiàn)出具有很強(qiáng)的一致性,指示巖體屬于I型花崗巖:巖體富含黑云母和角閃石;發(fā)育褐簾石,未發(fā)現(xiàn)石榴子石、夕線石或堇青石;可見(jiàn)磁鐵礦和鈦鐵礦,未見(jiàn)磁黃鐵礦、石墨或獨(dú)居石;榍石常見(jiàn)。同時(shí),在P2O5隨SiO2變化的圖解中(圖3h),投點(diǎn)總體沿I型演化趨勢(shì)分布,即P2O5與SiO2呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,也表明巖體屬I(mǎi)型花崗巖的范疇(Chappell,1999;Wuetal.,2003;Lietal.,2007)。然而巖體的K2O/Na2O=0.82~2.16,A/CNK=0.951~1.885,(87Sr/86Sr)i=0.70645~0.71022,這些指標(biāo)均未能很好的區(qū)分研究區(qū)巖體的I型或S型屬性,出現(xiàn)上述情況的原因可能與華北陸塊南緣復(fù)雜的構(gòu)造發(fā)育有關(guān),源巖以變質(zhì)火成巖為主的同時(shí),有變質(zhì)沉積巖的參與。崤山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)具有低的Y(8.12×10-6~21.34×10-6,平均14.86×10-6)、Yb(0.503×10-6~1.756×10-6,平均1.26×10-6)和HREE(3.31×10-6~14.27×10-6,平均9.94×10-6)含量,高的Sr(392.8×10-6~916.9×10-6,平均678.8×10-6)、Ba(859.1×10-6~3078×10-6,平均2013×10-6)和LREE(77.23×10-6~233.8×10-6,平均160.8×10-6)含量,以及高的Sr/Y(20.77~66.48,平均47.52)和(La/Yb)N(9.52~41.21,平均26.16),這些指標(biāo)均暗示源區(qū)石榴石的殘留,其形成深度可能大于50km(張旗等,2006),具深源特征。巖體的εNd(t)=-19.7~-3.4,平均-14.6,表明源巖為古老的地殼(或下地殼)。因此,崤山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)是華北陸塊南緣加厚地殼底部熔融的產(chǎn)物。5.2南秦及北果期巖石學(xué)和礦物學(xué)特征通過(guò)成因分析不難看出,崤山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)的源區(qū)為華北陸塊南緣加厚的中-下地殼,通過(guò)對(duì)巖漿屬性進(jìn)行Sr-Nd-Pb同位素的系統(tǒng)分析,能夠進(jìn)一步的制約源巖及基底的歸屬。太華群和熊耳群分別作為華北陸塊南緣結(jié)晶基底和蓋層的主要組成部分,其混合成分曾一度被認(rèn)為是該區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)的源巖(王志光等,1997;李永峰,2005)。太華群作為華北陸塊南緣的結(jié)晶基底,同位素年齡大多大于2.5Ga(Kr9nerandZhang,1993;Sunetal.,1994;薛良偉等,1995;周漢文等,1998),最新的研究和數(shù)據(jù)也表明太華群的變質(zhì)侵入巖和變質(zhì)表殼巖的年齡分別為2.8~2.7Ga和2.2~2.0Ga(Diwuetal.,2007;第五春榮等,2010),遠(yuǎn)大于崤山巖體的Nd同位素二階段模式年齡的下限,表明太華群不可能單獨(dú)作為崤山地區(qū)燕山期花崗巖類(lèi)的源巖。熊耳群的形成時(shí)代為1.80~1.75Ga(Zhaoetal.,2004),處于崤山巖體Nd同位素二階段模式年齡的跨度范圍,但是大于Nd同位素二階段模式年齡的最小值,同時(shí)熊耳群εNd(t=130Ma)為-25左右(高昕宇等,2010),遠(yuǎn)小于崤山巖體的εNd(t)值,因此如果太華群和熊耳群的混合成分是崤山巖體的源巖的話,那么一定有更年輕的物質(zhì)參與。南秦嶺地區(qū)的陡嶺群和佛坪群的εNd(t=130Ma)值分別為-15.8和-12.8(張宗清等,2002;張宏飛等,2005),與崤山巖體的εNd(t)值十分接近,顯示出很好的親緣性。從鉛同位素組成分析,崤山巖體具有高放射性成因的初始鉛同位素組成(206Pb/204Pb=17.290~18.747,平均18.002),而具有高放射成因鉛同位素組成的花崗巖類(lèi)是揚(yáng)子陸塊相比華北陸塊獨(dú)有的特征(張宏飛等,2005),從206Pb/204Pb-207Pb/204Pb和206Pb/204Pb-208Pb/204Pb圖上可以看出,崤山巖體Pb同位素投點(diǎn)大部分落入揚(yáng)子陸塊的區(qū)域(其中部分落入揚(yáng)子陸塊和華北陸塊的疊合區(qū)域)(圖6a,b)。從上述分析不難看出,具揚(yáng)子陸塊屬性的南秦嶺的結(jié)晶基底是崤山巖體的主要物質(zhì)來(lái)源,具有華北陸塊屬性的太華群和熊耳群也提供了部分成巖物質(zhì)。從ISr-εNd(t)圖解可以看出,投點(diǎn)大部分落入BC區(qū)(圖7),暗示巖漿中有幔源物質(zhì)的加入。208Pb-206Pb的投點(diǎn)絕大部分落入下地殼和造山帶之間(圖8),表明崤山巖體巖漿中有幔源物質(zhì)的混入。在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb與206Pb/204Pb-208Pb/204Pb的構(gòu)造環(huán)境示意圖中(圖9a,b),投點(diǎn)大部分落入下地殼,部分投點(diǎn)落入幔源,同樣指示有幔源物質(zhì)混入。綜上所述,崤山巖體的源巖以南秦嶺的陡嶺群和佛坪群為主,同時(shí)有華北陸塊的太華群、熊耳群及幔源物質(zhì)的混入。同時(shí)也表明,揚(yáng)子板塊攜秦嶺微板塊向華北板塊的陸內(nèi)俯沖使南秦嶺至少已拆離俯沖至崤山北麓,結(jié)合華北陸塊南緣其他地區(qū)的研究(路鳳香等,2003;高昕宇等,2010),本文認(rèn)為崤山北麓可作為此次俯沖在東秦嶺的最北端。5.3巖石圈構(gòu)造背景及形成機(jī)制華北板塊、秦嶺微板塊、揚(yáng)子板塊在經(jīng)歷點(diǎn)接觸之后,于中生代初期的T1-2完成了陸陸碰撞閉合(MengandZhang,2000;張國(guó)偉等,2001),碰撞階段早期,揚(yáng)子板塊攜秦嶺微板塊向華北陸塊之下作陸內(nèi)俯沖,巖石圈強(qiáng)烈擠壓縮短加厚,與此同時(shí)華北板塊向南楔入秦嶺微板塊(袁學(xué)誠(chéng)等,1994,2008;張國(guó)偉等,2001;路鳳香等,2003),并在華北陸塊南緣形成自北而南逆沖推覆的洛南-欒川逆沖推覆構(gòu)造系,直至中侏羅世晚期完成全面的拼合,巖石圈則在150Ma前后厚度達(dá)到最大值(毛景文等,2005;張旗等,2008;丁麗雪等,2010),其后開(kāi)始趨于減薄。中侏羅世-早白堊世,隨著太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖,區(qū)域構(gòu)造體制發(fā)生轉(zhuǎn)換,誘發(fā)了中國(guó)東部晚中生代巨量巖漿活動(dòng)(Maruyamaetal.,1997;洪大衛(wèi)等,2003;LiandLi,2007;丁麗雪等,2010),此次巖漿事件在華北的膠遼、燕山、太行山-蘇魯、華北陸塊南緣以及華南和長(zhǎng)江中下游地區(qū)廣泛發(fā)育(Maruyamaetal.,1997;Xuetal.,2004;李永峰,2005;周新民,2007;邱連貴等,2008;Lietal.,2009;王曉霞等,2011)。華北陸塊南緣廣泛發(fā)育中侏羅世-中白堊世(160~100Ma)的中酸性侵入巖,可分為兩個(gè)主要時(shí)間段:160~130Ma期間的中酸性侵入巖形成于擠壓向伸展轉(zhuǎn)換的動(dòng)力學(xué)背景(李永峰,2005;毛景文等,2005;周紅升等,2008;丁麗雪等,2010;王義天等,2010;王曉霞等,2011);120~100Ma左右發(fā)育的A型花崗巖形成于陸內(nèi)伸展環(huán)境,標(biāo)志著增厚地殼開(kāi)始全面減薄(葉會(huì)壽等,2008;周紅升等,2008)。崤山地