东秦岭古生代以来花岗质岩浆活动及其构造意义

马　骁

(西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069)



东秦岭古生代以来花岗质岩浆活动及其构造意义

马骁

(西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069)

[摘要]东秦岭自古生代以来经历了多期花岗质岩浆活动形成了大量的花岗质岩石。依据锆石U-Pb年龄，这些花岗岩可分为三个主要期次：加里东期花岗岩、印支期花岗岩和燕山期花岗岩。详细研究这些花岗岩的岩石地球化学特征发现，早古生代的花岗岩表现为与大洋俯冲作用有关的岛弧钙碱性系列岩石，早中生代花岗岩具有后碰撞阶段花岗岩的地球化学特征，晚中生代花岗岩主要为I型花岗岩并伴有A型花岗岩的出现。这说明东秦岭区域上经历了俯冲造山作用到碰撞造山和碰撞后陆内演化等不同阶段。

[关键词]东秦岭；花岗岩；年代学；地球化学；构造演化

花岗质岩石作为造山带的重要组成部分可以形成于造山作用的各个阶段，而形成于不同造山阶段的花岗质岩石往往具有差异的地球化学属性，所以造山带中的这些花岗质岩石能够为研究造山带构造演化提供帮助。东秦岭造山带是位于徽成盆地和南阳盆地之间的秦岭造山带的一部分，秦岭造山带分割了华北板块和扬子板块，是一条长期汇聚形成的复合造山带，记录了华北板块和扬子板块之间的相互作用[1，2]，而东秦岭古生代以来的花岗质岩浆活动正是这两大板块间相互作用的产物，详细研究这些花岗质岩石能够约束东秦岭的区域构造演化研究。

1花岗岩的年代学统计研究

锆石是花岗岩类岩石中一种常见的副矿物，以其较高的矿物稳定性和U-Pb体系封闭温度成为测定花岗岩形成时代的首选，本文详细统计了近10 a来东秦岭地区发表的花岗岩锆石U-Pb年代学数据[3-15，22]，区内花岗岩可划分为三个主要期次，即加里东期、印支期和燕山期(图1)。加里东期花岗质岩浆活动从496 Ma持续到399 Ma，印支期花岗质岩浆活动时限从246.8 Ma到214 Ma，燕山期花岗岩从160.5 Ma到108 Ma。

图1　东秦岭花岗岩时空分布图

2花岗岩的岩石学和地球化学特征

东秦岭加里东期花岗岩主要分布在商丹断裂带以北，花岗岩分布与商丹断裂走向一致。岩石类型主要有闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和黑云母花岗岩等。这些花岗岩大都为准铝质到弱过铝质的，岩石系列大多为钙碱性和高钾钙碱性。微量元素方面富集Th、K、La、Ce、Zr等元素，而Nb、Ta、Ti具有明显亏损表现出弧花岗岩的性质[16]。本区印支期花岗岩主要分布在商丹断裂以南，分布较为集中。岩石类型主要有花岗闪长岩和黑云母花岗岩，这些花岗岩大都为高钾钙碱性岩石系列，微量元素方面表现为高场强元素相对于大离子亲石元素的富集，具有后碰撞阶段花岗岩的地球化学特征[17]。东秦岭燕山期花岗岩分布较为广泛，为本区十分重要的一次岩浆事件。岩石类型主要为二长花岗岩、花岗闪长岩和花岗岩。这些花岗岩主要为高钾钙碱性的I型花岗岩[24]，微量元素方面Nb、Ta、Zr、Hf、Y、Yb等元素含量较高。

3讨论

早古生代加里东构造阶段东秦岭的花岗质岩浆活动持续了近100 Ma之久，其中有部分花岗岩表现出O型埃达克岩的性质，如豫西二郎坪地区的西庄河花岗闪长岩[15]，由于O型埃达克岩形成于俯冲洋壳的消减作用，可能代表了板块俯冲的初始阶段[18]，这表明加里东期本区存在洋壳的俯冲作用；此外本区还发育部分中基性杂岩和变质基性岩(表1)，这些岩体也大多为钙碱性系列岩石且在时间上和空间上与花岗岩有密切的联系，与花岗岩一同构成了岛弧杂岩系。这表明在早古生代期间东秦岭存在由洋壳俯冲形成的”沟-弧”系，代表了一期俯冲造山作用，这些花岗岩是对俯冲造山作用的响应。早中生代印支期构造阶段形成的花

表1　东秦岭早古生代中基性杂岩体年代学统计表

岗岩在岩石学和地球化学方面都比较相似，都具有类似后碰撞阶段花岗岩的地球化学特征，是对碰撞造山作用的响应。晚中生代燕山期构造阶段本区的花岗质岩浆活动比较剧烈[24]，形成了大量岩体，这些花岗岩以I型花岗岩为主并且出现有A型花岗岩，时代上I型花岗岩较A型花岗岩年龄老，这些I型花岗岩形成于加厚下地壳的部分熔融，表明区域上仍处于挤压的应力状态，而A型花岗岩的出现标志着本区由挤压向伸展过度，本区构造演化趋于稳定。

4结语

东秦岭古生代以来的花岗质岩浆活动可以分为加里东期、印支期和燕山期三个期次。加里东期花岗岩为钙碱性系列的弧花岗岩，印支期花岗岩具有后碰撞阶段花岗岩的性质，燕山期花岗岩具有从I型花岗岩向A型花岗岩过度特征。这种花岗质岩浆活动暗示了本区经历了加里东期俯冲造山、印支期碰撞造山和燕山期陆内构造等不同演化阶段。

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[中图分类号]P619.22+2

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)02-0221-02

[作者简介]马骁(1988-)，男，河南辉县人，在读硕士研究生，主攻方向：造山带花岗岩研究。

[基金项目]国家自然科学基金项目(41372204)

[收稿日期]2015-12-14