南秦岭胭脂坝花岗岩成因：锆石U—Pb年龄、地球化学和Sr—Nd—Pb同位素的制约

韦龙猛　杨一增　张贺　贺剑峰　陈福坤

摘 要：秦岭造山带广泛发育新元古代、古生代、早中生代和晚中生代岩浆作用，是长期复杂造山作用的结果。胭脂坝花岗岩岩体出露于南秦岭宁陕地区五龙岩体群的最东部，是南秦岭早中生代花岗岩的重要组成部分。5个花岗岩样品的锆石U-Pb定年结果分别为（202.9±3.5）、（201.0±30）、（202.1±2.6）、（200.4±5.4）、（205.5±3.3）Ma，平均年龄为（201.9±1.5）Ma，属于早中生代五龙岩体群岩浆作用中晚期的产物。岩石地球化学成分显示该岩体的主体为黑云母花岗岩，具有高硅、富碱的地球化学特征，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，属于弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列。初始Sr同位素组成为0704 31～0706 78，εNd（t）值为-52～-20，初始Pb同位素组成相对高， （N（206Pb）/N（204Pb））（t）=17.737～18.191，（N（207Pb）/N（204Pb））（t）=15511～15574，（N（208Pb）/N（204Pb））（t）=37439～38071。较高的放射性成因Pb同位素组成说明胭脂坝岩浆源区具有扬子地块的属性；初始Sr同位素组成和εNd（t）值随着SiO2含量的升高呈现出线性变化趋势，说明胭脂坝花岗质岩浆在上升侵位过程中存在围岩物质的同化作用；结合与新元古代火山沉积岩（如耀岭河群、武当群、碧口群）相似的初始Sr-Nd同位素组成，推测胭脂坝岩体的岩浆源区主要是具有扬子地块属性的新元古代地壳物质。

关键词：地球化学；岩石成因；花岗岩；锆石；U-Pb年龄；Sr-Nd-Pb同位素；早中生代；南秦岭

中图分类号：P588.11 文献标志码：A

Abstract： Qinling orogenic belt is produced by long-time complicated orogenic processes with widely distributed Neoproterozoic to Mesozoic magmatic activities. Yanzhiba granitic pluton， which is located in the easternmost part of Wulong granitic plutons， is one of the major components of Early Mesozoic magmatism in Ningshan area of South Qinling. Zircon U-Pb dating results and geochemical characteristics of Yanzhiba pluton were reported. Zircon U-Pb dating results of five samples give （202.9±3.5）， （201.0±3.0）， （202.1±2.6）， （200.4±5.4）， （2055±3.3）Ma， respectively. A mean U-Pb age of （201.9±1.5）Ma suggests that Yanzhiba pluton is formed in the middle and late stage of Early Mesozoic Wulong granitic plutons. Yanzhiba granitic pluton is characterized by high silica， alkali-rich， enrichment of large-ion lithophile elements， depletion in high field-strength elements， belonging to weakly peraluminous and high-potassic calc-alkaline series. Initial Sr isotopic composition ranges from 0.704 31 to 0.706 78， εNd（t） values are -5.2--2.0， and initial Pb isotopic composition is relatively high， including that （N（206Pb）/N（204Pb））（t）=17.737-18.191， （N（207Pb）/N（204Pb））（t）=15.511-15.574， and （N（208Pb）/N（204Pb））（t）=37.439-38.071. The high radioactive Pb isotopic composition implies that Yanzhiba granite has the affinity of Yangtze Block. Linear variations of initial Sr isotopic composition and εNd（t） values with the contents of SiO2 suggest that there is assimilation of the surrounding rocks during the rising and emplacement of Yanzhiba granitic magma. The initial Sr-Nd isotopic compositions are similar to those of Neoproterozoic volcanic sedimentary sequences in South Qinling （such as Yaolinghe， Wudang and Bikou Groups）. Sr-Nd-Pb isotopic compositions indicate that the magma source of Yanzhiba granite originates from Neoproterozoic crustal materials with an affinity of Yangtze Block.

Key words： geochemistry； petrogenesis； granite； zircon； U-Pb age； Sr-Nd-Pb isotope； Early Mesozoic； South Qinling

0 引 言

秦岭造山带是中国大陆中部中央造山带的重要组成部分，是由扬子地块与华北克拉通及其之间的中小块体经过长期裂解和拼合作用而形成的[1-6]。张国伟等研究表明，扬子地块和华北克拉通发生的碰撞拼合作用使秦岭造山带内的地壳产生强烈的缩短和变质变形，因而发育了众多的大型逆冲推覆、走滑剪切构造和大面积的花岗岩类[7-11]。王晓霞等研究表明，秦岭地区的强烈构造岩浆事件主要包括新元古代、古生代和中生代[12-13]。其中，早中生代花岗岩类出露范围最广，主要呈面状发育于东秦岭一侧的南秦岭和扬子北缘地区[12-14]，是秦岭造山带内最为重要的一期花岗质岩浆作用[图1（a）]。南秦岭地区的大型早中生代花岗岩体一般聚集形成岩体群，从西向东主要包括光头山岩体群、五龙岩体群和东江口岩体群。这些岩体群形状大小不一，每个复式岩体的出露面积都超过了500 km2，以岩基形式侵入到前寒武纪变质岩系或古生代地层中，沿着勉略缝合带构成了一条EW向展布的早中生代花岗岩带。虽然关于南秦岭早中生代岩浆作用已有几十年的研究历史，但是目前针对这些花岗岩体的成因仍存在很大的争议：Meng等认为这与勉略洋和秦岭微陆块的俯冲闭合有关[3，15]；高山等认为这与勉略构造带碰撞造山后的岩石圈拆沉导致下地壳部分熔融有关[16-18]；Sun等认为这与勉略洋俯冲阶段，幔源岩浆发生底侵，导致增厚下地壳发生大规模部分熔融有关[19-20]。

胭脂坝花岗岩位于五龙岩体群（也称为宁陕岩体群，包括华阳、西坝、五龙、老城和胭脂坝等岩体）的最东端[图1（b）]，处于南秦岭构造形变最大位置（蜂腰部位）的东侧，出露面积达560 km2，是南秦岭造山带早中生代花岗岩体重要组成部分。然而，对于这样一个巨大的花岗岩基进行系统的年代学以及同位素研究仍然不足，针对胭脂坝花岗岩现有的年代学、岩石学和地球化学资料，不同学者却往往得出了迥异的结论。首先，对于胭脂坝岩体的成岩时代问题，前人早期报道的有锆石U-Pb年龄（243 Ma）[21]、K-Ar等时线年龄（193 Ma）[22]、Ar-Ar年龄（178 Ma）[22]和全岩Rb-Sr等时线年龄（（183±2）Ma）[23]。近年来报道的胭脂坝岩体锆石U-Pb定年数据有220 Ma[24-25]、210 Ma[15，24]和 200 Ma[26-27]。其次，关于胭脂坝岩体的岩石成因类型也存在不同的理解，有S型花岗岩[26，28-29]、A型花岗岩[30]和I型花岗岩[23]等类型。另外，关于胭脂坝岩体的物质来源问题，张宏飞等认为整个五龙岩体群（包括光头山、留坝、西坝、华阳、五龙、东河台子、老城和胭脂坝）的岩浆物质来源主要为南秦岭地体的深部地壳物质，并且古老地壳物质的参与比例从东部到西部有逐渐升高的趋势[23]，骆金诚等通过对胭脂坝岩体详细的主、微量元素地球化学研究，认为该岩体主要来自于中部地壳成熟度相对较低的贫黏土质砂屑岩[26]，Yang等通过对宁陕岩体的地球化学和锆石U-Pb-Hf同位素研究，认为五龙岩体群可以划分为两期岩浆活动[25]：①216～222 Ma的岩浆岩主要来自元古代玄武质岩石熔体和亏损地幔来源岩浆的混合岩浆，其形成与勉略洋的闭合有关；②约210 Ma的岩浆岩主要来自沉积岩源区的部分熔融，其形成与从挤压向伸展转换的构造环境有关。Yang等进一步将胭脂坝岩体划入了早期与勉略洋闭合有关的岩浆活动[25]。由此可见，已有的年代学和地球化学资料差别较大，而且对该岩体的同位素地球化学系统研究仍较为缺乏，制约了对整个岩体群成因的进一步研究[25]。本文针对胭脂坝岩体进行了较大面积的采样工作，通过分析LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄，全岩主、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学成分，讨论胭脂坝岩体的侵位时代、岩石成因类型和源区性质，为约束整个五龙岩体群的可能物质来源问题提供基础数据制约。

1 区域地质背景及岩相学特征

秦岭造山带基本构造单元的划分可以称为“三块两缝合带”结构，主要包括华北地块、秦岭地块和扬子地块以及商丹缝合带和勉略缝合带[4]。秦岭造山带可以更进一步划分，从北向南依次为华北地块南缘、栾川—洛南断裂带、北秦岭地体、商丹缝合带、南秦岭地体、勉略缝合带、扬子地块北缘等[5-6]。扬子地块和华北克拉通以及两大地块之间的微陆块沿北侧的商丹缝合带和南侧的勉略缝合带经长期拼合演化过程形成了秦岭造山带的基本地质面貌[图1（a）]。

南秦岭造山带位于商丹断裂和巴山弧型断裂之间，发育了众多的早中生代花岗岩体。这些花岗岩主要分布在南秦岭中部，以几个大型花岗岩体群呈现出一条巨大的花岗岩带，主要包括光头山岩体群、五龙岩体群和东江口岩体群，占据了南秦岭中生代花岗岩的主体。胭脂坝岩体在区域大地构造位置上处于南秦岭造山带中五龙岩体群的最东端（陕西省宁陕县东部），详细地质概况和具体采样位置见图1（b）。从空间上看，胭脂坝岩体大致呈一不规则的椭圆形以NE—SW向展布，东北部有两个分支，西侧紧接老城岩体，东北角紧邻东江口岩体。岩体的围岩是以泥盆纪沉积岩和变沉积岩为主，主要为砂屑岩和灰岩。岩体与围岩一般呈明显的切层侵入关系，并形成数米至数十米宽的角岩带[31]，围岩有不同程度的热变质。

本次研究所采集的13个样品分布范围较广，基本涵盖了胭脂坝岩体的主体部分，详细采样位置见图1（b）。据野外观察，胭脂坝花岗岩的主体岩石为黑云母花岗岩，岩性均一，缺乏或很少含有暗色包体，岩体各部分之间仅表现为粒度粗细的变化，未见岩体各部分之间的穿插关系。整体上，岩体的主体岩性呈灰白色，具有全晶质自形—半自形结构、块状构造。岩体内部表现出较为明显的粒度变化，其中靠近岩体中心为中—粗粒结构[图2（a）、（b）]，边缘为中—细粒结构[图2（c）、（d）]。胭脂坝岩体的主要矿物组成为碱性长石（以正长石、微斜长石和条纹长石为主，体积分数为35%～45%）、斜长石（20%～35%）、石英（20%～30%）、黑云母（1%～10%）和白云母（不到1%），副矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、锆石和少量石榴石等。

2 分析方法

岩石粉末样品的主量元素含量分析在澳实分析检测（广州）有限公司矿物实验室完成。氧化物的含量分析采用偏硼酸锂熔融以及X射线荧光光谱方法分析，代码为ME-XRF06，相对误差一般小于5%。微量和稀土元素含量分析在中国科学技术大学ICP-MS实验室完成。采用聚四氟乙烯熔样弹盛装，先准确称取烘干后的50 mg岩石粉末加入其中；再加入1.5 mL HNO3、1.5 mL HF和0.01 mL HClO4，置于电热板上120 ℃蒸至湿盐状；接着加入1.5 mL HNO3和1.5 mL HF，加钢套密封，置于烘箱中190 ℃加热48 h，以保证样品完全溶解；冷却后，在电热板上120 ℃蒸干，加入3 mL HNO3蒸至湿盐状，再加入3 mL 50% HNO3，加钢套密封后于150 ℃置于烘箱中加热12 h；冷却后转移至干净PET瓶中加入Rh内标溶液，并用去离子水稀释至80 g，使得溶液中的Rh质量浓度大致为10 ng·mL-1，然后在ICP-MS仪上测定，相对误差小于10%。

锆石阴极发光（CL）图像分析在中国科学技术大学扫描电镜实验室进行，而锆石U-Pb同位素组成分析在中国科学技术大学LA-ICP-MS实验室完成。用于挑选锆石同位素年龄的样品均采自天然新鲜的露头，样品的破碎和锆石挑选在河北省廊坊市科大岩石矿物分选技术服务有限公司完成。在双目镜下挑选后，将锆石样品置于环氧树脂中，磨至约一半厚度，使锆石内部暴露，用于阴极发光图像研究和LA-ICP-MS分析锆石U-Pb同位素组成。在测定之前用纯酒精清洗样品表面，以除去样品表面的污染，然后进行透射光和反射光照像，接着在中国科学技术大学扫描电镜实验室进行阴极发光图像分析。结合反射光图像、透射光图像以及锆石阴极发光图像，选取进行U-Pb同位素分析的锆石，在LA-ICP-MS仪上测定。锆石U-Pb同位素分析采用91500国际标准为外标，29Si为内标，剥蚀激光束直径32 μm，LA-ICP-MS分析的详细方法和流程见文献[32]～[36]。

放射性Sr-Nd-Pb同位素测定在中国科学技术大学MC-ICP-MS实验室进行。先用Teflon高温熔样胆盛取100 mg岩石粉末，加入8～10滴高纯化HClO4摇匀，再加入2～3 mL纯化HF，190 ℃密闭加热7 d使之充分溶解；样品溶解后，采用阴离子交换树脂（AG1-X8）分离纯化Pb元素，采用阳离子交换树脂（AG50W-X12） 将Rb、Sr和稀土元素分离。含有HDEHP萃取剂和2-乙基己基-正磷酸的聚四氟乙烯粉末分离纯化Nd和Sm元素。详细的同位素分析流程见文献[37]和[38]。Sr和Nd同位素比值分别被校正到N（86Sr）/N（88Sr）=0.119 4和N（146Nd）/N（144Nd）=0.721 9。标准溶液NBS987的重复测量结果为N（87Sr）/N（86Sr）=0.710 248±0.000 012，误差类型为2σ，样本量为38个；标准溶液La Jolla的重复测量结果为N（143Nd）/N（144Nd）=0.511 896±0.000 006，误差类型为2σ，样本量为25个；Sr和Nd同位素比值测量精度优于0.002%，Pb同位素比值测量精度高于001%。

3 结果分析

3.1 锆石U-Pb年龄

对5个代表性的黑云母花岗岩样品进行了锆石U-Pb同位素分析（表1）。从显微镜及阴极发光图像来看，胭脂坝岩体锆石颗粒大都无色透明，晶形较好，大多数呈自形长柱状、单锥或双锥状，少数颗粒呈浑圆状，颗粒粒度大多为100～150 μm，柱状晶体长宽比为2∶1～3∶1。锆石的w（Th）/w（U）值为003～149，其中绝大部分锆石的w（Th）/w（U）值大于010，平均值为040。从代表性锆石阴极发光图像（图3）来看，绝大多数锆石内部发育岩浆锆石的韵律环带[39-42]，多数锆石颗粒无继承核部，因此，他们属于典型的岩浆成因锆石，其锆石U-Pb年龄可以代表胭脂坝岩体的形成时代。少数几颗锆石可能为捕获或继承锆石，其阴极发光图像看起来明显偏黑，晶形很不规则，并且没有明显的岩浆振荡环带。

样品YZB-14-02获得25颗锆石的25个分析点。除一颗锆石的分析点给出较年轻的n（206Pb）/n（238U）年龄（（172±5）Ma）之外，其余24个点的n（206Pb）/n（238U）年龄都较为集中，为190～222 Ma，平均年龄为（202.9±35）Ma（平均标准权重偏差（MSWD）为42，样本量为24个）[图4（a）]。样品YZB-14-05获得14颗锆石的14个分析点，n（206Pb）/n（238U）年龄为189～208 Ma，平均年龄为（201.0±30）Ma（MSWD值为19，样本量为14个）[图4（b）]。样品YZB-14-07获得22颗锆石的22个分析点，n（206Pb）/n（238U）年龄为195～208 Ma，平均年龄为（2021±26）Ma（MSWD值为02，样本量为22个）[图4（c）]。样品YZB-14-11获得21颗锆石的21个分析点，其中17个点基本位于锆石的边部结晶环带上，比较集中地落在谐和曲线上及其附近，n（206Pb）/n（238U）年龄为182～216 Ma，平均年龄为（2004±54）Ma（MSWD值为60， 样本量为17个）[图4（d）]；其余4个分析点中，分析点0618A130和0618A138得到的年龄分别为（678±21）、（418±13）Ma，从阴极发光图像来看，其晶形很不规则，没有明显的岩浆振荡环带，应该是继承或者捕获成因的锆石，而分析点0618A139（年龄为（226±6）Ma）和0618A153 （（238±7）Ma） 距锆石核部较近，可能为核幔混合年龄，没有明确的地质意义。样品YZB-14-13获得12颗锆石的12个分析点，其中9个点基本位于锆石的边部结晶环带上，比较集中地落在谐和曲线上及其附近，n（206Pb）/n（238U）年龄为192～210 Ma，平均年龄为（205.5±3.3）Ma（MSWD值为058，样本量为9个）[图4（e）]；其余3个分析点中，分析点0618A188、0703A070、0703A072得到的年龄分别为（415±11）、（382±10）、（988±21）Ma，从阴极发光图像来看，其明显偏黑，晶形很不规则，没有明显的岩浆振荡环带，因此，它们记录了继承或者捕获锆石的年龄。

除部分不一致的继承或捕获锆石外，本次研究获得的5个样品年龄在误差范围内都较为相近。综合这些样品的86颗岩浆锆石的n（206Pb）/n（238U）年龄，加权平均得到胭脂坝岩体的结晶年龄为（201.9±15）Ma（MSWD值为24，样本量为86个）[图4（f）]。

3.2 元素地球化学组成

13个胭脂坝岩体全岩样品的主量元素和微量元素含量数据见表2。在An-Ab-Or分类图中，所有样品全部落入花岗岩的区域[图5（a）]。主量元素分析结果显示：胭脂坝岩体SiO2含量（质量分数，下同）为6915%～7429%，平均为7212%，属于富硅类型的花岗岩；Na2O含量为340%～414%，K2O含量为3.62%～5.54%，显示富钾（w（K2O）/w（Na2O）=0.89～1.63）和富碱（w（Na2O）+w（K2O）=767%～894%），里特曼指数为2.13～2.75，低于330，在K2O-SiO2判别图解中落入高钾钙碱性-钾玄岩系列[图5（b）]；Al2O3含量为1404%～1597%，平均为14.68%，铝饱和指数A/CNK值为1.03～1.11，在A/CNK-A/NK判别图解中落入弱过铝质岩石系列范围内[图5（c）]；MgO含量为0.11%～070%，Mg#值为20.47～41.85，平均为33.15，表现出较低镁数的特征；Fe2O3T含量（095%～225%，平均为170%）、TiO2含量（006%～0.32%，平均为022%） 和CaO含量（058%～229%，平均为149%）较低。

在原始地幔标准化微量元素蛛网图[图6（a）]上，胭脂坝岩体显示富集大离子亲石元素（Rb、Th、U、K和Pb），相对亏损轻稀土元素（La、Ce） 和高场强元素（P、Nb、Ta和Ti）的地球化学特点。稀土元素总含量较低（（971～1616）×10-6）， 平均为1313×10-6，具有较高的w（La）N/w（Yb）N值（平均为126）和wLREE/wHREE值（平均为37）。因此，胭脂坝岩体具有轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的特征，球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈明显右倾[图6（b）]，反映了岩浆作用过程中轻、重稀土元素之间发生了明显的分异作用。w（La）N/w（Sm）N值较高（平均为45），w（Gd）N/w（Yb）N值较低（平均为18），也表明轻稀土元素之间的分馏相对明显，而重稀土元素之间的分馏相对较弱，Eu负异常明显（013～0.82，平均为0.48）。

胭脂坝岩体的Rb-Sr、Sm-Nd和Pb同位素组成分别见表3、4。全岩Sr及Nd含量分别为（1217～4656）×10-6 、（14.3～25.7）×10-6；n（87Rb）/n（86Sr）值及N（87Sr）/N（86Sr）值分别为0585 6～4960 6和0705 995～0720 377；n（147Sm）/n（144Nd）值及N（143Nd）/N（144Nd）值分别为0.089 3～0.130 0和0.512 277～0.512 388。这些Sr-Nd同位素校正到岩浆的结晶年龄（202 Ma）之后，初始N（87Sr）/N（86Sr）值及N（143Nd）/N（144Nd）值分别为0704 31～0706 78和0512 11～0512 27，相应的εNd（t）值为-52～-20。所有样品的亏损地幔Nd模式年龄为094～141 Ga，二阶段模式年龄为1.17～144 Ga。N（206Pb）/N（204Pb）值为17.931～18379，N（207Pb）/N（204Pb）值为15.520～15.584，N（208Pb）/N（204Pb）值为37.953～38.419。全岩初始Pb同位素比值（N（206Pb）/N（204Pb））（t）值为17737～18191，（N（207Pb）/N（204Pb）） （t）值为15511～15574，（N（208Pb）/N（204Pb））（t）值为37439～38.071。

4 讨 论

4.1 形成时代

南秦岭早中生代花岗岩（年龄为185～250 Ma） 可分为2个阶段[13，48]：早期为235～250 Ma，主要发育于西秦岭和南秦岭；晚期为185～235 Ma，集中发育在220～225 Ma，占据了早中生代花岗岩的主体，主要包括南秦岭的光头山岩体群、五龙岩体群和东江口岩体群。近年来的研究表明，五龙岩体群的形成时代在190～233 Ma[15，25-27，49-51]。由于花岗岩体本身的复杂性和测年手段的局限性（全岩/单矿物K-Ar、全岩Rb-Sr测年和颗粒锆石U-Pb或Pb-Pb测年），目前对位于五龙岩体群最东侧的胭脂坝岩体的形成时代仍存在不同认识。

早期的同位素地质定年结果存在较大的变化范围。前人测得胭脂坝二长花岗岩体的锆石U-Pb年龄为243 Ma[21]，K-Ar等时线年龄为193 Ma[22]，Ar-Ar年龄为178 Ma[22]，全岩Rb-Sr等时线年龄为（183±2）Ma[23]。近年来，骆金诚等采用LA-ICP-MS法测得胭脂坝岩体中的一个黑云母花岗岩样品的锆石U-Pb年龄为（200±4）Ma[26]；Jiang等用SHRIMP测得胭脂坝岩体的一个二云母二长-碱长花岗岩样品的锆石U-Pb年龄为（210.8±5.0）Ma[15]；刘树文等采用LA-ICP-MS法测得胭脂坝岩体的一个似斑状二长花岗岩样品的锆石U-Pb年龄为（222±1）Ma，两个二云母二长花岗岩样品的锆石U-Pb年龄分别为（208±2）、（209±2）Ma，并进一步将胭脂坝岩体划分为两期，第一期的形成时间为222 Ma左右，第二期的形成时间为208～209 Ma[50]； Yang等采用LA-ICP-MS法测得胭脂坝岩体的一个花岗闪长岩样品的锆石U-Pb年龄为（222±1）Ma[25]；Dong等采用LA-ICP-MS法较为系统地测定了佛坪地区早中生代花岗岩类的锆石U-Pb年龄，将南秦岭地区的早中生代花岗质岩浆活动划分为约217 Ma、201～207 Ma和约190 Ma等3期，并测得胭脂坝岩体一个黑云母花岗岩样品的锆石U-Pb年龄为（201.6±1.2）Ma[27]。

综上所述，胭脂坝岩体可能存在多岩性和多期次复杂的岩浆活动：220 Ma的似斑状二长花岗岩和花岗闪长岩[25，50]、210 Ma的二云母二长-碱长花岗岩[15，50]和200 Ma的黑云母花岗岩[26-27]。但是，本文对胭脂坝岩体的主体部分进行了5个样品的锆石U-Pb测年，获得的平均年龄分别为（2029±35）、（2010±30）、（2021±26）、（2004±54）、（2055±33）Ma。5个锆石年龄结果在误差范围内都很接近，所获得的岩浆成岩年龄加权平均值为（201.9±1.5）Ma，说明胭脂坝岩体中的主体岩石（黑云母花岗岩）应属于五龙岩体群岩浆岩（190～233 Ma）演化中晚期的产物。

4.2 岩石成因类型

前人对胭脂坝岩体岩石成因类型的认识存在明显差异。邵世才根据五龙岩体群中岩石的铁质黑云母以及SiO2和碱质含量都较高，大多数微量元素出现亏损，稀土元素配分模式呈较为明显的右倾“V”形，δ18O值较高等特征，认为五龙岩体群为S型花岗岩[29]。张本仁等综合五龙岩体群花岗岩的矿物学及地球化学特征，认为五龙岩体群中的华阳岩体和五龙岩体属于S型花岗岩，而光头山、西坝、胭脂坝和老城岩体则是介于I型和S型花岗岩之间的过渡类型[52]。Jiang 等结合文献[53]认为胭脂坝岩体在地球化学上符合含白云母及堇青石的S型花岗岩特点；并通过源区判别图解认为胭脂坝花岗岩应该产出于造山带中的地壳剪切带或者逆掩断层带环境，然后通过低的w（Rb）/w（Sr）值以及较高的w（CaO）/w（Na2O）值等地球化学指标，认为胭脂坝岩体的源区可能为中部地壳成熟度相对较低的贫黏土质砂屑岩[15，26]。张宏飞等根据五龙岩体群（包括光头山、留坝、西坝、华阳、五龙、东河台子、老城和胭脂坝）花岗质岩石具有较低的初始Sr同位素组成，认为岩浆主要来源于幔源派生物质或者地壳中成熟度不高的基性火成物质[23]，因此，认为此同位素特征与张本仁等描述的五龙岩体群花岗质岩石具有I型花岗岩的地球化学特征[52]一致。毛归来等研究的胭脂坝花岗岩体样品在K2O-Na2O判别图解中均落入A型花岗岩区域，具有低Eu、Ba、Ti、P等地球化学特征[30]，符合张旗等研究的A型花岗岩特征[54]，因此，认为胭脂坝岩体为A型花岗岩。

近年来，Yang等认为宁陕岩体群的高K，高Mg#值，高Sr、Cr、Ni等地球化学特征与来自新元古代玄武质地壳的岩浆和亏损地幔来源的岩浆混合作用有关[25]。但是从野外产状来看，胭脂坝岩体为以灰白色为主的均一花岗岩体，并没有见到闪长质包体或其他暗色包体的出露，同时缺乏同一时代的火山岩浆活动，因而胭脂坝地区的岩浆混合作用可能并不明显。从主量、微量元素和稀土元素特征来看，胭脂坝岩体表现出高钾钙碱性岩浆性质[图5（b）]，富集Rb、Th、U、K和Pb等大离子亲石元素，亏损La、Ce等轻稀土元素和P、Nb、Ta、Ti等高场强元素（图6）。

在矿物学特征上，一般富含白云母、石榴石和堇青石的花岗岩被认为是S型花岗岩。胭脂坝岩体所有样品白云母体积分数少于1%，只有样品YZB-14-13发现石榴石，且体积分数少于1%，没有发现堇青石，由此可见胭脂坝岩体十分缺乏这些传统意义上作为S型花岗岩判断标志的富铝矿物。况且Miller研究指出角闪石、堇青石和碱性暗色矿物是判断I型、S型、A型花岗岩的重要矿物学指标，而白云母和石榴石不能作为判别S型花岗岩的有效标志[55]。在地球化学特征上，铝饱和指数（ASI）是区分I型与S型花岗岩的重要参数，S型花岗岩的铝饱和指数大于1.1，I型花岗岩小于10，然而在A/CNK-A/NK判别图解中，胭脂坝岩体样品都落入弱过铝质岩石区域[图5（c）]。试验研究表明，在准铝质到弱过铝质岩浆中，磷灰石的溶解度很低，并在岩浆分异过程中随SiO2的增加而降低，而在强过铝质岩浆中，磷灰石的溶解度变化趋势与此相反[56]。磷灰石在I型和S型花岗岩岩浆中的这种不同行为已被成功地用于区分I型和S型花岗岩类[57-60]。本文数据显示，胭脂坝花岗岩体为弱过铝质岩石，P2O5含量较低（平均0.087%），并且随着SiO2含量的增加，P2O5含量降低[图7（a）]，与I型花岗岩演化趋势一致，而与S型花岗岩演化趋势相反。因此，从矿物学及地球化学特征来看，胭脂坝花岗岩不具有典型的S型花岗岩特征，而属于I型花岗岩。在w（FeO）/w（MgO）值及Zr含量与10 000w（Ga）/w（Al）值的关系[图7（b）、（c）]中，胭脂坝花岗岩显示I型花岗岩的特点，部分样品具有向A型花岗岩过渡的地球化学特征。

4.3 岩浆源区

Pb同位素研究显示中国东部几个重要的构造块体Pb同位素组成存在明显差异。扬子克拉通基底以高的初始N（206Pb）/N（204Pb） （>1780）、初始N（207Pb）/N（204Pb）（>15.50）及初始N（208Pb）/N（204Pb）（>3800）为特征，而华北克拉通则以相对较低的初始N（206Pb）/N（204Pb）（<1780）、初始N（207Pb）/N（204Pb） （<15.50）和初始N（208Pb）/N（204Pb）（<3800）与之区别[62-65]。假如以上述结果作为判定标准，那么利用 Pb 同位素组成为进一步研究确定胭脂坝岩体的岩浆源区性质提供了可能。胭脂坝岩体具有高的放射性成因Pb同位素特征，其初始Pb同位素比值分别为：（N（206Pb）/N（204Pb））（t）=17737～18191，平均值为17922；（N（207Pb）/N（204Pb））（t）=15511～15574，平均值为15534；（N（208Pb）/N（204Pb））（t）=37647～38071，平均值为37825（表4、图7）。所有样品的分析点均分布于北半球参考线[66]的上部和地球等时线的右侧（图8）。在（N（207Pb）/N（204Pb））（t）-（N（206Pb）/N（204Pb））（t）图解[图8（a）]中，几乎所有样品的初始Pb同位素组成均投影于扬子地块中生代花岗岩类的组成范围内[59]。在（N（208Pb）/N（204Pb））（t）-（N（206Pb）/N（204Pb））（t）图解[图8（b）]中，虽然大部分样品的（N（208Pb）/N（204Pb））（t）值较低，但是（N（206Pb）/N（204Pb））（t）值明显投影于扬子和华北基底岩石分界线的右侧，也说明胭脂坝岩体具有更类似于扬子地块中生代花岗岩的特征。因此，较高的放射性成因Pb同位素说明胭脂坝岩体岩浆源区应与扬子克拉通基底具有相似的属性。

胭脂坝岩体的初始Sr同位素组成随着SiO2含量的升高呈现出线性升高的趋势[图9（a）]，初始Nd同位素组成随着SiO2含量的升高呈现出线性降低的趋势[图9（b）]，表明岩浆在上升过程中发生了岩浆混合或者同化混染作用。本次研究中的胭脂坝岩体岩性较为均一，野外不见包体，说明更可能以同化混染作用为主。然而胭脂坝岩体的Sr-Nd同位素组成变化并不大（（N（87Sr）/N（86Sr））（t）值为0704 31～0706 78，εNd（t）值为-52～-20），说明外来组分对岩体全岩成分的影响并不明显。同位素在岩浆演化过程中可以保持相对稳定，通过与南秦岭地块的基底进行Sr-Nd同位素对比可以有效判别胭脂坝岩体的岩浆源区。

南秦岭地区基底主要包括古老的结晶基底和过渡基底，具有双层寒武纪基底的特点[4，68-69]。古老的结晶基底主要为太古代鱼洞子群、古元古代佛坪群和陡岭群。鱼洞子群分布于宁陕岩体西南侧，主要由以太古代TTG片麻岩为主的深成杂岩系及上部变质沉积-火山岩组成的表壳岩系组成，同位素测年结果为2 658 Ma[70]、（2 668±840）Ma[4]，（N（87Sr）/N（86Sr））（t）=0704 973～0732 009，对应的εNd（t）=-4586～-2142（据文献[71]数据回算到202 Ma）。陡岭群变质杂岩主要由片麻岩、斜长角闪岩及透辉变粒岩等组成[4]，经历多期变质变形作用[72-73]。陡岭群同位素测年说明其形成在古元古代，获得3组锆石年龄（（1 878±256）Ma、2 096～2 144 Ma和（1 840±10）～（2 020±13）Ma）。陡岭群变质杂岩的Sr-Nd同位素组成分别为（（N（87Sr）/N（86Sr））（t）=0720 205～0765 041，εNd（t）=-160～-136（据文献[73]数据回算到202 Ma）。佛坪群位于五龙岩体群内部，主要由英云质片麻岩类和斜长角闪岩类组成，Sm-Nd同位素年龄在2 000 Ma左右[74]，其全岩Nd同位素组成回算到202 Ma时，εNd（t）=-1529～-187（只有3个样品的εNd（t）值大于-52），平均值为-903。

过渡基底主要为中新元古代武当群、耀岭河群以及碧口群。武当群主体为浅变质沉积-火山岩系，形成时代为730～780 Ma，峰值在755 Ma[75-77]。Sr-Nd同位素组成为（N（87Sr）/N（86Sr））（t）=0704 605～0708 135，εNd（t）=-223～160（据文献[78]～[80]的数据回算到202 Ma）。耀岭河群产出于武当群之上，与武当群平行不整合或者角度不整合接触，主体为浅变质基性—中酸性火山岩系。耀岭河群的形成时代跨度较大，为632～850 Ma[81-83]。Sr-Nd同位素组成为（N（87Sr）/N（86Sr）） （t）=0703 434～0708 365，εNd（t）=-439～267（据文献[79]、[83]数据回算到202 Ma）。碧口群主体为变玄武岩和浊积岩，年龄为745～890 Ma[84]，Sr-Nd同位素组成为（N（87Sr）/N（86Sr））（t）=0704 769～0712 645，εNd（t）=-1489～-496（据文献[85]数据回算到202 Ma）。

古老结晶基底（鱼洞子群、佛坪群及陡岭群）的Sr-Nd同位素特征说明它们不可能是胭脂坝岩浆岩的主要物质来源。新元古代武当群、耀岭河群及碧口群等过渡基底的Sr-Nd同位素分布范围较大，涵盖了胭脂坝花岗岩的分布范围，非常可能是胭脂坝岩体的源区成分（图10）。其中，尤以耀岭河群变火山岩与胭脂坝花岗岩的Sr-Nd同位素特征最为相似，推测耀岭河群可能提供了胭脂坝岩浆岩的主要物质成分。

5 结 语

（1）对南秦岭胭脂坝岩体5个花岗岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，获得的5个锆石U-Pb年龄分别为（2029±35）、（2010±30）、（2021±26）、（2004±54）、（2055±33）Ma。5个样品的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致，其平均年龄为（201.9±1.5）Ma，推测胭脂坝花岗岩的主体岩性为同一期岩浆活动形成，属于南秦岭五龙岩体群中晚期阶段岩浆作用的产物。

（2）胭脂坝花岗岩的主体岩石类型为黑云母花岗岩，属于弱过铝质和高钾钙碱性岩石系列。该花岗岩富集Rb、Th、U、K、Pb等大离子亲石元素，亏损P、Nb、Ta、Ti等高场强元素；稀土元素配分模式为右倾型，轻、重稀土元素分异明显，具有较明显的Eu负异常，显示I型花岗岩的地球化学属性，部分样品兼具向A型花岗岩过渡的特征。

（3）较高的放射性成因Pb同位素组成说明胭脂坝花岗岩主体岩性的岩浆源区具有扬子地块的属性。初始Sr-Nd同位素组成说明胭脂坝岩浆岩的源区主要为新元古代火山沉积岩（如耀岭河群、碧口群及武当群）组成的地壳，并存在少量的同化混染作用。

中国科学技术大学黄方教授、侯振辉博士、李双庆博士、肖平、王岩和方博文在分析测试中提供了帮助，在此一并致谢。

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