何元方

摘要:南秦岭宁陕岩体位于五龙岩体群最东部,由老城岩体、胭脂坝岩体及懒板凳岩体构成。岩性主要包括石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩及二云母二长花岗岩。可将岩浆活动划分为两个期次,早期以中酸性的石英闪长岩一花岗岩闪长岩为主,形成时代约为222Ma~215Ma;晚期为酸性的二长花岗岩一二云母二长花岗岩,形成时间约为210Ma~201Ma。宁陕岩体成岩物质来源具有多样性,宁陕岩体主要源区来自于地壳物质,同时越偏酸性的岩石壳源物质越多,含暗色包体是幔源物质加入的显着证据。

关键词:宁陕岩体;形成时代;岩浆源区

1.引言

秦岭造山带是一条连接华南板块与华北板块的重要构造带(图1a),为研究中国大陆演化提供了重要窗口。秦岭西连接祁连一昆仑造山带,东连苏鲁一大别超高压变质带,其从北至南可分为六条近东西向的近平行的构造单元(图1b):华北板块南缘、北秦岭地块、商丹缝合带、南秦岭地块、勉略缝合带、扬子板块北缘。秦岭造山带具有多阶段的构造演化历史,包括洋板块俯冲及块体碰撞,最终形成了华北克拉通与华南克拉通的碰撞拼合。

南秦岭位于商丹缝合带与勉略缝合带之间(图1b),主要由一系列前寒武块体及古生代沉积和火山地层构成,包含少量的上古生界一下三叠统沉积地层及三叠一早白垩世花岗岩。早中生代花岗岩广泛出露于南秦岭地区,如北东部位的董家口-柞水-高平-沙河湾岩体,中部的华阳-五龙-老城-胭脂坝-懒板凳岩体,北西部位的光头山-新苑-张家坝-蒋家坪-米坝岩体(图1b)。他们形成时代约为248Ma~190Ma,该时期为秦岭造山带形成的主构造运动期。

近年来,地质学,年代学及地球化学研究表明这类花岗岩形成的大地构造背景为早中生代古特提斯洋的闭合以及华南板块与华北板块的陆陆碰撞。然而,关于这类早中生代花岗岩的岩石成因及构造环境仍然存在争议,主要由三种观点:①这些花岗岩是勉略洋壳俯冲至秦岭微陆块的产物;②晚三叠世扬子板块一秦岭微陆块陆陆碰撞后,加厚岩石圈拆沉致使下地壳部分熔融形成后碰撞花岗岩;③勉略洋壳俯冲阶段,幔源玄武质岩浆底侵,造成加厚下地壳部分熔融形成大规模岩浆活动。

2.宁陕岩体地质概况

宁陕岩体由老城、胭脂坝和滥板凳岩体构成(如图1c)。老城岩体由石英闪长岩,花岗闪长岩和二长花岗岩组成,胭脂坝岩体主要岩性为花岗闪长岩,懒板凳岩体主要由二云母二长花岗岩组成。

老城岩体位于宁陕岩体西北部,其北部侵入到中泥盆统上古道岭组灰岩中,南部侵入到上奥陶-志留系的千枚岩和钙质千枚岩中(图1c)。老城岩体北部主要由石英闪长岩和花岗闪长岩组成,南部则由斑状二长花岗岩构成。在岩体的北部石英闪长岩与花岗闪长岩问存在渐变接触关系,二者同时被后期二长花岗岩岩脉切穿。老城岩体中存在许多的单独的或呈球形集块状的暗色包体,包体呈细粒半自形粒状结构和块状构造。大部分包体与寄主岩体呈截然接触关系,也存在包体与寄主岩体呈渐变接触关系。

胭脂坝岩体位于宁陕岩体的东部,西侧为老城岩体,北侧为懒板凳岩体。胭脂坝岩体的南部侵入到寒武一奥陶的结晶灰岩及泥质灰岩,上奥陶一志留千枚岩,古道岭组结晶灰岩中。胭脂坝岩体由粗粒一中粒、斑状结构、块状构造的花岗闪长岩构成。

懒板凳岩体位于宁陕岩体的北部,出露面积约80km2。懒板凳岩体北部侵入到古道岭岩组石英片岩、灰岩及钙质砂岩,灯影组厚层硅质白云岩中。岩体东部及西部侵入到中寒武一中奥陶中层一厚层结晶白云质灰岩、白云岩及灰岩中。懒板凳岩体由二云母二长花岗岩组成。

3.宁陕岩体形成时代

3.1老城岩体年龄

尽管很多学者对老城岩体的年代学进行了研究,但是关于其结晶年龄仍然存在争议。Zhang et al利用云母及长石的Rb-Sr等时线将岩体的结晶年龄定为172Ma;Jianget al.对老城岩体中的石英闪长岩进行SHRIMP U-Pb锆石定年,得到的年龄为217.6Ma;Yang et al.对老城岩体不同岩性花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,将老城岩体的岩浆活动划分为两个期次,早期为石英闪长岩一花岗闪长岩,形成时代为221Ma~216Ma,晚期为具有似斑状二长花岗岩,形成时代为~210Ma。方博文通过对老城花岗岩及其暗色包体的锆石U-Pb定年,认为岩浆主体在-215Ma冷却结晶,岩浆作用时间从225Ma持续到205Ma。

3.2胭脂坝岩体年龄

李先梓等对胭脂坝二长花岗岩进行了锆石U-Ph定年,结果为243Ma;朱铭习获得的K-Ar等时年龄为193Ma,39Ar-40Ar年龄为178Ma;张宏飞和陈岳龙测得全岩Rb-Sr等时线年龄为183Ma;骆金诚等对胭脂坝黑云母花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为200±4Ma;Jiang et al.对胭脂坝二长花岗岩进行SHRIMP锆石U-Pb定年,结果为210.8±5.0Ma;刘树文等对胭脂坝似斑状黑云母二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为222±1Ma,两个二云母二长花岗岩的形成时间分别为208±2Ma及209±2Ma;Dong et al.对胭脂坝黑云母花岗岩的LA--ICP-MS锆石U-Pb定年结果为201.6±1.2Ma,并以此作为胭脂坝岩体的成岩年龄;Yang et al.对胭脂坝花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为222±1Ma;韦龙猛等对胭脂坝5个花岗岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的平均年龄为201.9±1.5Ma,认为胭脂坝为早中生代五龙岩体群岩浆作用中晚期的产物。

3.3懒板凳岩体年龄

Yang et alYl对懒板凳岩体中的二云母二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为209±2Ma。

综上所述,可将宁陕岩体的岩浆活动划分为两个期次,早期以中酸性的石英闪长岩-花岗岩闪长岩为主,形成时代约为222Ma~215Ma;晚期为酸性的二长花岗岩一二云母二长花岗岩,形成时间约为210Ma~201Ma。

4.岩浆源区

张宏飞和陈岳龙依据宁陕岩体的Sr-Nd-Pb同位素特征,判断宁陕岩体岩浆源区主要来自南秦岭地体的深部地壳物质,岩浆源区主要以耀岭河基性火山岩为代表的南秦岭过渡基底岩石,并且源区存在很少量古老结晶基底物质。骆金诚等认为胭脂坝黑云母花岗岩为s型花岗岩,其源区或为中部地壳的成熟度较低的贫黏土质的砂屑岩,在高温高压条件下,变砂岩经过黑云母脱水部分熔融,岩浆上升侵位形成胭脂坝岩体。Jiang et al.认为宁陕岩体是由于南秦岭地块和扬子板块在同碰撞造山期时,俯冲的沉积物在地壳浅部位置发生部分熔融而形成。Dong et al.提出胭脂坝岩体岩浆物质主要来自于下地壳,同时混合了少量的俯冲流体。Yang et al.认为老城岩体中的石英闪长岩一花岗闪长岩及胭脂坝岩体中的花岗闪长岩的源区主要来自新元古代玄武质地壳部分熔融形成的岩浆,以及亏损地幔来源的岩浆的混合;老城岩体中的二长花岗岩为幔源一壳源岩浆的混合;懒板凳二云母二长花岗岩的源区为沉积岩及少量的基性岩。韦龙猛等依据胭脂坝花岗岩的Sr--Nd同位素特征,推断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。方博文等依据老城花岗岩质岩石及其内部暗色包体的Sr-Nd同位素特征,推测老城花岗岩岩浆源区主要是新太古代基性下地壳物质。

综上,宁陕岩体成岩物质来源具有多样性,由前人的研究可得出:宁陕岩体主要源区来自于地壳物质,同时越偏酸性的岩石壳源物质越多,含暗色包体是幔源物质加入的显着证据。