湘西南苗儿山岩体北段印支期花岗岩岩石学、地球化学、U-Pb年代学特征及其形成构造背景

摘要

苗儿山岩体位于湘西南与桂北交界处,其北段处于湖南省境内,南段主要位于广西省境内,岩体总出露面积约1600km2.该岩体大地构造位置上处于扬子地块东南缘江南造山带与华夏地块的结合部位,为晋宁期、加里东期、印支期和燕山期花岗岩组成的复式岩体.其中印支期花岗岩可划分为第一、第二和第三侵入次,其成岩年龄分别为220Ma、210.6±1.6Ma和200～210Ma.印支期花岗岩的SiO2含量(73.27％)较高,铁镁质成分TFeO和MgO含量(1.26％和0.31％)低,K/Na比值(1.11)大于1,铝饱和度(A/CNK)大于1,铝饱和指数(ASI)均大于1.1,富集Rb、K、Th、U和稀土元素,强烈亏损Ba、Nb、Sr、p、Ti元素,Nb/Ta比值(4.10)较小,显示出地壳物质熔融形成的强过铝质S型花岗岩的特征,与典型的华南壳源花岗岩的特征相符.印支期花岗岩分异指数(93.17)大,固结指数(2.94)小,Ba、Nb、Sr、P、Ti元素强烈亏损,Zr/Hf比值较小(27.05),以及δEu值较小(0.12)的特征反映岩浆离开源区向上侵位的过程中经过了充分的分离结晶作用.Rb/Sr-Rb/Ba图解表明印支期花岗岩的源岩主要是易熔的高成熟度的泥岩.印支期花岗岩(87Sr/86Sr)i为0.725717,大于大陆地壳(87Sr/86Sr)i平均值0.719,εNd(t)较小,为-10.8,符合壳源S型花岗岩的特征.t2DM(两阶段Nd模式年龄)为1.87Ga,与湘桂内陆带花岗岩的Nd模式年龄(tDM)背景值1.8～2.4Ga基本一致,与华南古—中元古代变质基底年龄1.7～2.7Ga相当,反映印支期花岗岩源于古—中元古代变质基底的重熔.印支期花岗岩δ18O值低于地幔δ18O值是水-岩相互作用的结果,并且参与水-岩相互作用的天然水应为δD值适中的中纬度雨水或由其衍生的地下热水.印支期花岗岩的主量微量元素特征、全岩Sr-Nd同位素特征、H-O同位素特征共同显示其为过铝质壳源S型花岗岩,与典型的华南壳源花岗岩的特征相符.多组微量元素构造环境判别图解表明印支期花岗岩形成于造山碰撞挤压向非造山的板内环境过渡阶段,即为后碰撞花岗岩.