南秦岭紫阳-镇巴地区基性侵入体动力学机制及地质意义讨论

摘要

论文选择陕西紫阳-镇巴地区出露于早古生代地层中的基性侵入体为研究对象，通过对这些基性侵入体的岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等的系统研究，探讨其成因及源区特征，借以约束该区大地构造环境。
　　 紫阳-镇巴地区早古生代地层中发育大量的、呈北东-南西向展布的基性侵入体，其展布方向与区域地层走向近于一致，沿走向可见侵入关系；这些基性侵入体岩石类型主要为：辉绿岩、辉长辉绿岩、辉长岩、辉绿玢岩。对浅灰色中-细粒辉长岩进行了锆石U-Pb(LA-ICPMS)同位素定年，结果表明，该岩浆活动发生在早志留世(437.7±2.3Ma)，其形成时代与岚皋地区玄武岩和粗面岩类一致，共同构成了一套双峰式火山岩组合，指示了该区在早古生代末期地壳发生了一次伸展拉张事件。
　　 基性侵入体全岩主量、微量元素分析结果表明，本区侵入体SiO2含量变化介于40.14％～55.98％之间，总体上SiO2含量比较低，以基性为主。Na2O、TiO2含量高，K2O含量略低，主体为碱性系列，表征了该期拉张事件为裂谷的初期阶段。轻稀土较为富集，略具正Eu异常。球粒陨石标准化REE组成模式呈右倾平滑型，Ce呈负异常，各种环境判别图显示其具有板内构造环境特征，稀土、微量元素特征显示基性侵入体与大陆裂谷玄武岩特征相似，本区基性岩明显富Ti并且亏损P，Sr，这种特征与我国西南峨眉山晚二叠世地幔柱头部熔融而形成的高Ti玄武岩类似，另外侵入体的Ta/Hf比值介于0.34～0.56之间，反应了本区基性侵入体具有与洋岛玄武岩类似的软流圈地幔源岩浆的成因特征。
　　 Sr-Nd同位素研究表明该区基性侵入体岩浆源区是一个主要来自以EMII为主要端元组分、并有少量HIMU及EMI端元组分加入的富集型地幔源区，并且有着与OIB类似的地幔源区特征。研究区基性侵入体来自岩石圈地幔，原始岩浆上升过程中可能伴有地壳物质的混染，并且，岩石圈地幔是制约岩浆性质最重要的源。Nb/Ba-87Sr/86Sr相关图解暗示了岩浆源区受到了富集岩石圈地幔物质的影响。
　　 论文通过对陕西紫阳-镇巴地区早古生代侵入体系统研究，揭示了在早古生代晚期，扬子板块北缘的南秦岭地区发生了一次地壳伸展拉张事件，与秦岭造山带受加里东运动的裂解拉事件有密切关系，并且与洋岛玄武岩类似的软流圈地幔源岩浆上涌，并造成对上覆地层的热-机械侵蚀也具有一定的关系，在秦岭造山带古生代构造演化过程中具有重要意义。