北秦岭地体西段草滩沟群流纹岩的成因及其地质意义

摘要

秦岭造山带发育一套与大洋俯冲有关的早古生代火山岩,该火山岩套中赋存有大量VMS型Pb-Zn矿床.目前,对这些赋矿火山岩形成的地球动力学背景仍存在争议.本文对北秦岭地体西段老厂地区的草滩沟群长英质火山岩(流纹岩)进行了锆石U-Pb定年、全岩主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素分析.研究显示,老厂地区草滩沟群流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为435±2.9 Ma,与北部相邻的早古生代清水-红土堡火山岩的年龄相近.岩石具有高SiO2和Na2O,低K2O和TiO2的特征,属于准铝质低钾拉斑系列;微量元素显示亏损高场强元素(HFSEs:Ti、Nb和Ta)、富集大离子亲石元素(LILEs:Sr、U和Ba),显示岛弧岩浆的特征;具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.70612～0.70647,εNd(t)=1.03～1.61,εHf(t)=7.63～7.96),综合判别其形成于岛弧环境,岩浆源区为经历了俯冲洋壳脱水流体交代的富集地幔楔.结合北秦岭地体北部同时代的清水-红土堡弧后盆地火山岩研究,暗示大洋板片后撤(下沉)引发的软流圈对流循环控制了草滩沟群火山岩和相关的VMS型铅锌矿床的形成.此外,这些火山岩及北秦岭地体西段奥陶纪-志留纪变质作用和岩浆作用的年龄也说明华北板块和华南板块在秦岭造山带的早古生代大陆碰撞很可能发生于433 Ma.