南秦嶺東段構(gòu)造熱事件與地殼演化.pdf

1、南秦嶺構(gòu)造帶是秦嶺造山帶的重要組成部分，前人的研究結(jié)果表明南秦嶺和揚子板塊有很大的相似性，因此，南秦嶺地體是理解秦嶺兩階段碰撞造山過程的關(guān)鍵因素，記錄兩個相鄰地體裂解而后又拼合的歷史。本文研究了南秦嶺相關(guān)巖石單元的三個主要內(nèi)容。其一，研究了南秦嶺結(jié)晶基底陡嶺雜巖兩類主要的巖石類型，厘定了形成時代和經(jīng)歷的主要演化歷史，并與揚子板塊前寒武的演化歷史對比，探討兩個相鄰板塊的不同演化歷程。其二，研究了侵入陡嶺雜巖的新元古侵入巖的不同源區(qū)和巖石成

2、因，結(jié)合廣泛分布于揚子北緣的新元古構(gòu)造事件，探討其形成構(gòu)造背景。其三，研究了侵入到南秦嶺過渡型基底中的鎂鐵質(zhì)巖墻群，準確限定其形成年齡以及巖石成因，并探討其動力學背景和秦嶺造山活動的關(guān)系。
　　陡嶺雜巖主要由副片麻巖以及花崗質(zhì)正片麻巖構(gòu)成。三個正片麻巖的巖漿成因的鋯石顯示年齡為～2.5 Ga，表明為太古代和古元古代交界的巖漿活動。Nd-Hf同位素證明殼幔分異發(fā)生在～3.0 Ga。這一期的巖漿活動在揚子板塊沒有發(fā)現(xiàn)，暗示了南秦嶺和揚

3、子板塊不同的早期演化歷史。副片麻巖中包含不同成因的復雜來源的碎屑鋯石，鋯石的主要的年齡峰值集中在2.5 Ga，2.0 Ga，1.5 Ga和800 Ma，其中2.0 Ga和800 Ma的鋯石Th/U比值很低，沒有環(huán)帶，表明存在兩次變質(zhì)疊加。其中2.5 Ga的碎屑鋯石與正片麻巖中的鋯石年齡和Hf同位素相似，并與揚子板塊新元古沉積巖中2.5 Ga的鋯石特征類似，表明陡嶺雜巖正片麻巖可能是這些沉積巖的重要源區(qū)。古元古晚期的變質(zhì)作用在揚子板塊也廣

4、泛分布，證明了南秦嶺和揚子的密切聯(lián)系，而800Ma的角閃巖相的變質(zhì)作用也制約了南秦嶺和揚子板塊由擠壓轉(zhuǎn)向伸展環(huán)境的的時間，與Rodinia超大陸的聚合和裂解過程可能密切相關(guān)。
　　侵入到陡嶺雜巖的新元古侵入體，未顯示變質(zhì)變形的特征，雖然包含從輝長巖到花崗巖的多種巖石類型，形成時代卻集中在750-720Ma。所研究的侵入巖具有不同的源區(qū)，其中鎂鐵質(zhì)巖石分為兩類，一類是高Ti的輝長巖，巖漿系列為堿性或拉斑質(zhì)，具有高Fe含量，較低的Mg

5、＃，沒有明顯的Nb-Ta虧損，同位素特征顯示虧損的特征，表明為軟流圈地幔部分熔融的產(chǎn)物;另外一類為鈣堿性輝長巖和輝長閃長巖，具有較高的MgO含量以及Mg，微量元素具有典型的島弧巖漿特征，如富集輕稀土，大離子親石元素，虧損高場強元素特征，Nd同位素顯示較大的范圍，εNd(t)為-3.0到6.2，表明來自不均一交代的巖石圈地幔熔融的產(chǎn)物。長英質(zhì)巖石也分為兩類，一類是Ⅰ型花崗巖，Nd-Hf同位素表明來自于幔源巖漿和殼源巖漿混合成因，另一類是S

6、型花崗巖，源區(qū)主要是類似于陡嶺雜巖變沉積巖的地殼巖石部分熔融形成。地幔到地殼巖石發(fā)生廣泛熔融，表明南秦嶺新元古中晚期處于伸展背景。結(jié)合揚子北緣的新元古構(gòu)造活動，將新元古的演化歷史可以歸納如下:800 Ma之前的加積俯沖階段，～800 Ma的弧陸碰撞階段，800-700 Ma的裂谷活動階段以及700-620 Ma大陸裂解階段。
　　南秦嶺武當?shù)貐^(qū)存在大量的基性巖墻群，鋯石U-Pb定年表明存在兩期不同的侵位時代，～460 Ma以及～2

7、20 Ma，遠小于前人的獲得的～680-650 Ma的結(jié)果。兩期基性巖脈表現(xiàn)為相似的主量元素特征，但是截然不同的微量元素和同位素特征。早古生代的巖漿富集LREEs，LILEs以及HFSEs，具有EMⅡ型地幔同位素特征，顯示來自于類似OIB的富集地幔源區(qū)。早中生代的基性巖脈分為兩類，其中一類虧損LREEs，LILEs以及HFSEs，具有DM型地幔同位素特征，表明來自于軟流圈地幔源區(qū)，第二類相比于第一類巖脈有更高的Rb，Ba，K含量，同時具

8、有EMⅠ型同位素特征，表明它們的源區(qū)包含了顯著的揚子板塊下地殼巖石貢獻。這些鎂鐵質(zhì)巖漿記錄了南秦嶺顯生宙漫長的演化歷史，古生代的基性巖脈可能與分隔南秦嶺和揚子板塊的勉略洋的形成相關(guān)，而早中生代的基性巖脈來源于兩者碰撞拼合后伸展階段軟流圈上涌部分熔融，俯沖的大洋板片斷離模型不僅可以來用解釋中生代武當?shù)貐^(qū)的鎂鐵質(zhì)巖脈成因，也可以解釋秦嶺中生代造山東西兩側(cè)的差異。在東側(cè)的大別蘇魯?shù)貐^(qū)，板塊斷裂的深度較大，沒有明顯的同造山巖漿活動，而在東秦嶺地