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    南秦岭西坝岩体的壳幔相互作用岩相学和锆石饱和温度计制约

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  南秦岭西坝岩体的壳幔彼此感化岩相学和锆石饱和温度计限制

  增刊矿物学报 40l 南秦岭西坝岩体的壳一幔彼此感化: 岩相学和锆石饱和温度计限制 (1.中国地质大学地质过程与矿产资本国度鸯点尝试室,北京100083;2.陕西太自黄金矿业无限义务公司,陕西太白716000) 花岗质岩石作为大陆地壳的主要构成部门, 是研究大陆地壳发展和演化的无效东西,其照顾 的包体在切磋壳.幔彼此感化和地球深部过程中 亦具有主要意义。西坝花岗质岩体是南秦岭印 支期花岗质岩带的主要构成部门,岩体平分布有 较多的暗色微粒包体,具有较着的岩浆夹杂特 征。本文通过研究寄主岩和包体的岩相学特征 性质进行束缚。1岩体地质特征 岩体出露于南秦岭机关带陕西境内太白县 和留坝县交壤的西坝一太白河地域,夹持于商丹断 裂和山阳一凤镇断裂之间。平面上岩体呈透镜状 侵入泥盆系浅变质的碎屑岩一碳酸盐岩岩系中,出 露面积约150 km2。按照岩体野外的接触关系和 岩性构成将岩体划分为2个侵入期次。第一期 侵人体(80%)的岩性构成次要为石英二长闪长 岩,各岩性之间呈渐变过渡关系;第二期侵人体(20%)具似斑状布局,岩性构成为似斑状二长花 岗岩,可见其侵人第一期的石英二长闪长岩中。 LA.ICP.MS锆石U.Pb定年研究表白,第一期侵入 体的构成时代为218—219 Ma,第二期侵人体的 构成时代为214.9 4-1.1 Ma(另文颁发)。由此可 见两期侵入的构成时代均晚于南秦岭变量变形 和勉略洋盆闭合的时间(221—242 Ma),也晚于 大别山超高压变质的春秋(221—232 Ma),申明 西坝岩体构成于扬子板块与华北板块全面碰撞 之后的后碰撞机关情况。 基金项目:国度天然科学基金项目(核准号:41030423);中国黄金 集团公司科技项目 作者简介:汪欢.男.1987年生.硕士研究生,矿物学、岩石学、矿 床学专业.E-mail:WiltIghuaalxd@163.COIIltl 2岩相学特征 两期侵人体岩石的矿物构成类似,次要由斜 长石、碱性长石、石英、角闪石和黑云母构成,副 矿物次要为榍石、锆石、磷灰石及少量的磁铁矿。 斜长石呈半自形一自形板状,聚片双晶及环带布局 发育;碱性长石呈半自形一它形,格子状双晶发育; 石英呈它形分布于斜长石颗粒之间,波状消光发 育;角闪石呈半自形粒状,部门颗粒自形程度较 好,简单双晶较发育;黑云母星半自形片状,强多 色性,局部被绿泥石交接;副矿物次要为自形程 度较好的榍石,常呈眼球状被暗色矿物包裹,另 外还有锆石、磷灰石及磁铁矿。 两期侵人体中均发育有暗色微粒包体,但第 一期相对发育更多,第二期仅局部可见。野外可 见暗色微粒包体大小悬殊,但多在lO cm5 cm 摆布,常呈透镜状,叶片状,犯警则状,与寄主岩 界线一般截然,部门包体可看到边缘有细粒暗色 矿物构成的冷凝边。包体的矿物成分次要为角 闪石和斜长石。及较少量的黑云母;显微镜下特 征显示包体中具有2种产状的角闪石,一种为自 形的粒状角闪石。发育双晶,另一种为长针状角 闪石。别的包体中常见捕掳的较粗粒的寄主岩 斜长石,针状角闪石被包裹此中或穿切。长针状 磷灰石在包体中亦发育。 3锆石饱和温度的计较 花岗岩大大都是绝热式上升就位的,岩浆早 期结晶温度近似代表岩浆构成时的温度,锆石在 中酸性岩浆中一般结晶较早,所以锆石的饱和温 度就能够近似认为是岩浆的液相线温度,而且错 石中Zr的分派系数对温度极端敏感,而其它要素 对其影响较小。Miller批改的锆石饱和温度模仿 公式为:%=12900/[2.95+0.85M+ 矿物学报 2011年 lnD。话石/熔体],此中F为绝对温度,M=[(Na+K +2Ca)/(A1Si)],D为锆在由化学计较的锆石 中的浓度与熔体中的浓度的比值,在未进行全岩 锆石矿物的Zr,Hf校正时,用纯锆石中的Zr含量 (496000 X10缶),及全岩的zr含量别离代表锆石 中的含量和熔体中的含量。通过计较西坝岩体 第一期和包体的锆石饱和温度别离为651.88~ 781.91(平均736.48)和729.00,而第二 期侵入体的温度则较着较高为806.38~818.90 (平均813.25) 4会商与结论 镁铁质包体能够由壳.幔岩浆夹杂感化构成, 代表了壳幔之间的能量互换,获得了浩繁学者的 承认。西坝岩体平分布有较多的镁铁质暗色微 粒包体,而且次要分布于第一期侵入体中。野外 地质特征及镜下察看,包体没有变质布局及特征 变质矿物的呈现,表白不是源区的变质火成岩的 难熔物,也不是围岩的捕虏体和晚期结晶的“堆 晶体”,其具岩浆成因的细粒半自形粒状布局,是 一种与花岗质岩浆有成因关系的分歧源岩浆结 晶的产品,暗示了西坝岩体并非单一源区部门熔 融构成,而是两种源区的岩浆夹杂构成,具有岩 浆夹杂成因,岩相学证据如下:包体中具有寄 主岩的较粗大斜长石捕掳体颗粒,且与包体中细 粒的角闪石等矿物彼此包裹穿插,代表包体与寄 主岩为统一岩浆事务的产品;包体内呈现长针 (柱)状的磷灰石和角闪石矿物,为高温基性岩浆 侵入到温度相对较低的酸性岩浆房后遭到淬冷 感化而快速降温冷却的成果。别的包体中两种 产状的角闪石可能代表岩石结晶时处于动荡的 情况中;斜长石边缘有时可见增生边,对具环 带布局的斜长石进行探针成分阐发,显示从核部 到幔部再到边部An有减小再增大的趋向,这种 核部和边缘较基性,而幔部偏酸性的斜长石同样 指示基性岩浆与酸性岩浆的夹杂;寄主岩与包 体中均可见到钾长石包含基性斜长石的嵌晶结 构,也暗示了基性岩浆与酸性岩浆的夹杂感化, 别的角闪石环带的呈现可能也暗示了岩浆的混 合感化。 Miller按照锗石饱和温度计,提出热和冷花 岗质岩浆的概念。此中前者遍及大于800,含 源区残留物较少,其构成与外来热的插手相关; 尔后者的温度不跨越800,含源区残留物较 多,且流体的插手起着主要的感化。由以上计较 能够看出第一期侵入体属于冷花岗质岩浆的范 围,而且寄主的花岗质岩石和暗色微粒包体的锆 石饱和温度附近,表白寄主岩石和暗色微粒包体 达到了热均衡。而第二期侵人体温度较高(大于 800)接近热花岗质岩浆的温度,暗示了外来热 的感化很大。 地壳部门熔融发生岩浆需要流体(水)的参 与,由于在无水环境下的熔融发生熔体需要极高 的温度。流体的发生能够有2种环境,一种为源 区的含水矿物黑云母、白云母、钙角闪石等的脱 水反映供给,别的一种可能来历就是外来流体的 注入感化,如爬升带堆积物的脱水反映或超镁铁一 镁铁质岩浆岩中含水矿物的脱水反映。岩石的 尝试材料表白,黑云母和钙角闪石在高温环境下 (>800 oC)发生脱水反映只要白云母可以或许在小 于8000C的前提下发生大范畴的脱水反映(解除 不克不及发生岩浆的超低压情况),因而第二期高温 花岗质岩浆的构成是能够用源区含水矿物的脱 水反映来注释其熔融机理的。而第一期侵入体 其地球化学特征显示源区岩石为火成岩,没有大 量的自云母(另文颁发),所以外来流体的参与在 其构成过程中起着主要的感化。年代学材料显 示西坝岩体构成于洋壳爬升之后的陆陆碰撞时, 与古生代勉略洋的北向爬升无关,因此流体也不 可能来自于爬升带中堆积物的脱水反映。因而 地幔中超镁铁质一镁铁质岩浆中含水矿物的脱水 反映发生的流体似乎成为独一可能的来历。 由此我们认为西坝岩体在其构成过程中经 历了壳一幔间的物质和能量的互换。镁铁质包体 所代表的幔源岩浆的底侵感化及其后的基性岩 浆与酸性岩浆的夹杂感化构成了西坝岩体。并 且西坝岩体的构成可能分为2个阶段进行:在 岩石圈由挤压向舒展转换的布景下,地幔的超镁 铁质.镁铁质岩石减压脱水熔融构成富水流体和 基性岩浆侵入下地壳底部,因为流体的快速注入 无效地降低了下地壳岩石的液相线温度,构成一 部门岩浆;大规模的高温偏基性岩浆的注入, 使下地壳进一步发生熔融,偏基性岩浆快速上升 注入花岗质岩浆房发生淬冷,构成暗色微粒包 体。而且在这股外来热的影响下在较浅部的地 壳源区含水矿物脱水发生部门熔融,构成第二期

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