豫西南地区北秦岭地体新元古代花岗岩类岩石成因及其地质意义_刘丙祥

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引言
秦岭造山带夹持于华北克拉通与华南克拉通之间， 其西
探讨新元古代秦岭造山带的前寒武纪地壳形成和演化提供 可靠依据。
连祁连昆仑造山带， 东接桐柏红安大别苏鲁造山带， 是一 个经历了新元古代古生代中生代多次构造岩浆热事件的 复合型中央造山带 （ 图 1 ； Mattauer et al. ，1985 ； Krner et al. ， 1993 ； Meng and Zhang，1999 ； 张国伟等，2001 ） 。 前人 对自古生代以来秦岭造山带的形成与演化历史进行了大量 深入 的 研 究， 提 出 了 多 个 造 山 带 演 化 模 型 （ Xue et al. ， 1996b； Meng and Zhang， 2000 ； 张国伟等， 2001 ； Dong et al. ， 2011b； Wu and Zheng， 2013 ） 。关于秦岭造山带是否存在中 新元古代 板 块 俯 冲 碰 撞 构 造 体 制 这 一 问 题 依 然 存 在 争 议 （ 李曙光等， 1991 ； 裴先治等，1998 ； 张本仁等，1998 ； 张国 2000 ； 董云鹏等，2003 ； 陆松年等，2003 ； Dong et al. ， 伟等， 2008 ） ， 尤其对新元古代岩浆作用和构造环境的综合研究还 相对匮乏。早在八、 九十年代区域地质调查期间（ 河南省地 矿厅区调队 1994 ① ） ， 我国地质工作者就已确认在秦岭造山 带核部存在大规模的晋宁期岩浆活动 。 近期， 部分学者对秦 岭造山带中新元古代岩浆作用做了大量的工作并取得了一 2004 ； 王涛等， 2005 ； Chen et al. ， 2006 ； 定进展 （ 张成立等， 2007 ； Dong et al. ， 2008 ； Bao et al. ， 2008 ） ， 陈隽璐等， 但该 时空演变特点以及成因物源分 期花岗岩类的岩石组合特征 、 尤其一些岩体还缺乏精确的年龄资料 。 因 析还不太清楚， 此， 系统地解剖前寒武纪岩浆作用， 是探索我国中部是否存 在中新元古代碰撞造山带的关键，也是深入了解华南陆块 与华北陆块之间相互作用的前提 。 新元古代花岗岩类在南 、 北秦岭均有出露。早期的同碰 撞花岗岩侵入体集中分布于北秦岭地体的秦岭群之中， 这些 花岗岩侵入体几乎无一例外的都经历了强烈的变质 、 变形作 用而成为片麻岩类； 中期具有裂解成因的火山 岩浆侵入岩 带多分布于南秦岭地体之中 。目前， 在北秦岭已识别出十余 个花岗片麻岩体。 本次对北秦岭地体中的两个典型岩体从 Pb 同位素年代学、 锆石 U主量微量地球化学特征以及 SrNdO 同位素组成等方面进行综合研究 。 结合前人资料， 试 图从年代学格架、 岩石组合以及时空演变等方面进行系统地 总结， 以期从花岗岩带的演变过程来探讨其成因演化 、 源区
87 86 Nd 模式年龄 2. 02Ga。结合已报道的新元古代花岗岩类岩体的年龄和地球化学 初始 Sr / Sr 比值变化较大， 初始 ε Nd 值 － 5. 0 ，
数据， 北秦岭地体新元古代岩 浆作用可以划分为 980 ～ 870Ma 挤压碰撞作用和 ～ 844Ma 伸展裂解作用两大阶段 ， 包括 ～ 940Ma ～ 880Ma 弱强烈变形 S 型同碰撞花岗岩、 无变形后碰撞 I 型 花岗岩和 ～ 844Ma 板内 A 型碱性 岩 三 类花岗岩体。 地球化学组 这些花岗岩类岩石可能源自不同时期形成的秦岭群基底杂岩的部分 熔融， 但在后碰撞阶段幔源物 质 或 年 轻 地壳 物 质 成显示， 的加入明显增加。北秦岭地体中新元古代岩 浆活动与 Ｒodinia 超大陆演化基本同 时 代， 可能 记录 超大陆 形成 过程 中的地壳 响 应。在新元古代之前， 北秦岭地体或许具有不同于华北陆块和华南陆块的演化历史。 关键词 北秦岭; 新元古代; 超大陆; 花岗岩; 锆石年龄 P588. 121 ； P597. 3 特点以及构造背景， 为系统总结秦岭造山带多期岩浆作用和 中图法分类号
1. 中国科学技术大学地球和空间科学学院 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室，合肥 230026 2. 西北大学 大陆动力学国家重点实验室，西安 710069 3. 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029 1. CAS Key Laboratory of CrustMantle Materials and Environments，School of Earth and Space Sciences，University of Science and Technology of China， Hefei 230026 ，China 2. State Key Laboratory of Continental Dynamics，Northwest University，Xi’ an 710069 ，China 3. Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Science，Beijing 100029 ，China 2013 02 03 收稿， 2013 04 30 改回 .
Liu BX，Nie H，Qi Y，Yang L，Zhu XY and Chen FK. 2013. Genesis and geological significances of Neoproterozoic granitoids in the North Qinling terrain，SW Henan，China. Acta Petrologica Sinica， 29 （ 7 ） ： 2437 － 2455 Abstract Neoproterozoic granitoids exposed in the North Qinling terrain belong to an important part of the Qinling orogenic belt and have recorded Precambrian crustal formation and evolution of the basement of this orogenic belt. In this study，we report zircon UPb ages and oxygen isotopic data and wholerock geochemical and SrNd isotopic composition for the Fangzhuang and Dehe granitoid plutons ，emplaced into the Qinling Group in the North Qinling terrain，and discuss petrogenesis and geological significances for crustal zircons have evolution of the basement. Analytical results show that zircons of the Fangzhuang granite pluton formed in 933. 4 ± 9. 2Ma， 18 rock yields initial ε Nd value of － 6. 0 ，Nd model age of 2. 09Ga （ t DM2 ） and initial 87 Sr / 86 Sr δ O values of 8. 3‰ ～ 11. 9‰ and wholerock has initial ε Nd value of value of 0. 72455 ，while zircons of the Dehe granite pluton crystallized in 948. 1 ± 8. 9Ma and whole－ 5. 0 ，corresponding to Nd model age of 2. 02Ga （ t DM2 ） and variable initial 87 Sr / 86 Sr value. Integrating with isotopic ages of fifteen Neoproterozoic granitoid plutons exposed in the North Qinling terrain previously reported，the Neoproterozoic magmatism in this terrain can be subdivided into two major stages resulted from 980 ～ 870Ma compressional and ～ 844Ma extensional tectonic settings，mainly including ～ 940Ma syncollisional， ～ 880Ma postcollisional and ～ 844Ma intraplate extensional granitoids. Geochemical and isotopic features of these granitoids indicate that they probably originated from partial melting mainly of crustal material similar to the Qinling Group，but contribution of mantle or juvenile material to the magmas became significant after ～ 900Ma in the postcollisional processes. Neoproterozoic magmatic activities in the North Qinling terrain broadly simultaneous with the formation of supercontinent Ｒodinia and hence，they record response of the basement in this terrain. The crustal evolution in North Qinling terrain prior to the Neoproterozoic was likely different from those in the North China and South China blocks. Key words North Qinling； Neoproterozoic； Supercontinent； Granite； Zircon age 摘 要 北秦岭地体中新元古代花岗岩类岩石是秦岭造山带的重要组成部分， 记录了造山带基底前寒武纪地壳形成和演
Pb 年龄和 O 同位素组成、 Nd 同位素地球化学组成， 化历史。本文报道方庄和德河花岗岩岩体的锆石 U全岩元素和 Sr探讨其
18 岩石成因和地壳演化意义 。 结果表明， 方庄花岗质糜棱岩的锆石结晶年龄为 933. 4 ± 9. 2Ma， δ O 值 8. 3‰ ～ 11. 9‰， 初始
“973 ” 40973042 、 41202140 ） 和西北 项目（ 2012CB416606 ） 、 国家自然科学基金项目（ 41090372 、 ＊ 本文受科技部国家重点基础研究发展计划 大学大陆动力学国家重点实验室联合资助 ． 1981 生， Email： liubx@ mail． ustc． edu． cn 第一作者简介： 刘丙祥，男， 博士生，地球化学专业， 1964 生，教授，地球化学专业， Email： fkchen@ ustc． edu． cn ＊ ＊ 通讯作者： 陈福坤，男，
10000569 /2013 /029 ( 07 ) 243755
Acta Petrologica Sinica
岩石学报
豫西南地区北秦岭地体新元古代花岗岩类岩石 成因及其地质意义
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刘丙祥
1， 2
聂虎
1
齐玥
1
杨力
3
祝禧艳
3
陈福坤
＊ 1＊
2 ＊ LIU BingXiang1， ，NIE Hu1 ，QI Yue1 ，YANG Li3 ，ZHU XiYan3 and CHEN FuKun1＊
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Acta Petrologica Sinica
29 （ 7 ） 岩石学报 2013 ，
87ห้องสมุดไป่ตู้
Sr / 86 Sr 比值 0. 72455 ， Nd 模式年龄 2. 09Ga ( t DM2 ) ; 德河黑云斜长片麻岩的锆石结晶年龄为 948. 1 ± 8. 9Ma， 初始 ε Nd 值 － 6. 0 ，