徐學(xué)義 陳雋璐 高婷,2 李平 李婷

1. 國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 7100542. 長安大學(xué)資源學(xué)院，西安 7100691.

1 引言

西秦嶺北緣同仁縣、夏河縣、合作市、武山縣和禮縣一帶花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，成礦作用十分顯著，以斑巖型銅、鉬、金礦床、矽卡巖型銅礦和淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V為特征，是中國西部重要的銅、鉬、金成礦帶。盡管近年來不少研究者對(duì)該花崗巖帶從形成時(shí)代、巖漿源區(qū)以及成礦作用等不同角度進(jìn)行了研究(李永軍等，2003；宋忠寶等，2004；金惟俊等，2005；張宏飛等，2005，2007；秦江峰等，2005；張成立等，2008，齊金忠等，2005；楊榮生等，2006；劉紅杰等，2008；張旗等，2009a，b；殷勇和殷先明，2009)，但對(duì)于西秦嶺北緣與成礦作用密切的江里溝、德烏魯、阿夷山等花崗巖體形成時(shí)代、形成構(gòu)造環(huán)境以及其相互關(guān)系缺乏研究，嚴(yán)重影響了對(duì)西秦嶺構(gòu)造演化及成礦作用研究。為此，本文將以江里溝、阿夷山、德烏魯、溫泉和中川巖體為研究對(duì)象，通過巖石學(xué)、地球化學(xué)和鋯石LA-ICP-MS測(cè)年綜合研究，討論西秦嶺北緣花崗巖的成因及其與構(gòu)造演化關(guān)系。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

西秦嶺造山帶大致指青海南山北緣斷裂-土門關(guān)斷裂以南，寶成鐵路以西，瑪沁-略陽斷裂以北，柴達(dá)木地塊以東的廣闊區(qū)域(圖1)，是諸多地塊和造山帶匯聚交接地帶(張旗等，2009b；馮益民等2003；閆臻等，2012)。西秦嶺造山帶自新元古代以來，大致經(jīng)歷了超級(jí)大陸裂解、秦祁昆洋形成、洋陸俯沖造山、大陸碰撞造山、板內(nèi)伸展和陸內(nèi)碰撞造山等多個(gè)構(gòu)造演化過程。馮益民等(2003)稱其為“碰撞-陸內(nèi)復(fù)合型”造山帶；張國偉等(2004)認(rèn)為西秦嶺基本構(gòu)造格架是在印支期奠定的，其后又遭受中新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈改造。區(qū)域上，西秦嶺的花崗巖主要發(fā)育于夏河-合作-臨潭-岷縣-宕昌斷裂北側(cè)，且以印支期為主，該斷裂以南主要以巨厚的三疊系沉積為主，花崗質(zhì)侵入體基本未見且分布零星。閆臻等(2012)通過綜合研究，認(rèn)為西秦嶺是早古生代造山作用基礎(chǔ)上形成的插入祁連和昆侖早古生代造山帶內(nèi)部的楔形地質(zhì)體，以大面積出露三疊系和發(fā)育多條蛇綠混雜巖、韌性剪切帶、中生代巖漿作用和相關(guān)斑巖-矽卡巖型礦床為典型特征，具有典型增生型造山帶特征，該造山帶在三疊紀(jì)時(shí)期與祁連、東昆侖造山帶為一有機(jī)整體，自西向東發(fā)育一條增生巖漿弧，且三疊紀(jì)沉積組合為活動(dòng)大陸邊緣沉積。

3 花崗巖體基本地質(zhì)特征與巖石學(xué)特征

3.1 江里溝巖體

該巖體位于崗察鄉(xiāng)以南江里溝，出露面積約12km2，呈NW向展布。巖體與地層之間主體為侵入接觸關(guān)系，只在巖體北側(cè)和南側(cè)局部地段見其與地層之間呈斷層接觸，同時(shí)在巖體最北側(cè)局部段可見其被下三疊統(tǒng)古浪提組砂板巖所覆蓋，二者之間為不整合接觸。其中巖體北側(cè)地層為中石炭-中二疊統(tǒng)大關(guān)山組(C2P2dg)灰-灰白色中厚層含礁角礫灰?guī)r、粘結(jié)灰?guī)r及骨架灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r組合；巖體南側(cè)地層為大石關(guān)組細(xì)砂巖、鈣質(zhì)砂板巖組合。巖體和圍巖之間熱接觸變質(zhì)帶發(fā)育，主要為大理巖、角巖化砂板巖以及石榴石矽卡巖等接觸變質(zhì)巖，發(fā)育金鉬礦化，局部地段變質(zhì)帶寬約1m。巖體主體為灰白色似斑狀二長花崗巖，往南局部過渡為中細(xì)?；◢忛W長巖和閃長巖，并被花崗斑巖脈所侵入。

二長花崗巖主要礦物為斜長石(25%～35%)、堿性長石(20%～30%)、石英(20%～25%)、黑云母(3%～10%)，含少量的白云母，副礦物主要有鋯石、磷灰石、榍石等。斜長石為半自形板狀，部分呈較大的晶體，相對(duì)含量約為斜長石總量的20%，見有綠簾石化和絹云母化。堿性長石和石英為他形粒狀，部分粒度較大的堿性長石包裹了粒度較小的自形斜長石，石英一般填隙于較粗粒的鉀長石和斜長石之間，表現(xiàn)為似斑狀構(gòu)造。

花崗閃長巖為灰-灰白色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由斜長石(40%～60%) 、石英(15%～25%)、角閃石(20%～30%)、堿性長石(5%～10%)組成，含少量黑云母(<5%)。斜長石不同程度發(fā)生絹云母化，角閃石發(fā)育弱的綠泥石化。副礦物有磷灰石、鋯石、榍石等。

閃長巖主要由斜長石(50%～60%)，角閃石(30%～35%)、堿性長石(3%～5%)和石英(2%～3%)組成。斜長石發(fā)育絹云母化和綠簾石化，角閃石發(fā)育綠泥石化。副礦物主要為鈦磁鐵礦、榍石和磷灰石。

3.2 阿夷山巖體

位于夏河縣達(dá)麥鄉(xiāng)西約10km處，呈近東西向展布，出露面積為6km2。巖體與圍巖呈明顯的侵入關(guān)系，接觸處以巖枝侵入地層中，未見明顯的烘烤、冷凝現(xiàn)象。圍巖為上二疊統(tǒng)毛毛隆組(P3m)鈣質(zhì)砂巖和長石石英砂巖。巖體巖性較為單一，主體為中-中細(xì)粒花崗閃長巖，局部地段過渡為二長花崗巖。巖體中有較多早期細(xì)?；◢忛W長巖包體，包體形態(tài)變化較大，以橢圓狀為主，也見長方狀，定向性不明顯。

花崗閃長巖主要礦物成分有：斜長石(45%～60%)，石英(20%～25%)、角閃石(10%～15%)、黑云母(3%～5%)、堿性長石(3%～5%)。斜長石呈半自形板狀，角閃石呈柱狀，石英和堿性長石呈他形粒狀充填于斜長石和角閃石礦物之間，黑云母為細(xì)小片狀晶體。副礦物主要為榍石、鋯石和磷灰石。

二長花崗巖主要礦物為斜長石(35%)，堿性長石(30%)，石英(30%)、黑云母和角閃石約(5%)。斜長石呈半自形板狀，發(fā)育聚片雙晶，有弱的絹云母化，表面較混濁；堿性長石為它形粒狀，表面干凈，內(nèi)部可見斜長石的包晶，二者含量相當(dāng)。石英和堿性長石充填于斜長石礦物之間，黑云母為細(xì)小片狀晶體，角閃石呈自形柱狀分散于巖石中。副礦物主要為鈦磁鐵礦、榍石和磷灰石。

圖1 西秦嶺西段花崗巖分布地質(zhì)簡圖1-新生代；2-中生代；3-晚古生代；4-早古生代；5-元古代；6-太古代；7-二疊紀(jì)侵入巖；8-三疊紀(jì)侵入巖；9-侏羅紀(jì)侵入巖；10-實(shí)測(cè)/推測(cè)地質(zhì)體界線(含地層整合、平行不整合及侵入體界線)；11-實(shí)測(cè)/推測(cè)區(qū)域性主干斷裂；12-實(shí)測(cè)/推測(cè)一般斷層；13-隱伏或半隱伏斷層Fig.1 Sketch geological map and granite distribution in the west segment of western Qinling Orogenic Belt

3.3 德烏魯巖體

位于夏河縣東麻隆鄉(xiāng)南15km處，呈北西展布，出露面積約為4km2。巖體主要侵入于上三疊統(tǒng)毛毛隆組砂巖和粉砂巖中，接觸帶見有巖枝穿插于圍巖中，部分地段有黃土覆蓋。巖體巖性較為單一，為中粗粒花崗閃長巖。巖體中含有較多暗色閃長質(zhì)包體。

花崗閃長巖主要礦物為斜長石(50%～55%)、石英(20%～25%)、角閃石(10%～15%)、黑云母(5%～10%)、堿性長石(5%)、其它礦物(3%～5%)。斜長石呈半自形板狀，發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)；角閃石呈自形柱狀，石英和堿性長石呈他形粒狀充填于斜長石和角閃石之間，石英粒徑為0.5～1mm，堿性長石粒徑為0.5～1mm，發(fā)育高嶺土化；黑云母為細(xì)小片狀晶體，顏色為淺黃色-黃褐色。副礦物為鋯石、榍石、磷灰石。巖體內(nèi)部含有閃長質(zhì)包體，為灰黑色，直徑介于2～20cm之間。

閃長質(zhì)包體為黑色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，主要礦物為角閃石(50%～60%)，其次為斜長石(30%～40%)。角閃石為半自形柱狀晶體，斜長石為半自形板狀晶體。

3.4 溫泉巖體

位于武山縣溫泉鄉(xiāng)境內(nèi)，呈一近圓形出露，出露面積達(dá)260km2。巖體北部侵入于中下元古界秦嶺巖群的綠泥鈉長巖和斜長角閃巖中，南部侵入于泥盆系大草灘群(D3dc)石英砂巖、長石石英砂巖及泥質(zhì)粉砂巖中。巖體由內(nèi)向外可劃分為三個(gè)環(huán)帶，最外環(huán)以似斑狀黑云二長花崗巖、花崗閃長巖為主，兩者之間巖性為過渡關(guān)系，出露面積占總面積的40%～45%。中部為黑云二長花崗巖，出露面積占整個(gè)巖體的20%～25%。內(nèi)環(huán)為細(xì)粒花崗巖，出露面積相對(duì)較小。三個(gè)環(huán)帶代表不同序次侵入體，均呈侵入接觸關(guān)系(李永軍等，2003)。溫泉巖體的一大特征是圍巖捕虜體發(fā)育且體積巨大。本次研究樣品主要采于巖體外環(huán)帶的花崗閃長巖。

花崗閃長巖為青灰或灰白色，似斑狀中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為斜長石, 含量約為(5%～10%)?；|(zhì)為中粒結(jié)構(gòu)，主要礦物為斜長石(40%～45%)，角閃石(15%～20%)，石英(15%～20%)，堿性長石(5%～10%)，黑云母(3%～5%)。副礦物主要為鋯石、榍石和磷灰石。

二長花崗巖呈灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要組成礦物為石英(20%～25%)，斜長石(30%～40%)，堿性長石(25%～35%)，黑云母(3%～5%)，黑云母為淺黃色-褐色，邊部可見綠泥石化。副礦物主要為鋯石、榍石和磷灰石。巖體中見有數(shù)量不等和大小不一的閃長質(zhì)微粒包體。

3.5 中川巖體

位于禮縣中川鄉(xiāng)東約20km，呈近橢圓形展布，出露面積約為210km2，巖體北部侵入于泥盆系舒家壩群灰?guī)r、細(xì)砂巖及粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖中，西部侵入于泥盆系西漢水群碳酸鹽巖-陸源碎屑巖中，南部侵入于石炭系中川組砂巖，灰?guī)r及千枚狀板巖中。中川巖體為復(fù)式巖體，目前認(rèn)為發(fā)育3期侵入作用，不同期次巖體呈同心環(huán)狀產(chǎn)出，從外到內(nèi)形成時(shí)代由早至晚，基本屬于同源巖漿近同期活動(dòng)的產(chǎn)物。外環(huán)主要由中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖，花崗閃長巖，石英閃長巖及輝長巖組成，中環(huán)為中粒含斑黑云母二長花崗巖，內(nèi)環(huán)主要為中細(xì)粒黑云母二長花崗巖。本次主要對(duì)外環(huán)黑云母二長花崗巖開展研究。

中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖為灰白色，主要礦物有石英(20%～30%)、斜長石(25%～35%)、堿性長石(20%～30%)，黑云母(3%～6%)，含少量角閃石。斜長石發(fā)育環(huán)帶和聚片雙晶，以更長石為主，少量中長石，石英和堿性長石它形粒狀，黑云母為片狀，可見次生綠泥石化。

4 分析方法

4.1 化學(xué)全分析

本次研究選擇了28件較新鮮的巖石樣品在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心進(jìn)行了化學(xué)全分析。主量元素和微量元素分別利用X熒光光譜儀3080E和2100進(jìn)行測(cè)試。其中Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、FeO按GB/T 14506.28—1993標(biāo)準(zhǔn)，H2O+按GB/T 14506.2—1993標(biāo)準(zhǔn)；CO2按GB 9835—1988標(biāo)準(zhǔn)；LOI按LY/T 1253—1999標(biāo)準(zhǔn)；稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y和微量元素Cu、Pb、Th、U、Hf、Ta、Sc、Cs、V、Co、Ni按照DZ/T 0223—2001為標(biāo)準(zhǔn)；微量元素Sr、Ba、Zn、Rb、Nb、Zr、Ga以JY/T 016—1996為標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試結(jié)果見表1。

4.2 鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年

野外分別采集江里溝二長花崗巖(08-6)、阿夷山花崗閃長巖(08-12)、德烏魯花崗閃長巖(08-22)、溫泉花崗閃長巖(08-44)和中川二長花崗巖(08-49)樣品3～5kg，室內(nèi)將其分別破碎至60～80目，用水淘洗粉塵后，先用磁鐵除去磁鐵礦等磁性礦物，再用重液選出鋯石，最后在雙目鏡下選出鋯石。該項(xiàng)工作由河北廊坊區(qū)調(diào)院完成。

鋯石陰極發(fā)光圖像以及LA-ICP-MS定年分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb原位定年分析所采用的ICP-MS為Elan 6100DRC，激光剝蝕系統(tǒng)為德國Lamda Physik公司生產(chǎn)的 Geolas 200M深紫外(DUV)193nmArF準(zhǔn)分子(excimer)激光剝蝕系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對(duì)常規(guī)的266nm或213nm ND：YAG剝蝕系統(tǒng)具有較小的元素分餾效應(yīng)。分析所采用的激光束直徑為30μm，剝蝕深度為20～40μm。實(shí)驗(yàn)中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST SRM610進(jìn)行儀器最佳化調(diào)試，采樣方式為單點(diǎn)剝蝕，數(shù)據(jù)采集選用一個(gè)質(zhì)量峰一點(diǎn)的跳峰方式，每完成4～5個(gè)待測(cè)樣品測(cè)定，插入測(cè)標(biāo)樣一次。在所測(cè)鋯石樣品15～20個(gè)點(diǎn)前后各測(cè)2次NIST SRM610。鋯石U-Pb年齡采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外部標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，元素含量采用NIST SRM610作為外標(biāo)。測(cè)試結(jié)果通過Glitter軟件計(jì)算得出，獲得的數(shù)據(jù)采用Andersen(2002)的方法進(jìn)行同位素比值的校正，并采用Isoplot 3.23v進(jìn)行最終的年齡計(jì)算和圖表的繪制。分析點(diǎn)的同位素比值和同位素年齡的誤差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)為1σ，206Pb/238U加權(quán)平均年齡按95%的置信度給出，詳細(xì)分析參見文獻(xiàn)(Yuanetal., 2004)。測(cè)試結(jié)果見表2、表3、表4、表5、表6。

4.3 鋯石Lu-Hf同位素分析

鋯石原位微區(qū)Lu-Hf同位素測(cè)試儀器采用Nu Plasma HR (Wrexham, UK)多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。激光束斑直徑為63μm，激光脈沖寬度為15ns，試驗(yàn)中采用He氣作為剝蝕物質(zhì)載氣，詳細(xì)測(cè)試流程及條件等參見Yuanetal. (2004)。用176Lu/175Lu=0.02655和176Yb/172Yb=0.5886(Lizuka and Hirata, 2005)進(jìn)行同量異位干擾校正計(jì)算測(cè)定樣品的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值。在樣品測(cè)定期間，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)91500和GJ-1進(jìn)行分析，以對(duì)儀器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和對(duì)樣品進(jìn)行校正。176Lu衰變常數(shù)為1.865×10-11a-1(Schereretal., 2001)，球粒隕石現(xiàn)今的176Hf/177Hf=0.282772，176Lu/177Hf=0.0332(Blichert-Toft and Albarede, 1997)；虧損地?，F(xiàn)今176Hf/177Hf=0.283250，176Lu/177Hf=0.0384 (Griffinetal., 2000)。測(cè)試結(jié)果見表7。

5 分析結(jié)果

5.1 巖石地球化學(xué)特征

5.1.1 江里溝巖體

二長花崗巖樣品的SiO2含量為71.76%～75.86%，TiO2含量為0.16%～0.28%，Al2O3含量變化于11.67%～14.84%，K2O、Na2O含量分別為3.04%～4.04%和3.69%～4.48%，F(xiàn)eO含量變化于0.82%～1.52%，MgO變化于0.35%～0.70%，K2O/Na2O比值為0.91～1.48，F(xiàn)e*介于0.72～0.77(表1)。里特曼指數(shù)介于1.42～2.08，反映其主體為鈣堿性系列。在TAS圖中，投入花崗巖區(qū)(圖2a)；在MALI-SiO2圖解(圖2b)中為鈣堿系列；在K2O-SiO2圖解(圖2c)中為高鉀鈣堿系列。A/CNK=1.05～1.1(圖2d)，為弱過鋁質(zhì)花崗巖，在K2O-Na2O圖解中(圖2e)屬鉀質(zhì)花崗巖，在Fe*-SiO2圖解(圖2f)中為鎂質(zhì)花崗巖。花崗巖的地球化學(xué)特征顯示其具有喜馬拉雅型花崗巖的地球化學(xué)特點(diǎn)，即低Sr、高Yb特點(diǎn)(圖2g)。

表7阿夷山巖體鋯石Lu-Hf同位素測(cè)試數(shù)據(jù)

Table 7 Hf isotopic data of zircon grains from the Ayishan intrusion in west segment of the western Qinling

測(cè)點(diǎn)號(hào)t(Ma)表面年齡176Yb177Hf2σ176Lu177Hf2SE176Hf177Hf2σεHf(0)εHf(t)2σtDM(Ma)t2DM(Ma)fLu/Hf08?12TW?00408?12TW?00508?12TW?00608?12TW?00708?12TW?00808?12TW?01008?12TW?01108?12TW?01108?12TW?01208?12TW?01408?12TW?01508?12TW?01608?12TW?01708?12TW?01908?12TW?02108?12TW?02208?12TW?02308?12TW?02408?12TW?02508?12TW?026241．62400．0105470．0000530．0004100．0000020．2821870．000034-20．70-15．471．2014801857-0．992420．0161650．0001420．0006190．0000040．2821410．000033-22．33-17．131．1815521941-0．982400．0111130．0000540．0004520．0000020．2820740．000025-24．70-19．480．8916372059-0．992450．0171750．0000510．0006990．0000020．2821590．000026-21．69-16．510．9215301909-0．982470．0098600．0000370．0004070．0000020．2823090．000023-16．39-11．150．8313121638-0．992360．0089980．0000380．0003500．0000020．2823160．000023-16．14-10．900．8013011625-0．992430．0057400．0001900．0002430．0000080．2820030．000026-27．21-21．950．9117252184-0．992430．0169000．0000090．0006860．0000000．2822000．000034-20．24-15．051．2114731836-0．982430．0109610．0000520．0004390．0000020．2822250．000029-19．36-14．131．0414291789-0．992360．0119800．0001270．0004750．0000050．2821460．000026-22．15-16．930．9115391931-0．992480．0132880．0000290．0005250．0000010．2821890．000027-20．63-15．420．9514821854-0．982540．0107310．0000520．0004150．0000020．2822620．000024-18．05-12．820．8613771722-0．992460．0025410．0000100．0000870．0000000．2824380．000024-11．82-6．540．8411251403-1．002400．0101320．0001020．0004050．0000040．2822910．000025-17．02-11．790．8713371670-0．992270．0066610．0000130．0002630．0000010．2821730．000027-21．19-15．940．9714941881-0．992390．0079300．0000580．0003220．0000020．2824530．000029-11．29-6．051．0211111378-0．992440．0090980．0000120．0003610．0000010．2822650．000027-17．94-12．700．9413711717-0．992520．0107320．0000300．0004230．0000010．2821890．000022-20．63-15．400．7914781853-0．992360．0181190．0001350．0007040．000000．2821010．000025-23．74-18．560．8716102013-0．982430．0108170．0000170．0004310．0000010．2822110．000022-19．85-14．630．7914481814-0．99

注：表中鋯石Hf同位素成分的計(jì)算所用的參數(shù)：176Lu衰變常數(shù)λ=1.865×10-11，球粒隕石176Lu/177Hf=0.0332，176Hf/177Hf=0.282772(Blichert Toft and Alberade, 1997)，虧損地幔176Lu/177Hf=0.0384，176Hf/177Hf=0.28325(Griffinetal., 2000)；硅鋁質(zhì)地殼的fLu/Hf為0.72(Vervoortetal., 1996)

圖2 西秦嶺西段花崗巖地球化學(xué)圖解(a)-Na2O+K2O vs. SiO2圖解；(b)-MALI vs. SiO2圖解；(c)-K2O vs. SiO2圖解；(d)-A/NK-A/CNK圖解；(e)-K2O vs. Na2O圖解；(f)-Fe* vs. SiO2圖解；(g)-Sr vs. Yb圖解Fig.2 Geochemical diagrams of granites in the west segment of Western Qinling Orogenic Belt

稀土總量變化較大(62×10-6～170×10-6)，LREE/HREE=6.3～16.2，(La/Yb)N比值變化于4.9～17.4之間，反映了巖石具有較強(qiáng)烈的輕重稀土分餾和輕稀土富集特征(圖3a)。各樣品均具有明顯負(fù)銪異常(δEu=0.38～0.66)，反映出可能存在弱的斜長石的分離結(jié)晶作用或部分熔融過程中有斜長石的殘留。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖(圖3b)中，表現(xiàn)出富集大離子親石元素Ba、La、Ce、Sr等，并具有明顯的Sr、P和Ti負(fù)異常，Nb、Ta負(fù)異常不明顯。在洋脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖3c)，表現(xiàn)為K、Rb、Th等大離子親石元素富集，Ba呈明顯的負(fù)異常。

圖3 西秦嶺西段花崗巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分配型式(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Bonyton et al., 1984)及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and Mcdonough, 1989)、洋脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Perace et al., 1984)分配型式Fig.3 Chondrite-normalized REE patterns (normalization values after Bonyton et al., 1984) and primitive mantle-normalized (normalization values after Sun and Mcdonough, 1989), ocean mid-ridge granite-normalized (normalization values after Perace et al., 1984) trace element patterns

5.1.2 阿夷山巖體

花崗閃長巖和二長花崗巖SiO2含量為62.28%～65.68%，TiO2含量為0.48%～0.79%，Al2O3含量變化于15.80%～16.76%，K2O、Na2O含量分別為2.76%～3.74%和2.64%～3.32%，F(xiàn)eO含量變化于2.33%～4.52%，MgO變化于0.96%～2.52%，K2O/Na2O比值為1.03～1.18，F(xiàn)e值介于0.68～0.75(表1)。里特曼指數(shù)介于1.43～1.85，為鈣堿性系列。在TAS圖中，主體位于花崗閃長巖和花崗巖區(qū)(圖2a)；在MALI-SiO2圖解中落入鈣堿系列區(qū)(圖2b)；在K2O-SiO2圖解(圖2c)中為高鉀鈣堿系列。A/CNK=1.00～1.12，為弱過鋁質(zhì)花崗巖(圖2d)，在K2O-Na2O圖解(圖2e)中屬鉀質(zhì)花崗巖，在Fe*-SiO2圖解(圖2f)中為鎂質(zhì)花崗巖。除一個(gè)樣品具有喜馬拉雅型花崗巖地球化學(xué)特點(diǎn)外，其余均具有埃達(dá)克型花崗巖的地球化學(xué)特點(diǎn)(圖2g)。

稀土總量高(159×10-6～171×10-6)，LREE/HREE=10.3～23.1，(La/Yb)N比值變化于15.9～57.8之間，反映了巖石具有較強(qiáng)烈的輕重稀土分餾，輕稀土富集。各樣品均具有微弱負(fù)銪異?；驘o負(fù)銪異常(δEu=0.75～1.00)(圖3d)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中，表現(xiàn)出富集大離子親石元素Ba、La、Ce和Sr等，具有明顯的Nb、Ta、P和Ti負(fù)異常(圖3e)。同樣在微量元素洋中脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，具有較明顯的Nb-Ta和Zr-Hf低谷(圖3f)，與活動(dòng)大陸邊緣花崗巖的分配型式近似(Pearceetal., 1984)。

5.1.3 德烏魯巖體

該巖體中的花崗閃長巖SiO2含量為63.55%～67.51%，TiO2含量為0.41%～0.54%，Al2O3含量變化于15.88%～16.40%，K2O、Na2O含量分別為2.42%～2.80%和3.05%～3.20%，F(xiàn)eO含量變化于2.40%～3.20%，MgO變化于2.22%～3.30%，K2O/Na2O比值為0.78～0.88，F(xiàn)e值穩(wěn)定，介于0.54～0.56(表1)。里特曼指數(shù)介于1.41～1.61，為鈣堿性系列。在TAS圖中，位于花崗閃長巖區(qū)(圖2a)；在MALI-SiO2圖解(圖2b)中樣品投于鈣堿系列區(qū)；在K2O-SiO2圖解(圖2c)中樣品落入鈣堿和高鉀鈣堿系列過渡區(qū)。A/CNK=0.96～1.05，屬準(zhǔn)鋁和弱過鋁質(zhì)花崗巖(圖2d)，在K2O-Na2O圖解(圖2e)中屬鈉質(zhì)花崗巖，在Fe*-SiO2圖解(圖2f)中為鎂質(zhì)花崗巖。具有喜馬拉雅型花崗巖的地球化學(xué)特點(diǎn)(圖2g)。

稀土總量高(119×10-6～148×10-6)，LREE/HREE=11～16，(La/Yb)N比值變化于13.5～22.8之間，反映了巖石具有較強(qiáng)烈的輕重稀土分餾(圖3g)。具有微弱負(fù)銪異常(δEu=0.65～0.79)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中，表現(xiàn)出富集大離子親石元素Ba、La、Ce和Sr等、具有較明顯的Nb、Ta、P和Ti負(fù)異常(圖3h)。同樣在微量元素洋中脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，具有較明顯的Nb-Ta和Zr-Hf低谷。

5.1.4 溫泉巖體

巖石巖性主要為二長花崗巖和花崗閃長巖。SiO2含量為58.87%～70.63%，TiO2含量為0.35%～1.04%，Al2O3含量變化于14.59%～16.51%，K2O、Na2O含量分別為2.71%～3.99%和3.59%～3.97%，F(xiàn)eO含量變化于1.28%～3.66%，MgO變化于0.93%～1.72%，K2O/Na2O比值為0.57～1.19，F(xiàn)e值介于0.64～0.69(表1)。里特曼指數(shù)介于2.02～3.99，反映其主體為鈣堿性系列。在TAS圖中，樣品落入二長巖、花崗閃長巖和花崗巖區(qū)(圖2a)；在MALI-SiO2圖解(圖2b)中主體為鈣堿系列，有兩個(gè)樣品為堿鈣系列；在K2O-SiO2圖解(圖2c)中主要為高鉀鈣堿系列，有二個(gè)樣品投入橄欖玄粗巖系列區(qū)(堿性系列區(qū))。A/CNK=0.91～1.05，為準(zhǔn)鋁質(zhì)和弱過鋁質(zhì)花崗巖(圖2d)，在K2O-Na2O圖解(圖2e)中落入屬鉀質(zhì)和鈉質(zhì)花崗巖過程區(qū)，在Fe*-SiO2圖解(圖2f)中亦為鎂質(zhì)花崗巖。具有埃達(dá)克型或喜馬拉雅型花崗巖的地球化學(xué)特點(diǎn)(圖2g)。

稀土含量為131×10-6～199×10-6，LREE/HREE=10.7～15.3，(La/Yb)N比值變化于15.7～28.8之間(表1)。各樣品均具有弱負(fù)銪異常(δEu=0.79～0.85)(圖3j)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中，表現(xiàn)出富集大離子親石元素Ba、La、Ce、Sr等，并具有明顯的Nb、Ta、P和Ti負(fù)異常(圖3k)。同樣在微量元素洋中脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，具有較明顯的Nb-Ta和Zr-Hf低谷，同樣類似于活動(dòng)大陸邊緣花崗巖的分配型式(圖3l)。

5.1.5 中川巖體

主體巖性為二長花崗巖、花崗閃長巖，以二長花崗巖為主。SiO2含量為68.16%～70.13%，TiO2含量為0.44%～0.50%，Al2O3含量變化于14.40%～15.60%，K2O、Na2O含量分別為3.34%～3.83%和3.46%～3.66%，F(xiàn)eO含量變化于2.24%～2.48%，MgO變化于0.95%～1.20%，K2O/Na2O比值為0.97～1.06，F(xiàn)e值介于0.73～0.74(表1)。里特曼指數(shù)介于1.70～2.17，屬鈣堿性系列。在TAS圖中落入花崗閃長巖區(qū)(圖2a)；在MALI-SiO2圖解(圖2b)中同樣為鈣堿系列；在K2O-SiO2圖解(圖2c)中為高鉀鈣堿系列；A/CNK=1.02～1.05，為過鋁質(zhì)花崗巖(圖2d)，在K2O-Na2O圖解(圖2e)中落入鉀質(zhì)和鈉質(zhì)花崗巖過渡區(qū)，在Fe*-SiO2圖解(圖2f)中為鎂質(zhì)花崗巖。具有喜馬拉雅型花崗巖的地球化學(xué)特點(diǎn)(圖2g)。

稀土總量為110×10-6～184×10-6，LREE/HREE=8.2～12.4，(La/Yb)N比值變化于10.6～15.5之間，輕稀土富集(表1)。各樣品均具有微弱負(fù)銪異常(δEu=0.66～0.94)(圖3m)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中，表現(xiàn)出富集大離子親石元素(LILE，如Ba、La、Ce、Sr等)、具有明顯的Nb、Ta、P和Ti負(fù)異常(圖3n)。同樣在微量元素洋中脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，具有較明顯的Nb-Ta和Zr-Hf低谷，類似于活動(dòng)大陸邊緣花崗巖的特點(diǎn)(圖3o)。

5.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果

5.2.1 江里溝二長花崗巖(08-06)

該件樣品采自江里溝巖體。樣品中鋯石絕大多數(shù)為半透明-透明的短柱狀-柱狀，長/寬比一般為2～2.5，陰極發(fā)光圖像顯示清晰的振蕩環(huán)帶(圖4a)。鋯石含有明顯的核，陰極發(fā)光呈暗色或白色，但應(yīng)該不是老的繼承性鋯石核，可能是巖漿早期結(jié)晶的鋯石，由于巖漿的溫度升高遭熔蝕，后又繼續(xù)結(jié)晶，因?yàn)闊o論是核部還是幔部及邊部，206Pb/238U表面年齡變化不大。17顆鋯石17個(gè)測(cè)點(diǎn)Th/U比值為0.08～1.05，除兩個(gè)測(cè)點(diǎn)Th/U比值小于0.1外，其余均遠(yuǎn)大于0.1。鋯石206Pb/238U表面年齡介于269～260Ma，加權(quán)平均年齡為264±1.4Ma(MSWD=0.69)(圖5a, b)，該年齡為二長花崗巖形成年齡。

圖4 西秦嶺西段花崗巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.4 Cathodoluminescence images of zircons of the granites in the west segment of Western Qinling Orogenic Belt

圖5 西秦嶺西段花崗巖鋯石207Pb/235U-206Pb/238U諧和曲線年齡計(jì)算Fig.5 Zircon 207Pb/235U-206Pb/238U concordia diagram and averaged age of granitic rocks from the west segment of Western Qinling Orogenic Belt

5.2.2 阿夷山花崗閃長巖(08-12)

該樣品采自阿夷山巖體。樣品中鋯石絕大多數(shù)為半透明-透明的不規(guī)則短柱狀，個(gè)別為細(xì)長柱狀晶體，長/寬比大多為2～3。鋯石可見較為清晰的核幔結(jié)構(gòu)，核部CL強(qiáng)度較高，圖像呈灰白色，幔部有較清晰的震蕩環(huán)帶(圖4b)，顯示典型的巖漿鋯石特征。19顆鋯石19個(gè)測(cè)點(diǎn)的Th/U比值為0.11～0.53，206Pb/238U表面年齡介于248～227Ma，加權(quán)平均年齡為241.6±4Ma(圖5c, d)，代表該巖體形成年齡。

5.2.3 德烏魯花崗閃長巖(08-22)

該樣品采自德烏魯巖體。鋯石絕大多數(shù)為半透明-透明的短柱狀，長/寬比多為2。鋯石陰極發(fā)光圖像顯示清晰的振蕩環(huán)帶或具均一的陰極發(fā)光強(qiáng)度，顯示典型巖漿鋯石特征(圖4c)。24顆鋯石24個(gè)測(cè)點(diǎn)的Th/U比值為0.18～0.98，206Pb/238U表面年齡為241～223Ma之間，在諧和線上位于較小的集中區(qū)域，其加權(quán)平均年齡為233.5±1.5Ma(MSWD=1.4)(圖5e, f)，該年齡為巖體形成年齡。

5.2.4 溫泉巖體花崗閃長巖(08-44)

該樣品采自溫泉巖體。鋯石絕大多數(shù)為柱狀晶體，長/寬一般為2～4。陰極發(fā)光圖像顯示清晰的振蕩環(huán)帶(圖4d)。鋯石發(fā)育較明顯的核幔結(jié)構(gòu)，核和幔均發(fā)育清晰的振蕩環(huán)帶，從206Pb/238U表面年齡基本一致的角度來看，鋯石的核不是老的繼承性鋯石核，而是巖漿早期結(jié)晶的鋯石，由于巖漿的溫度升高遭熔蝕，后又繼續(xù)結(jié)晶。15顆鋯石15個(gè)測(cè)點(diǎn)的Th/U比值為0.46～1.28；206Pb/238U表面年齡為219～213Ma，其加權(quán)平均年齡為216.2±1.1Ma(MSWD=0.64)(圖5g, h)，代表了花崗閃長巖形成年齡。

5.2.5 中川巖體二長花崗巖(08-49)

該樣品采自中川巖體外帶。鋯石絕大多數(shù)為半透明-透明的柱狀晶體，長/寬比大多為2～3，發(fā)育核幔結(jié)構(gòu)，但具有相同的206Pb/238U表面年齡，陰極發(fā)光圖像顯示清晰的振蕩環(huán)帶或具均一的陰極發(fā)光強(qiáng)度，顯示典型的巖漿鋯石特征(圖4e)，為同一巖漿早晚期結(jié)晶的產(chǎn)物。Th/U比值為0.15～0.63，均遠(yuǎn)大于0.1。21顆鋯石測(cè)年結(jié)果表明，鋯石206Pb/238U表面年齡為267～260Ma，在諧和線上分布于一個(gè)集中區(qū)域，加權(quán)平均年齡為264.4±1.3Ma(MSWD=0.43)(圖5i, j)，該年齡應(yīng)為二長花崗巖的形成年齡。

5.3 鋯石Lu-Hf同位素分析結(jié)果

對(duì)阿夷山巖體花崗閃長巖樣品(08-12)進(jìn)行了鋯石原位Lu-Hf同位素分析，20顆鋯石的176Lu/177Hf比值為0.000087～0.000704，176Hf/177Hf比值為0.282003～0.282488，以巖體形成年齡t=241.6Ma進(jìn)行回算的εHf(t)值全部為負(fù)值，變化于-21.95～-6.05。一階段模式年齡(tDM)變化于1725～1111Ma，二階段模式年齡(t2DM)變化于2184～1378Ma，均遠(yuǎn)大于巖石的形成年齡(表7)。

6 問題討論

6.1 花崗巖的源巖及巖石成因

LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果表明，前述各巖體形成年齡變化于264～216Ma。張宏飛等(2005)獲得武山溫泉巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡223±7Ma；金維俊等(2005)測(cè)點(diǎn)冶力關(guān)和夏河巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡分別為238±4Ma和245±4Ma；Guoetal.(2012)測(cè)得崗察巖體中輝長閃長巖和礦化閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為243.8±1.0Ma和234±0.6Ma。這些同位素年齡共同表明，西秦嶺北緣花崗的主體形成時(shí)代為三疊紀(jì)，最早可能在中二疊世晚期。

巖石地球化學(xué)研究表明，在非常寬的溫度、壓力條件下，地殼多種源巖的部分熔融均可以產(chǎn)生過鋁質(zhì)花崗質(zhì)熔體(Rappetal., 1991; Rapp and Watson, 1995; Wolf and Wyllie, 1994; Beardetal., 1994; Patino Douce and Beard, 1996; Pation Douce and McCarthy, 1998; Winther and Newton, 1996; Skjerlie and Johnston, 1996)，熔體成分的變化取決于初始熔融物質(zhì)的成分、熔融的溫度和壓力、初始物質(zhì)的含水量(Jogvanetal., 2002)，如泥質(zhì)沉積巖部分熔融可以產(chǎn)生強(qiáng)烈富鋁和富鉀的熔體，硬砂巖的部分熔融可以產(chǎn)生中等到強(qiáng)烈富鋁的花崗閃長巖/花崗巖熔體，玄武質(zhì)巖石的部分熔融可以產(chǎn)生云英質(zhì)-奧長-花崗閃長質(zhì)熔體(Rushmer, 1991; Rappetal., 1991; Rapp and Watson, 1995; Wolf and Wyllie, 1994; Sen and Dunn, 1994; Winther and Newton, 1996)?？梢?，只要源巖含水或存在含水相的礦物，部分熔融就可以產(chǎn)生花崗質(zhì)熔體(Patino Douce and Beard, 1996; Pation Douce and McCarthy, 1998)。本文研究的5個(gè)花崗巖體巖性主體為花崗閃長巖-二長花崗巖，其中江里溝、阿夷山和中川巖體屬弱過鋁質(zhì)花崗巖，溫泉巖體和德烏魯巖體的A/CNK介于0.95～1.05之間，屬準(zhǔn)鋁和弱過鋁質(zhì)花崗巖，結(jié)合其多含有金銅成礦作用且金銅應(yīng)屬地幔來源的元素，因此最可能的地殼源區(qū)是玄武質(zhì)巖石。從阿夷山花崗閃長巖的鋯石Hf同位素分析結(jié)果講，εHf(t)值全部為負(fù)值，變化于-21.95～-6.05，二階段模式年齡(t2DM)變化于2184～1378Ma，說明阿夷山花崗閃長巖的源區(qū)可能為中元古至古元古地殼，源巖最有可能為古老玄武質(zhì)巖石。

依據(jù)花崗巖的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，5個(gè)花崗質(zhì)巖體具有埃達(dá)克巖(Sr>400×10-6，Yb<2×10-6)或喜馬拉雅型花崗巖(Sr<400×10-6，Yb>2×10-6)的特征，或兩者兼而有之。其中江里溝、德烏魯和中川巖體為喜馬拉雅型，阿夷山巖體為埃達(dá)克巖型，溫泉巖體是二者兼而有之。結(jié)合前人在該地區(qū)發(fā)表的百余個(gè)地球化學(xué)數(shù)據(jù)(張旗等，2009b)，顯示出同樣的地球化學(xué)特點(diǎn)。關(guān)于埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖成因，一直是一個(gè)爭論很大的問題，大量的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果和科學(xué)研究成果表明，研究區(qū)三疊紀(jì)已處于陸內(nèi)造山期，存在一個(gè)陸殼加厚階段(張國偉等，2001；馮益民等，2003；姚書振等，2006)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究的成果，下地殼部分熔融形成埃達(dá)克巖漿需在石榴石穩(wěn)定區(qū)，而在800～1000℃的范圍內(nèi)石榴石穩(wěn)定的位置依據(jù)源巖成分的不同，其壓力大約在0.9～1.4GPa之間(Beard and Lofgren, 1991; Rushmer, 1991; Winther and Newton, 1996; Sen and Dunn, 1994; Wolf and Wyllie, 1994; Rapp and Watson, 1995)。Xiongetal. (2005)的研究表明，下地殼熔融形成埃達(dá)克巖漿時(shí)需熔體-石榴石-輝石平衡共存，榴輝巖礦物組合中金紅石是一個(gè)重要的成員，而金紅石作為殘留相出現(xiàn)的最低壓力為1.5GPa。Xiao and Clemens (2007)對(duì)采自大別地區(qū)的鉀玄質(zhì)玄武巖的熔融實(shí)驗(yàn)得出其熔融形成埃達(dá)克巖漿所需的壓力更大(一般>2GPa，至少>1.7GPa)，對(duì)應(yīng)的地殼厚度大約為56～66km。對(duì)喜馬拉雅型花崗巖的研究認(rèn)為其來源并不淺，大約相當(dāng)于1.0～1.5GPa(楊曉松等，2001；劉樹文等，2005)。與埃達(dá)克巖的形成與石榴石+輝石平衡，形成很高壓力不同的是，喜馬拉雅型花崗巖漿與石榴石+斜長石平衡，在較高壓力下形成，通常在33～50km左右。研究表明，花崗巖的Mg#值是判斷其是殼幔混源或是下地殼成因的重要依據(jù)，一般殼?；煸闯梢虻陌＿_(dá)克巖或喜馬拉雅型花崗巖的Mg#大于0.5，而來自下地殼部分熔融的埃達(dá)克巖或喜馬拉雅型花崗巖的一般小于0.5(Rapp and Watson, 1995)。本文研究的5個(gè)花崗巖體的均小于0.5，顯然是下地殼部分熔融的產(chǎn)物。

由以上分析可知，本文研究的5個(gè)花崗巖體，應(yīng)為下地殼部分熔融的產(chǎn)物，從其巖石類型和成礦特點(diǎn)講，極有可能是早期玄武質(zhì)巖石部分熔融的產(chǎn)物。其中江里溝、德烏魯、中川巖體形成深度較低，大約為33～50km，花崗巖漿與石榴石+斜長石平衡；而阿夷山巖體形成深度大，約為60km左右，花崗巖漿與石榴石和輝石平衡；溫泉巖體的形成深度相對(duì)變化較大，最有可能是在50km左右，巖漿與石榴石、輝石及斜長石平平衡，造成其既有埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型的雙重地球化學(xué)特點(diǎn)。

6.2 花崗巖提供的構(gòu)造演化信息

西秦嶺北緣位于華北板塊南緣祁連-北秦嶺加里東構(gòu)造帶和揚(yáng)子板塊北緣海西構(gòu)造帶的拼結(jié)部位，是在華北與揚(yáng)子板塊拼接過程中形成的前陸盆地的濱-淺海沉積(任紀(jì)舜和張正坤，1991)。西秦嶺的基底具有揚(yáng)子板塊的構(gòu)造屬性，因此，揚(yáng)子板塊的西北邊界至少可推至到西秦嶺的北部(張宏飛等，2005)。研究區(qū)中生代以來西秦嶺北部可能受到環(huán)太平洋構(gòu)造域、西部特提斯構(gòu)造域的共同作用，構(gòu)造演化極其復(fù)雜(殷勇和殷先明，2009)。

圖6 西秦嶺西段花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(a)-Nb vs. Y圖解(據(jù)Pearce et al., 1984)；(b)-Rb vs. Y+Nb圖解(據(jù)Pearce et al., 1984)Fig.6 Tectonic discrimination diagrams for granites in the west segment of western Qinling

關(guān)于西秦嶺構(gòu)造帶中生代構(gòu)造過程一直是學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。張國偉等(2001)認(rèn)為，西秦嶺勉略帶發(fā)育的時(shí)代為D2-3-P1，俯沖與碰撞造山為P2-T2-3(345～200Ma)，T3后轉(zhuǎn)入后造山板內(nèi)構(gòu)造演化階段，西秦嶺為一近EW向延伸的印支期俯沖碰撞縫合線。馮益民等(2003)認(rèn)為，西秦嶺從中晚泥盆世開始一直到中二疊世為板內(nèi)伸展階段，已經(jīng)不再是板塊構(gòu)造體制下的洋陸格局，中三疊世之后處于陸陸碰撞造山和陸內(nèi)造山階段。從本文研究的5個(gè)花崗質(zhì)侵入體屬埃達(dá)克巖或喜馬拉雅型花崗巖的基本事實(shí)，結(jié)合前人有關(guān)埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖的報(bào)道(張旗等，2009b；殷勇和殷先明，2009)，表明研究區(qū)在二疊末-三疊紀(jì)發(fā)生過地殼加厚事件，這一事件可能是一復(fù)合構(gòu)造事件，包括揚(yáng)子板塊與華北板塊的碰撞作用，古特提斯洋盆北部的消減作用(閆臻等，2012；Guoetal., 2012)及東西向環(huán)西太平洋的構(gòu)造活動(dòng)。揚(yáng)子和華北板塊的陸陸碰撞或陸陸俯沖導(dǎo)致的地殼加厚，加厚下地殼的部分熔融以及部分熔融發(fā)生在不同的深度，形成了本區(qū)特征的具有埃達(dá)克巖或喜馬拉雅型地球化學(xué)特征的花崗巖體。在花崗巖的構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，5個(gè)巖體投點(diǎn)均落于島弧或同碰撞花崗巖區(qū)域，與本區(qū)中生代處于陸陸碰撞和陸陸俯沖環(huán)境一致(圖6)。

6.3 對(duì)地質(zhì)找礦的指示意義

經(jīng)典的研究認(rèn)為，埃達(dá)克巖是由俯沖的洋殼板片部分熔融形成的(Defantetal., 2002)，因此，位于板塊俯沖帶來源于洋殼玄武巖的部分熔融形成的埃達(dá)克巖必然是Cu、Au等元素最有利的成礦載體。這是因?yàn)檠髿ば鋷r中具有高的Cu、Au豐度，同時(shí)亦有來自海水蝕變作用的H2O和Cl，無疑均為成礦作用提供了前提。但是這種基于洋殼玄武巖部分熔融研究的成果，很難解釋由下地殼深熔作用而形成的花崗巖及礦床(張旗等，2009a, b)，因?yàn)橄碌貧と廴诘陌＿_(dá)克巖與地幔很少有關(guān)聯(lián)，我國大多數(shù)金銅礦床與C型埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖關(guān)系密切，說明金和銅主要來源于幔源玄武巖的源區(qū)(張旗等，2009b)。

國內(nèi)外的研究表明，下地殼玄武巖熔融的埃達(dá)克巖與金銅成礦作用有明顯的關(guān)系，這是因?yàn)榘＿_(dá)克巖不同于其它花崗巖的最大特征是其形成的深度大、溫度高、氧逸度高和黏性低，而金銅可能只有在高氧逸度和很大壓力下才能被流體萃取出來。喜馬拉雅型花崗巖大多與金有關(guān)，銅較少，因?yàn)殂~的萃取要求壓力更高(一般大于1.0GPa)，暗示銅比金萃取的條件更為苛刻(張旗等，2009b)。張旗等(2008)認(rèn)為，在低壓下(<1.0GPa或更低)和低氧逸度下，鎢錫被激活，溶解于流體中匯聚成礦液，而金銅則可能由于壓力不足而被鎖住，未被激活。因此，鎢錫與形成壓力低于喜馬拉雅型的南嶺型花崗巖伴生；當(dāng)壓力增加(>1.0GPa)，氧逸度增加，金被激活，鎢錫被鎖住，銅可能還未到被激活條件，因此，喜馬拉雅型花崗巖主要與金礦床相伴生。

西秦嶺埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖廣泛發(fā)育，說明兩個(gè)問題，一是在三疊紀(jì)時(shí)期地殼厚度大，可能屬于揚(yáng)子與華北對(duì)接的碰撞造山帶；二是巖漿活動(dòng)頻繁說明碰撞時(shí)地幔處于高度活動(dòng)狀態(tài)，地?；顒?dòng)有利于成礦，而地殼加厚有利于形成金銅礦床(張旗等，2009b；殷勇和殷先明，2009)。因此，埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖的確定是金銅找礦的前提，在西秦嶺北部開展地地找礦工作，最簡便的方法是圍繞埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖找礦。要將找礦范圍擴(kuò)大至由同時(shí)期埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖圈定的全部范圍內(nèi)，因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)出現(xiàn)的金銅礦床，如果時(shí)代與埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖大體相當(dāng)，可能都來源于加厚的下地殼玄武巖的部分熔融(張旗等，2008)。因此在西秦嶺北段，應(yīng)重點(diǎn)圍繞埃達(dá)克巖和喜馬拉雅型花崗巖開展地質(zhì)找礦工作，前者注意金銅礦床的尋找，后者注意金礦床的尋找，當(dāng)然同時(shí)注意巖漿上升過程中疊加的萃取地殼元素鎢錫的成礦作用。在成礦類型注意斑巖型、矽卡巖型和淺成低溫?zé)嵋旱V床的聯(lián)合找礦。例如，在巖體內(nèi)部可以找斑巖型礦床，在接觸帶找矽卡巖型礦床、蝕變巖型礦床，在遠(yuǎn)景接觸帶的地方可能有卡林型-類卡林型金礦床等。

致謝花崗巖主量和微量元素分析得到中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心測(cè)試中心唐南安研究的協(xié)助；LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡測(cè)定和鋯石CL照相得到西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室柳小明研究員、第五春榮博士協(xié)助；本文初稿承蒙王宗起研究員和閆臻研究員審閱并提出寶貴意見；在此一并表示感謝。

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