(三)三岔偏桥沟斜长花岗岩年龄及与火山岩的关系

2025-04-05 08:09:18
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1.斜长花岗岩产状和元素地球化学特征

斜长花岗岩呈小岩体侵位于偏桥沟变质安山质火山岩中。岩石灰白色,斑状结构,斑晶以斜长石为主,少量石英;基质也以斜长石为主,石英次之,并有鳞片状绿泥石存在。岩石主、微量元素组成列于表3-5-5。样品主、微量元素组成与玻安岩有某些类似性(张旗、周国庆,2001),但是缺少相应矿物学组成,其中未见辉石斑晶。岩石 SiO2、MgO含量高,变化大,TiO2、CaO低。具有轻稀土相对重稀土富集稀土分布模式,La为球粒陨石25.0倍左右,Yb为球粒陨石3.6倍,(La/Yb)N≈6.8,具有弱负Eu异常。斜长花岗岩稀土模式形态与该地变质安山质火山岩类似(图3-5-7)。相对N-MORB微量元素分布模式,低价大离子不相容微量元素相对高场强不相容微量元素富集,具有大的Nb负异常,分布模式形态与变质安山质火山岩亦相似,仅含量偏低(图3-5-8)。NbY、Th-La、Zr-Hf、Nd-Sm、Ba-K、Yb-Lu与变质安山质火山岩呈明显地球化学亲缘性(图3-5-9)。上述微量元素组成特征表明,斜长花岗岩和变质安山质火山岩可能是同一源区部分熔融岩浆活动产物。主元素MgO含量高而多变可能与超镁铁质橄榄岩的污染有关。

表3-5-5 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩主、微量元素组成(wB

续表

图3-5-7 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩稀土分布模式

Q94110为斜长花岗岩样品。变质火山岩样品据表3-5-1中5个变质安山质火山岩样品稀土含量平均值绘制。斜长花岗岩与变质火山岩具有类似稀土分布模式

2.斜长花岗岩年龄测定结果和同位素地球化学特征

(1)Sm-Nd年龄同位素分析结果和Nd同位素地球化学特征

对采自略阳三岔偏桥沟的2个斜长花岗岩样品进行了Sm-Nd年龄同位素分析,结果列于表3-5-6。斜长花岗岩样品和三岔偏桥沟变质安山质火山岩样品同处于一条SmNd等时线上(图3-5-10),由两个斜长花岗岩样品和12个变质安山质火山岩样品同位素分析结果计算的等时年龄值为873±61(2σ)Ma,INd=0.511 975±57(2σ),MSWD=0.56(样品Q94122和Q98229偏离等时线,未参与年龄计算)。年龄值和INd值与单独用变质安山质火山岩样品计算的等时年龄值和INd值差不多完全相同(图3-5-5,图3-510)。Nd模式年龄也和变质安山质火山岩值在误差范围内一致,斜长花岗岩样品Nd模式年龄tDM为1103±1(σ)Ma,变质安山质火山岩样品为1158±30(σ)Ma。

图3-5-8 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩N-MORB标准化微量元素分布模式

Q94110为斜长花岗岩样品。变质火山岩据表3-5-1中5个变质安山质火山岩样品微量元素含量平均值绘制。斜长花岗岩和变质火山岩具有类似微量元素分布模式

图3-5-9 陕西省略阳县三岔偏桥沟变质安山质火山岩和侵入其中斜长花岗岩Nb-Y、Th-La、Zr-Hf、Nd-Sm、Ba-K、Yb-Lu关系图

为变质安山质火山岩样品;

为斜长花岗岩样品。斜长花岗岩和变质安山质火山岩具有类似地球化学特征。图据表3-5-1和表3-5-5绘制

表3-5-6 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩Sm-Nd年龄同位素分析结果

图3-5-10 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩143Nd/144Nd—147Sm/144Nd图

斜长花岗岩样品位于变质安山质火山岩Sm-Nd等时线上。●为变质安山质火山岩样品;〇为斜长花岗岩样品

(2)Rb-Sr年龄同位素分析结果和Sr同位素地球化学特征

同Sm-Nd年龄分析样品,两个采自三岔偏桥沟的斜长花岗岩样品被分析,结果列于表3-5-7。样品Rb含量低,Sr含量高,87Rb/86Sr比值低于0.25387,87Sr/86Sr比值低于0.705452,表现出与变质安山质火山岩样品同样的分散性(图3-5-11)。斜长花岗岩样品和变质安山质火山岩样品大致沿t=652Ma,ISr=0.7048等时线分布。

表3-5-7 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩Rb-Sr年龄同位素分析结果

(3)锆英石U-Pb年龄

斜长花岗岩锆英石U-Pb年龄同位素分析结果列于表3-5-7,锆英石有无色、玫瑰色和黄色3种,无色、玫瑰色为透明柱状,自形,显岩浆锆英石特征,黄色锆英石浑圆形,表面有磨痕,显碎屑锆英石特征(李曙光等,2003)。所有锆英石样品表面年龄均呈现t(207Pb/206Pb)>t(207Pb/235U)>t(206Pb/238U)特征(表3-5-8),这表明,锆英石形成后遭受过强烈地质作用,Pb发生过丢失。由无色和玫瑰色透明柱状锆英石拟合,不一致线上交点年龄为913±20Ma,下交点年龄为302±49Ma,MSWD=2.1(图3-5-12)。若仅由无色透明柱状锆英石计算,上交点年龄t=916±44Ma,下交点年龄307±91Ma,MSWD=2.6。两种计算年龄结果在误差范围内一致。黄色锆英石明显是岩浆捕获老地壳岩石锆英石,207Pb/206Pb年龄1566±12Ma,比岩石中其他类型锆英石相应年龄值高得多。李曙光等(2003)认为,下交点年龄指示斜长花岗岩形成时间。这个解释与已获得的地球化学资料和其他年代学资料不符(见本节前面叙述)。斜长花岗岩可能形成于913Ma左右。302Ma是岩石形成后遭受区域地质作用,锆英石Pb发生丢失时间。

图3-5-11 陕西省略阳县三岔偏桥斜长花岗岩87Sr/86Sr—87Rb/86Sr图

斜长花岗岩与变质安山质火山岩表现出类似分散性。〇为斜长花岗岩样品;●为变质安山质火山岩样品

表3-5-8 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩锆英石U-Pb年龄同位素分析结果

图3-5-12 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩锆英石U-Pb年龄

(4)锆英石逐层蒸发法207Pb/206Pb年龄

锆英石由三岔偏桥沟侵入变质安山质火山岩的斜长花岗岩样品Q94110分选。锆英石为玫瑰色,柱状,双锥发育,晶棱有融蚀现象,无裂纹,长宽比2:1至2.5:1。其形态显示岩浆锆英石特征。两粒锆英石逐层蒸发法Pb同位素分析结果列于表5-3-9。207Pb/206 Pb年龄分别为926±10Ma和960±26Ma。No.2锆英石普通Pb含量相对较高,年龄的不确定性大。No.1锆英石年龄比较可信,年龄926±10Ma。其值与上述锆英石U-Pb年龄值913±20Ma在误差范围内一致。

表3-5-9 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩锆英石逐层蒸发法207Pb/206Pb年龄同位素分析结果

(5)斜长花岗岩斜长石40Ar/39Ar坪年龄

40Ar/39Ar年龄测定样品为斜长石,由斜长花岗岩样品Q98228分选。分析结果列于表3-5-10。斜长花岗岩中斜长石Ar同位素系统遭受过强烈热扰动,由低温至高温,年龄递增(图3-5-13)。1100~1300℃3个坪年龄加权平均值为352.3±4.5Ma。250.8±2.8Ma可能存在另一次热事件。在两次热事件之后岩体存在快速抬升过程。

表3-5-10 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩斜长石40Ar/39Ar阶段升温年龄测定结果

续表

注:表中F*为放射成因40Ar/39Ar之比。样品Q98228斜长石,J=0.014168。

图3-5-13 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩斜长石40Ar/39Ar坪年龄谱

(6)Pb同位素地球化学特征

三岔偏桥沟斜长花岗岩斜长石Pb同位素分析结果列于表3-5-11。Pb同位素组成处于变质安山质火山岩值范围内(表3-5-4),并与夹于变质安山质火山岩块中的超镁铁质岩体块Pb同位素组成相一致(表3-5-31)。

表3-5-11 陕西省略阳县三岔偏桥沟斜长花岗岩斜长石Pb同位素分析结果

上述地球化学和年代学资料表明,三岔偏桥沟变质安山质火山岩属岛弧火山岩,形成于新元古代早期,年龄873±61Ma左右。岩石形成于晚古生代的意见,这里没有得到证实。岩石Rb-Sr同位素系统、斜长花岗岩锆英石Pb同位素系统和Ar-Ar同位素系统反映,火山岩及其分异斜长花岗岩形成后,在古生代末期,大约302±49Ma,岩石遭受过强烈区域变质作用,锆英石中Pb发生丢失,Rb-Sr同位素系统被强烈扰动,斜长花岗岩中斜长石中Ar强烈丢失。250.8±2.8Ma地区岩石再次遭受热事件,三岔偏桥沟侵入变质安山质火山岩中的斜长花岗岩斜长石Ar同位素系统有明显反应。