毕业设计（论文）西秦岭碌础坝岩体的锆石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义.pdf

第8 9卷 第1 0期2015年10月 17351761Vol.89 No.10 2015Oc t.17351761地质学报 ACTA GEOLOGICA SINICA西秦岭碌础坝岩体的错石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义扬阳D,王晓置D南昌辉D,王顺安D,李金铲）摄政触吕星球4）1）中国地质科学院矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京，100037；2）长安大学地球科学与资源学院，西安，710054；3）河南省有色金属地质勘查总院，郑州，450052；4）湖南省有色地质勘查局二一四队，湖南株洲，412007内容提要：碌础坝岩体位于秦岭构造带的西段，自内向外依次由含斑电气石黑云母二长花岗岩、含斑细粒黑云 母二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩、中粗粒黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长岩组成，岩体中岩浆暗 色包体发育。LA-ICPMS钻石U-Pb定年显示，碌础坝岩体形成于早中生代，其岩浆演化可划分为中三叠世（235Ma）和晚三叠世（218209Ma）两期。早期为中粒黑云母石英闪长岩，该期岩石Si（）2含量较低，富碱，属于准铝 质、高钾钙碱性系歹h具有I型花岗岩的特征；晚期为黑云母二长花岗岩，具有高硅、富碱的特征，属于准铝质一弱过 铝质、钾玄岩一高钾钙碱性I型花岗岩。从早到晚，岩石的稀土元素总量具有由高到低的变化趋势，两期岩石的稀 土元素配分曲线均为轻稀土相对富集的右倾型，晚期黑云母二长花岗岩更亏损HREE,早期闪长岩负销异常不明 显，晚期花岗岩的负销异常较为显著。两期岩石均富集K、Rb、Ba等大离子亲石元素，而相对亏损P、Nb、Ta、Ti等 高场强元素。岩体中发育的岩浆暗色包体与寄主岩石的主要氧化物具有相关性，微量和稀土元素特征相似。岩体 中黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长岩的Nd（f）值分别为一8 0和-7.0,相应的为L 43Ga和L 40Gao 早期中粒黑云母石英闪长岩的山（/）为-4.47-0.53,集中于一3-1之间dmc主要为L 6-1.3Ga；晚期黑云母 二长花岗岩的山（八变化于一1L 641.16,集中于一7一2范围内，Gmc为L 7-1.4Ga。岩石地球化学和Nd-Hf 同位素组成特征表明，碌础坝岩体的源区物质是以中元古代壳源物质为主，有少量年轻幔源组分的参与。该岩体 与其北边的中川岩体在年代学、岩石地球化学和同位素组成上具有一定的相似性，因此，从岩浆作用角度考虑，该 岩体的外围也可能与中川岩体的一样，具有金的成矿潜力。关键词：元素地球化学；钻石U-Pb年龄；花岗岩；碌础坝岩体；西秦岭秦岭是中央造山系的重要组成部分，具有独特 而复杂的岩石圈组成和结构，在中国大陆地壳的形 成与演化中占有极为重要的地位（张国伟等，1988；刘家军等，1997；张宗清等，2006；Don g Yu n pen g et al.,2011）。它是由华北克拉通与扬子克拉通及夹 持于两者之间的秦岭微陆块长期汇聚而形成的，由 二带（商丹和勉略缝合带）三块体（华北克拉通南缘 及北秦岭、秦岭微地块、扬子克拉通北缘）组成（张国 伟等，2001；Men g Qin gren el al.,2000）。秦岭造山 带至少经历了新元古代、古生代和中生代构造岩浆 热事件和造山作用（卢欣祥，2000；王晓霞等，2011；Wan g Xiaoxia el al.,2013）,早中生代侵入岩在秦 岭地区广泛发育，特别是西秦岭。早中生代侵入岩 形成的大地构造环境复杂，成因多种多样，与其有关 的有色金属W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Sb和贵金属 Au、Ag等矿产资源十分丰富（殷先明等，2005）。前 人对这些花岗岩类进行了大量的研究，取得了丰富 的研究成果（Su n Weid on g et al.,2002；冯建忠等，2003；韩要权，2003；陈衍景等，2004；张宏飞等，2005；秦江峰等，2005；殷勇等，2006；殷勇，2011；温 志亮，2008；王婿等，2008；张成立等，2008；Qin Jian gfen g et al.,2009；陈衍景，2010；Gao Xiaofen g et al.,2011；刘树文等，2文 1；Zhu Laim in et al.,2011；王天刚等，2011；Zen g Qin tao et al.,2012,注：本文为地质调查项目（12120113090200,1212010611817）、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（K1406）及公益性行业专 项课题（2009110007-09）联合资助的成果。收稿日期：2015-07-14；改回日期：2015-09-13；责任编辑：黄敏。作者简介：杨阳，女，1988年生，博士生，矿物学、岩石学、矿床学专业。Em aiLyan gm 0926163.c om。通讯作者：柯昌辉，男，1987年生，硕士，助理研究员，矿物学、岩石学、矿床学专业。Em ail：kec han ghu ic ags 126.c omo地质学报http：/www.geojou rn al s,c n/d zxb/c h/in d ex,aspx2015 年17362014；Wan g Xiaoxia et al.,2013；骆必继，2013；徐 学义等，2014；Li Nu o et al.,2015）,为进一步开展 深入研究奠定了坚实的基础。碌础坝岩体位于西秦岭构造带，是该区被誉为“五朵金花”岩体群的成员之一（欧春生等，2010）。前人研究结果表明，碌础坝岩体是一复式岩体，形成 年龄为248.5 208.5Ma（甘肃省地质调查院，2007；欧春生等，2010；彭璇，2013；孔娟娟等，2014；Zen g Qin gtao et al.,2014）o 最新的研究资料 显示其为印支期侵入体，如孔娟娟等（2014）获得碌 础坝花岗岩的钻石年龄为218 23211 土 1.4Ma,Zen g Qin gl ao等（2014）获得粗粒黑云母花 岗岩的钻石SHRIMP年龄为217.1 士 IMa,但是碌 础坝作为一复式岩体，还出露有黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母二长花岗岩等多种岩性，这些岩性还缺 乏年龄资料，需要进一步系统厘定。另外，该岩体北 部出露的中川岩体外围分布有李坝、马泉、金山等金 矿，其中马泉、金山等金矿位于碌础坝岩体和中川岩 体之间。目前研究多认为中川岩体与这些金矿具有 密切关系，那么碌础坝岩体是否与中川岩体一样也 与成矿密切相关，这些都是人们较为关注的问题。为此，本文利用LATCPMS错石U-Pb定年、元素 地球化学及Nd-Hf同位素研究，结合前人资料系统 厘定碌础坝岩体的成岩时代和确定其地球化学演化 特征，探讨岩石成因和岩浆演化。同时，与中川岩体 进行对比，为系统总结“五朵金花”岩体群的成因演 化及其与金矿的成矿作用提供岩石学方面的依据。1区域地质背景秦岭造山带以宝成铁路一线为界分为东西两 段，西秦岭造山带北以唐藏-武山T临夏-贵德断裂带 为界，南以勉略缝合带为界，与巴颜喀拉-松潘造山 带和碧口地块相邻，亦为中央造山带的重要组成部 分（冯益民等，2003；秦江峰，2010；徐学义等，2014）.该区由基底和盖层两部分组成，其中基底岩石为前 寒武纪，如新太古界和兀古宙（冯益民等，2003）。盖 层为显生宙沉积地层，从奥陶纪至新近纪均有记录，且以泥盆纪、石炭纪、二叠纪和三叠纪沉积地层为主（冯益民等，2002；骆必继，2013）。秦岭构造带早中生代花岗质岩浆活动十分强 烈，主要分布在商州以西的秦岭地区（张成立等，2008；Wan g Xiaoxia et al.,2013）（图 1）。北秦岭构 造带中，以宝鸡岩体群构成的不规则大岩基为代表，侵入于前奥陶系古老变质岩系中。南秦岭构造带 中，以东江口（高桥街、东江口、柞水、曹坪和沙河湾 岩体）、五龙（西坝、华阳、五龙、老城、西岔河和胭脂 坝岩体）、光头山（迷坝、新院、姜家坪、张家坝、光头 山和留坝岩体）及“五朵金花”（中川、碌础坝、闾井、教场坝和柏家庄岩体）四个岩体群最为特征，它们多 呈无变形的不规则椭圆形出露于古生代浅变质地层 中；此外，该区域内还发育有美武、温泉、糜署岭等大 岩基，它们多为独立的岩基呈近椭圆形侵入于古生 代浅变质岩系中。这些早中生代花岗岩体的岩石类 型主要为花岗闪长岩、二长花岗岩，其次有少量的铁 铁质岩石、石英闪长岩、黑云母花岗岩和斑状钾长石 花岗岩等，且在这些花岗质岩体中发育有大量的岩 浆暗色包体（冯益民等，2002；张宏飞等，2005；骆必 继，2013）。另外，在沿商丹缝合带出露的东江口和 宝鸡两大岩体群中，识别出具环斑结构的环斑花岗 岩体（卢欣祥等，1996；王晓霞等，2002；弓虎军等，2009；Wan g Xiaoxia et al.,2011）o2岩相学碌础坝岩体（图2）位于甘肃省陇南市宕昌县和 礼县交界的碌础坝东部地区，出露面积约 170.8km2,主要呈一不规则岩基状侵入于泥盆系及 石炭系灰岩、砂板岩地层中，岩体与围岩接触带普遍 发生了不同程度的热接触变质作用，以角岩化和大 理岩化为主，宽约5001000m（欧春生等，2010；彭 璇，2013）。在平面上，岩体中不同岩性大致呈环带状分布，由内向外依次为含斑电气石黑云二长花岗岩、含斑 细粒黑云母二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩、中粗粒黑云母二长花岗岩和中粒黑云母石英闪长 岩，各侵入体之间均呈脉动接触关系（彭璇，2013）。对碌础坝岩体李坡村一焦家山路线（A-A）、安家黑 沟一榜罗镇路线（B-B）及康河村一菜地村路线（C-C）3条路线剖面（图2、图3）的研究表明，中粒黑云 母石英闪长岩（图4a）分布在岩体最外围，与泥盆系 粉砂岩呈侵入接触，岩石中含少量岩浆暗色包体，多 呈近椭圆状（图4b）,在岩体边界可见围岩捕掳体（图4c）,岩性以板岩、千枚岩为主，千枚理发育，出 露宽约50c m,局部见花岗斑岩脉及闪长为岩脉侵 入，脉宽约1.52m（图4d）；似斑状黑云母二长花 岗岩（图4e）为该岩体的主体岩性，在岩体中大面积 分布，其中发育岩浆暗色包体，包体的岩性以黑云母 石英闪长岩为主，呈灰绿色，大小不等，多为似椭圆 状或不规则状，与寄主岩石的界限比较清晰（图第10期杨阳等：西秦岭碌础坝岩体的钻石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义173710510734N333235N103109I l()uF图1 西秦岭造山带花岗岩分布(底图据Wan g Xiaoxia et al.,2013；Li Nu o et al.,2015)Fig 1 Distribu tion of the gran itoid s in West Qin l in g(m od ified after Wan g Xiaoxia et al.,2013;Li Nu o et al.,2015)(a)秦岭造山带构造格架；(b)西秦岭早中生代花岗岩分布(a)The tec ton ic sketc h m ap of Qin l in g Orogen；(b)d istribu tion of the gran itoid s,with em phasis on the Earl y Mesozoic gran itoid s in West Qin l in g4f）,有时可见细粒化边；中粗粒黑云母二长花岗岩 分布面积略小，与似斑状黑云母二长花岗岩相间分 布，岩石中可见较少量岩浆暗色包体（图4g）；含斑 细粒黑云母二长花岗岩多呈脉状侵入中粒黑云母石 英闪长岩中（图4h）；含斑电气石黑云母二长花岗岩 主要分布在岩体中心，其中电气石呈矿物集合体存 在于钾长石斑晶之中（图4i）。中粒黑云母石英闪长岩：暗灰色，块状构造，半 自形粒状结构，主要由斜长石、钾长石、黑云母、角闪 石及少量石英组成（图5a）。斜长石呈半自形一自 形板状，粒径0.53m m，含量45%50%,发育聚 片双晶，偶见环带结构，其表面发生弱绢云母化；钾 长石呈半自形一他形板状，粒径0.52 5m m，含量 约10%15%；石英呈他形粒状，粒径0.53m m,含量约10%15%,可见波状消光；黑云母多为褐 色一绿色，多色性明显，半自形片状，粒径0.3 m mX 1 m m 0.8 m m X 3 m m,含量 15%20%,局部 绿泥石化；角闪石呈短柱状，粒径0.1L 5m m，含 量约5%。副矿物为磷灰石、钻石、楣石、磁铁矿等。中粗粒黑云母二长花岗岩：灰白色，块状构造，等粒结构，主要矿物组成为钾长石、斜长石、石英及 黑云母。其中钾长石呈半自形一自形板状，粒度2 6m m,少量可达8m m，含量约35%40%,可见 卡氏双晶；斜长石呈半自形一自形板状，粒度多在2 6m m，含量为30%35%,发育聚片双晶，可见环 带状构造（图5b）,表面发生绢云母化；石英多呈他 形粒状，粒度24m m，含量约20%25%；黑云母 呈半自形片状，含量约10%,多发生绿泥石化（图 5c）o副矿物有磷灰石、钻石、楣石、磁铁矿等。似斑状黑云母二长花岗岩：灰白色，块状构造，似斑状结构，斑晶主要为钾长石，含量约10%,粒度 8 m m XIO m m 10 m m X12 m m0基质矿物有钾长地质学报http：/www.geojou rn al s,c n/d zxb/c h/in d ex.aspx2015 年1738二 9980。寸 G-A e-g o。寸 E10500001045329D力家235J_ Ma(木文)217.1 土 IMa(Zen g.2014)34。08-46-0 2.5 5km104。5329”I05000,00H。03-22;2 32 34 5 6 7 8 9图2西秦岭碌础坝岩体地质简图(底图据彭璇，2012)Fig 2 Geol ogic al sketc h m ap of the Lu c hu ba pl u ton in West Qin l in g(m od ified from Pen g Xu an,2012)1含斑电气石黑云母二长花岗岩；2含斑细粒黑云母二长花岗岩；3一似斑状黑云母二长花岗岩；4一中粗粒黑云母二长花岗岩；5一中 粒黑云母石英闪长岩；6第四系；7-古近系；8白垩系；9石炭系；10泥盆系；11断裂；12年龄样品点；13信手剖面线1Porphyritic-bearin g tou rm al in e biotil e m on zogran ites；2porphyritic-bearin g an d fin e-grain ed biotite m on zogran ites；3porphyritic biotite m on zogran ites;4 m id-c oarse-grain ed biotite m on zogran ites；5m ed iu m-grain ed biotite qu artz d iorites；6Qu atern ary；7 Pal eogen e；8-Cretac eou s；9-Carbon iferou s；10-Devon ian；11fau l ts；12poin t of age sam pl es；13-sec tion l in e石、斜长石、石英和黑云母（图5d）。其中钾长石，呈 半自形一他形板状，粒度0.52m m，含量约25%30%,可见卡氏双晶，局部可见其包含黑云母的现象（图5e）；斜长石呈半自形一自形板状，粒度多在0.5 1.5m m，含量为30%35%,发育聚片双晶，表面 发生绢云母化；石英多呈他形粒状，粒度0.3 1m m,含量约20%25%；黑云母呈半自形片状，含 量10%15%,发生绿泥石化。副矿物有磷灰石、钻石、楣石、磁铁矿等。含斑细粒黑云母二长花岗岩：灰白色，块状构 造，等粒结构。岩石中含少量钾长石斑晶，含量不足 5%。矿物组成为钾长石、斜长石、石英和少量黑云 母（图5f）。钾长石呈半自形一他形板状，粒径介于 0.21.5m m之间，含量35%40%；斜长石呈半 自形一他形板状，粒径介于0.22m m，含量30%35%,表面浑浊，多发生弱绢云母化、泥化；石英呈他 形粒状，粒径多在0.21m m,含量20%25%；黑 云母多呈半自形片状，含量5%左右，发育绿泥石 化。副矿物有磷灰石、楣石、错石等。含斑电气石黑云母二长花岗岩：灰白色，块状构 造，花岗结构，等粒结构。主要由钾长石、斜长石、石 英及少量黑云母、电气石组成。钾长石呈半自形一 他形板状，有少量呈斑晶分布（5%士），粒度多为 0.52m m，含量35%40%,具卡氏双晶；斜长石 呈半自形一他形板状，粒度0.52m m，含量30%35%,表面浑浊，发生绢云母化、泥化；石英，他形粒 状，粒度0.21m m,含量20%25%；黑云母呈半 自形片状，含量5%（土兀电气石，多呈矿物集合体 与钾长石斑晶共生，含量小于5%,多呈柱状（图 5g）o副矿物有磷灰石、楣石、钻石和磁铁矿等。第10期杨阳等：西秦岭碌础坝岩体的钻石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义1739(a)1600-3 17人高程(m)1650-起点坐标：34 03 8.3 104 59 28.4 ILCB01I终点坐标：34 03 51.9104 58 38.2-1850200m-1800-1750Q+Q+Q+、+0+夕+/+*1550-粗粒黑云卅二馋花岗岩c oarse-grain ed biotite m on zogran ites似斑状黑云母二长花岗岩-porphyritic biotite m on zogran ites&+叶0+Q；(b)起点坐标：34 03 12.5 104 55 47.40m高程(m)ILC；B04lILC：BO6|2300-2200-ILC.B08IIICB09I2100-EEE3143人ILC.B05I、+、+Q+0似斑状黑云母.长花岗岩终点坐标：34 Or 52.3 104 56 59.5M含斑细粒黑云母二长花岗岩,J porphyritic-bearin g an d fin e-grain ed biotite m on zogran ites、+&+一“一Q+、+Q+、+-一 一 一 一 一 0+叶、+书第四系,：j Qu atern ary1 方 1：porphyritic biotite m on zogran ites-1900-1800+一(C)起点坐标：34 07 16.2105 00 09.3500m0图3西秦岭碌础坝岩体的信手剖面图(剖面位置见图2)Fig 3 Geol ogic al sec tion of the Lu c hu ba pl u ton in West Qin l in g(the profil e position is shown in Fig,2)(a)一碌础坝岩体李坡村一焦家山路线(LC&01 LC&03)信手剖面图；(b)一碌础坝岩体安家黑沟一榜罗镇路线(LCB04LC&10)信手剖面 图；(c)-碌础坝岩体康河村菜地村路线(LCB41LC&15)信手剖面(a)-The geol ogic al sec tion of the rou te from Lipo vil l age to Jiaojiashan(LCB-01 to LCB-03)of the Lu c hu ba pl u ton；(b)-the geol ogic al sec tion of the rou te from An jiayaogou to Ban gl u o town(LCB-04 to LCB-10)of the Lu c hu ba pl u ton；(c)-the geol ogic al sec tion of the rou te from Kan ghe vil l age to Caid i vil l age(LCB-11 to LCB-15)of the Lu c hu ba pl u ton地质学报http：/www.geojou rn al s,c n/d zxb/c h/in d ex.aspx2015 年1740图4西秦岭碌础坝岩体的野外地质特征Fig,4 Geol ogic al fiel d c harac teristic s of the Lu c hu ba pl u ton in West Qin l in g(a)中粒黑云母石英闪长岩露头；(b)中粒黑云母石英闪长岩中发育的岩浆暗色包体；(c)中粒黑云母石英闪长岩中的围岩捕虏体；(d)中粒黑云母石英闪长岩中的花岗斑岩脉；(e)一似斑状黑云母二长花岗岩露头；(力一似斑状黑云母二长花岗岩中发育的岩浆暗色包 体；(g)一中粗粒黑云母二长花岗岩中发育的岩浆暗色包体；(h)中粒黑云母石英闪长岩中的含斑细粒花岗岩脉；(i)含斑电气石黑云母 二长花岗岩露头，其中电气石多呈矿物集合体存在于钾长石斑晶之中(a)Ou tc rops of m ed iu m-grain ed biotite qu artz d iorites；(b)-m ed iu m-grain ed biotite qu artz d iorites with m afic en c l aves；(c)-m ed iu mgrain ed biotite qu artz d iorites with xen ol iths；(d)m ed iu m-grain ed biotite qu artz d iorites with gran ite porphyry vein s；(e)ou tc rops of porphyritic biotite m on zogran ites；(f)porphyritic biotite m on zogran ites with m afic en c l aves；(g)-m id-c oarse-grain ed biotite m on zogran ites with m afic en c l aves；(h)m ed iu m-grain ed biotite qu artz d iorites in vad ed by porphyril ic-bc arin g an d fin e-grain ed biotite m on zogran ites；(i)-ou tc rops of porphyritic bearin g tou rm al in e biotite m on zogran ites,an d the tou rm al in e m ain l y shown m in eral aggregates exists in K-fel d spar phen oc ryst黑云母石英闪长岩（岩浆暗色包体）：呈半自形 粒状结构，主要有斜长石、钾长石、黑云母、角闪石及 少量石英组成。斜长石呈半自形一他形板状，少量（2%）呈斑晶分布，发育聚片双晶（图5h）,局部表 面发生弱绢云母化，粒径Q 1 1 m m,含量45%50%；钾长石早半自形一他形板状，粒径0.1 1m m,含量10%15%；石英呈他形粒状，粒径0.1 0.3m m，含量5%10%；黑云母多呈半自形片 状，发生绿泥石化，粒径0.30.6m m，含量15%20%；角闪石呈半自形一他形粒状，解理发育（图 5i）,粒径0.l 0.5m m，含量5%（）。副矿物有错 石、磷灰石和磁铁矿等。3样品采集及分析方法3.1样品本文针对岩体中3种主要岩性进行了 LA-ICPMS错石U-Pb定年：含斑细粒黑云母二长花 岗岩（LC&04/1B）,样品采自甘肃省礼县黄家河村，采样点的地理坐标为N 34 0312 5”,E 104 55 47.4；含斑电气石黑云母二长花岗岩（LC&08/1B）,样品采自甘肃省礼县黄家河村，地理坐标为N 3402/17.0”,E 10456z25.2；中粒黑云母石英闪 长岩（LCB43/1B）,样品采自甘肃省礼县康河村，地 理坐标为 N 340633.5”,E 1050056.5（图 2）。此 外还有15件新鲜岩石样品分别沿3条路线剖面采 自碌础坝岩体的不同位置，用于元素地球化学分析。3.2 LA-ICPMS错石U-Pb测年方法3件样品的钻石U-Pb同位素组成分析在西北 大学大陆动力学国家重点实验室的四级杆ICP-MSEl an 6100DRC进行。激光剥蚀系统为德国 Lam d aPhvsik公司 生产的Geol as 200M 深紫外第10期杨阳等：西秦岭碌础坝岩体的钻石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义1741图5西秦岭碌础坝岩体的岩相学特征Fig,5 Petrography of the Lu c hu ba pl u ton in West Qin l in g(a)中粒黑云母石英闪长岩显微矿物组成(+)；(b)一中粗粒黑云母二长花岗岩中的斜长石环带(+)；(c)一中粗粒黑云母二长花岗岩中 的黑云母绿泥石化(一)；(d)一似斑状黑云母二长花岗岩显微矿物组成(+)；(e)一似斑状黑云母二长花岗岩中的钾长石包含结构(+)；(f)含斑细粒黑云母二长花岗岩的显微矿物组成(+);(gA含斑电气石黑云母二长花岗岩中的柱状电气石(+);(h)岩浆暗色包体(黑云母石英闪长岩)中的斜长石斑晶(+);一岩浆暗色包体(黑云母石英闪长岩)中的角闪石，解理发育(一)。矿物符号：Kfs一钾长石，P1斜长石，Bt黑云母，Q 石英,Hbl一角闪石,Ap一磷灰石-Tu r电气石(a)Mic ro m in eral c om position of m ed iu m-grain ed biotite qu artz d iorites(+)；(b)-osc il l atory zon in g of pl agioc l ase of m id-c oarse-grain ed biotite m on zogran ites(+)；(c)biotite c hl oritization of m id-c oarse-grain ed biotite m on zogran ites()；(d)m ic ro m in eral c om position of porphyritic biotite m on zogran ites(+)；(e)poikil itic textu re of K-fel d spar of porphyritic biotite m on zogran ites(+)；(f)m ic ro m in eral c om position of porphyritic bearin g an d fin e-grain ed biotite m on zogran ites(+);(g)c ol u m n ar tou rm al in e of porphyritic-bearin g tou rm al in e biotite m on zogran ites(+)；(h)pl agioc l ase phen oc ryst of m afic en c l aves(biotite qu artz d iorites)(+)；(i)horn bl en d e of m afic en c l aves(biotite qu artz d iorites),with horn bl en d e-type c l eavage(l).Sym bol s for m in eral s：KfsK-fc l d spar,PI-pl agioc l ase；Bt一biotite；Q qu artz；Hbl horn bl en d e；Ap apatite；Tu rtou rm al in e(DUV)193n m ArF准分子(exc im er)系统，该系统相 对常规的266n m或213n m ND：YAG剥蚀系统具 有较小的元素分储效应。分析所采用的激光束直径 为30m m，剥蚀深度为2040m。实验中采用He 作为剥蚀物质的载气，用美国国家标准技术研究院 研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质 NIST610进行仪器最佳化调试，采样方式为单点剥 蚀，每完成45个待测样品测定，插入测标样一次。在所测错石样品15 20个点前后各测2次 NIST610.钻石年龄采用标准钻石91500作为外部 标准物质，元素含量采用NIST610作为外标。测试 结果通过Gl itter软件计算得出，获得的数据采用 An d ersen(2002)的方法进行同位素比值的校正，并 采用Isopl ot 4 00进行最终的年龄计算和图表的绘 制，分析点的同位素比值和同位素年龄的不确定度 为l o,加权平均年龄的不确定度按95%的置信度给 出，详细分析参见文献(Yu an Hon gl in et al.,2004)o3.3元素地球化学分析主量元素、微量元素测试分析在加拿大温哥华 Ac m e分析实验室进行，除了 Fez。3之外，分别由电 感耦合等离子光谱分析(ICP-AES)和电感耦合等离 地质学报http：/www.geojou rn al s,c n/d zxb/c h/in d ex.aspx2015 年1742子质谱仪（ICP-MS）完成。主量元素测试先把粉末 样品在石墨珀烟中与助熔剂UBO2/U2B4O7混合,放在马弗炉中熔化后用硝酸稀释溶解，然后选取 0.2g进行ICP-MS分析，烧失量在1000时测定。微量元素分析包括两部分，稀土元素和难溶元素的 测定，选取粉末样品在石墨用烟中与助熔剂LiBOz/Li2BJ）7混合，放在马弗炉中熔化用硝酸稀释溶解 后，再进行ICP-MS分析。3.4 Sm-Nd、Lu-Hf同位素分析Sm-Nd元素含量以及同位素比值测定均在南 京大学现代分析中心由英国制造的VG354多接收 质谱计上完成。实验对美国La Jol l a Nd同位素标 准样中M3Nd/M4Nd的测定值为0.5118636（2O,n=8）,标准化值采用*Nd/144 Nd=0.7219校正。Nd的全流程本低为6X-g,计算Nd（/）过程中,（H3Nd/i Nc1）chur=q 512638,（l 47Sm/144Nd）cHUR=0.1967O样品-Sm/Nd和Nd/川Nd比值误 差分别为0.2%和0.005%（王银喜等，2007）。钻石Hf同位素原位分析测试是在中国地质科 学院矿产资源研究所同位素实验室完成的，使用仪 器为Fin n igan Neptu n e型多接收等离子质谱仪，采 用Newwave UP213激光剥蚀系统，分析时激光束 斑直径为40m m，激光剥蚀时间为27s,测定是采用 错石GJ-1和TEM做外标,9Hf/m Hf比值分别为 0.282013 士 19（2o）（El hl ou et al.,2006）和 0.282680+31（2o）（Wu Fu yu an et al.,2006）o 仪 器的运行条件、详细的分析流程、数据校正方法及错 石标准参考值详见侯可军等（2007）。4钻石U-Pb测年结果4.1错石特征3件样品中的错石均呈短柱一长柱状，自形一 半自形。粒径一般长100280Hm，宽40l OO/m,长宽比1.5：12：1。钻石颗粒晶面完整，平直光 滑，少量晶面较粗糙，具蚀痕、麻点和凹凸不平的现 象。阴极发光（CL）图像（图6）显示，错石具有较明 显的震荡韵律环带，均具有岩浆钻石的特征。大量 研究表明不同成因钻石有不同的Th、U含量及 Th/U比值，岩浆钻石的Th、U含量较高、Th/U比 值较大（一般0.4）（吴元保等，2004）。碌础坝岩体 的3件样品中，含斑细粒黑云母二长花岗岩（LCb 04/1B）的错石Th、U含量分别变化于（162453）X IO、（605 I860）X IO-,Th/U 值在 0.12 0.39之间，大于0.10（表1）；含斑电气石黑云母二2；皆 2喟肾2闾-a2陶k 2谶，2用黑2蠲“r r-210i3Ma 210i3Ma(b)2073Ma(.4 33)(.4 100-m2153Ma2083Ma(-3.05)2093Ma(-4.27)2073Ma(-1-92)2l 03Ma(-4.43)图6西秦岭碌础坝岩体的钻石阴极发光图像 Fig 6 Zirc on CL im ages of the Lu c hu ba pl u tonin West Qin l in g(a)LCB-04/1B含斑细粒黑云母二长花岗岩；(b)-LCB-08/l B 含斑电气石黑云母二长花岗岩；(c)LCB-13/1B中粒黑云母石英 闪长岩注：白色圆圈代表测点位置(U-Pb定年和Hf同位素位置重合)，括 号内的数值代表HfQ)值(a)LCB-04/1B Porphyritic bearin g an d fin e-grain ed biotite m on zogran ites；(b)LCB-08/IB porphyritic-bearin g tou rm al in ebiotite m on zogran ites；(c)-LCB-13/1B m ed iu m-grain ed biotite qu artz d ioritesNote：The white c irc l e represen ts the m easu rin g poin t l oc ation g(the l oc ation of U-Pb d atin g an d Hf isotope c oin c id e),the val u e in brac ket represen ts Hf(Z)长花岗岩（LC&08/1B）的错石Th、U含量分别变化 于（152 400）X 10-6、（5082492）X 10-6,Th/U 值在0.110.32之间，大于0.10（表1）；中粒黑云 母石英闪长岩（LC&13/1B）的错石Th、U含量分别 变化于（93224）X 10-6、（186496）X 10-6,Th/U值在0.410.67之间，大于0.40（表1）。但是某 些组成特殊的岩浆中结晶的岩浆钻石具有异常的 Th/U比值，有些比值非常低，可以小于0.1,所以 仅凭钻石的Th/U比值有时并不能有效地鉴别岩 浆错石和变质钻石（Gebau er,1996；Hid aka et al.,2002；吴元保等，2004；雷玮琰等，2013）。钻石的稀 土元素组成显示，3件样品的SREE含量均较高（分 另 U 为 474 9X IO1262 3X 10-430.0X 10-6-1083X10-6、303.8义1061132X 10-6,平均值依 次为 717.4X10-694.9 X 10-630.3X10T）（表 2）,HREE富集，稀土元素球粒陨石标准化配分曲 线与岩浆错石一致（图7）,具有明显的Ce正异常和第10期杨阳等：西秦岭碌础坝岩体的钻石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义1743表1西秦岭碌础坝岩体LA-ICPMS错石U-Pb年龄测定结果Table 1 LA-ICPMS zircon U-Pb date of the Luchuba pluton in West Qinling样品 点P1)ThUTh/U同位素比值2 07 pb/2 06pb2 07 Pb/2 35 U2 06 Pb/2 38 U(XIO-6)(XIO-6)(X10-6)2町坊/2。6 Pb207 Pb/235 U206 pb/238 U(Ma,l a)(Ma,l a)(Ma,l a)LCB04/1B含斑细粒黑云母二长花岗岩1241926050.320.0538+0.00210.2494+0.00690.0336+0.0006362+842266213326637817620.210.0612+0.00300.2792+0.01120.0331+0.0006645101250921043382519740.260.04980.001