西秦岭中—晚三叠世构造属性:来自将其那梁侵入杂岩体的年代学及地球化学证据

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.125

摘要/Abstract

摘要：

西秦岭造山带印支早期的构造环境仍存在较多争论,选择西秦岭将其那梁杂岩体进行详细的年代学、岩石学及地球化学分析,以期对该科学问题进行深入探讨。将其那梁杂岩体由石英闪长岩和花岗斑岩组成,石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(240.0±1.5) Ma,形成时代为中三叠世,属于早印支期。将其那梁杂岩体具有富钾(K₂O=3.09%~3.54%)、富碱(K₂O+Na₂O=6.44%~7.20%)和过铝质(A/CNK=1.05~1.56)特征,Mg^#值(54~67)较高,属于过铝质高钾钙碱性岩类。将其那梁杂岩体石英闪长岩和花岗斑岩具有相似的微量元素及稀土元素组成,轻重稀土元素分馏明显(LREE/HREE=8.19~14.63),呈右倾特征,显示无或弱负Eu异常(δEu=0.87~1.03),具有亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素和富集Ba、Rb、Sr等大离子亲石元素的地球化学特征。岩石地球化学特征指示,将其那梁杂岩体主要源于下地壳高钾变基性岩的部分熔融,且有幔源物质参与其中。结合区域地质背景,认为将其那梁杂岩体形成于火山弧构造环境,可能与中—晚三叠世阿尼玛卿—勉略洋向北俯冲有关,反映了中—晚三叠世西秦岭地区具有活动大陆边缘的属性。

关键词: 中三叠世, 地球化学特征, 构造背景, 西秦岭, 将其那梁侵入杂岩体

Abstract:

There are still many controversies about the early Indosinian tectonic setting of the West Qinling orogenic belt. To deepen our understanding on this issue, a study of the petrology, geochronology, and geochemistry on the Jiangqinaliang intrusive complex in West Qinling were reported. The Jiangqinaliang intrusive complex is composed of quartz diorite and granite porphyry. LA-ICP-MS zircon U-Pb age of the quartz diorite is (240.0±1.5)Ma, representing the formation age is Middle Triassic, which belongs to the early Indosinian. The Jiang-qinaliang intrusion complex is characterized by high potassium (K₂O=3.09%-3.54%), rich alkali (K₂O+Na₂O=6.44%-7.20%) and peraluminous (A/CNK=1.05-1.56), as well as high Mg^# values (54-67), belonging to the high-potassium calcium-alkaline peraluminous rocks. Quartz diorite and granite porphyry have similar trace element and rare earth element composition and show that light and heavy rare earth elements clearly fractionated (LREE/HREE=8.19-14.63), with right-leaning characteristics. In addition, they exhibit no or weak negative Eu anomaly (δEu=0.87-1.03), depleted in the high-field elements, such as Nb, Ta, and Zr, and enriched in the large ion lithophile elements, such as Ba, Rb, and Sr. These characteristics indicate that the Jiangqinaliang intrusion complex is mainly derived from partial melting of high-potassium metabasic rocks in lower crust, and involved mantle materials. Combined with regional geological background, it is suggested that the Jiangqinaliang intrusion complex was formed in a volcanic arc tectonic setting and may be related to the northward subduction of the Animaqin-Mianlue ocean during the Middle-Late Triassic, showing that the West Qinling area has the attribute of an active continental margin in the Middle-Late Triassic.

Key words: Middle Triassic, geochemical characteristic, tectonic setting, West Qinling, Jiangqinaliang intrusion complex

中图分类号:

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图/表 11

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测试点	含量/10^-6			Th/U	同位素比值						年龄/Ma
测试点	Th	U	Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ
1	173	462	54	0.37	0.054 22	0.002 04	0.283 36	0.010 84	0.038 05	0.000 52	389	81	253	9	241	3
2	227	513	61	0.44	0.049 74	0.001 71	0.260 57	0.009 39	0.038 00	0.000 52	183	80	235	8	240	3
3	382	685	102	0.56	0.053 26	0.001 84	0.277 92	0.009 29	0.038 07	0.000 50	339	78	249	7	241	3
5	165	413	47	0.40	0.054 92	0.003 22	0.282 54	0.015 74	0.037 95	0.000 89	409	164	253	12	240	6
6	165	449	49	0.37	0.054 46	0.002 74	0.282 46	0.013 93	0.037 96	0.000 59	391	113	253	11	240	4
7	212	510	61	0.42	0.050 59	0.002 63	0.262 84	0.013 41	0.038 03	0.000 86	220	120	237	11	241	5
9	184	448	52	0.41	0.047 94	0.002 55	0.251 81	0.013 09	0.038 08	0.000 68	95	122	228	11	241	4
11	304	528	78	0.58	0.050 92	0.002 02	0.265 65	0.010 08	0.038 04	0.000 45	235	91	239	8	241	3
12	251	466	64	0.54	0.054 25	0.001 85	0.283 41	0.009 68	0.037 94	0.000 50	389	78	253	8	240	3
13	320	565	82	0.57	0.051 32	0.001 55	0.267 59	0.008 43	0.037 92	0.000 48	254	70	241	7	240	3
14	276	471	70	0.59	0.051 26	0.001 87	0.266 40	0.009 98	0.037 96	0.000 51	254	90	240	8	240	3
15	174	478	50	0.36	0.049 73	0.001 69	0.259 38	0.008 65	0.037 98	0.000 48	189	80	234	7	240	3
16	160	540	49	0.30	0.050 39	0.001 69	0.261 93	0.008 27	0.038 04	0.000 45	213	44	236	7	241	3
19	293	497	78	0.59	0.050 11	0.002 49	0.260 14	0.012 82	0.037 99	0.000 59	198	121	235	10	240	4
20	202	505	59	0.40	0.052 91	0.002 49	0.280 49	0.014 22	0.037 98	0.000 86	324	107	251	11	240	5
21	216	393	54	0.55	0.050 78	0.003 05	0.263 98	0.016 28	0.037 96	0.000 76	232	139	238	13	240	5
22	190	380	52	0.50	0.049 63	0.002 43	0.260 32	0.013 82	0.037 94	0.000 81	176	113	235	11	240	5
23	144	327	40	0.44	0.055 88	0.002 85	0.289 83	0.013 92	0.037 96	0.000 66	456	118	258	11	240	4
24	249	650	70	0.38	0.049 90	0.001 68	0.261 70	0.008 93	0.037 97	0.000 53	191	112	236	7	240	3
25	161	575	49	0.28	0.052 37	0.002 76	0.272 43	0.013 36	0.037 96	0.000 81	302	120	245	11	240	5
26	90	242	27	0.37	0.051 43	0.003 48	0.260 82	0.015 28	0.037 92	0.000 87	261	156	235	12	240	5
27	197	366	50	0.54	0.052 16	0.002 87	0.269 31	0.014 15	0.037 94	0.000 67	300	126	242	11	240	4
28	246	485	66	0.51	0.054 82	0.002 11	0.289 38	0.012 58	0.038 01	0.000 79	406	85	258	10	240	5
30	129	366	39	0.35	0.051 71	0.002 52	0.270 71	0.014 12	0.037 97	0.000 69	272	111	243	11	240	4

测试点	含量/10^-6			Th/U	同位素比值						年龄/Ma
测试点	Th	U	Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ
1	173	462	54	0.37	0.054 22	0.002 04	0.283 36	0.010 84	0.038 05	0.000 52	389	81	253	9	241	3
2	227	513	61	0.44	0.049 74	0.001 71	0.260 57	0.009 39	0.038 00	0.000 52	183	80	235	8	240	3
3	382	685	102	0.56	0.053 26	0.001 84	0.277 92	0.009 29	0.038 07	0.000 50	339	78	249	7	241	3
5	165	413	47	0.40	0.054 92	0.003 22	0.282 54	0.015 74	0.037 95	0.000 89	409	164	253	12	240	6
6	165	449	49	0.37	0.054 46	0.002 74	0.282 46	0.013 93	0.037 96	0.000 59	391	113	253	11	240	4
7	212	510	61	0.42	0.050 59	0.002 63	0.262 84	0.013 41	0.038 03	0.000 86	220	120	237	11	241	5
9	184	448	52	0.41	0.047 94	0.002 55	0.251 81	0.013 09	0.038 08	0.000 68	95	122	228	11	241	4
11	304	528	78	0.58	0.050 92	0.002 02	0.265 65	0.010 08	0.038 04	0.000 45	235	91	239	8	241	3
12	251	466	64	0.54	0.054 25	0.001 85	0.283 41	0.009 68	0.037 94	0.000 50	389	78	253	8	240	3
13	320	565	82	0.57	0.051 32	0.001 55	0.267 59	0.008 43	0.037 92	0.000 48	254	70	241	7	240	3
14	276	471	70	0.59	0.051 26	0.001 87	0.266 40	0.009 98	0.037 96	0.000 51	254	90	240	8	240	3
15	174	478	50	0.36	0.049 73	0.001 69	0.259 38	0.008 65	0.037 98	0.000 48	189	80	234	7	240	3
16	160	540	49	0.30	0.050 39	0.001 69	0.261 93	0.008 27	0.038 04	0.000 45	213	44	236	7	241	3
19	293	497	78	0.59	0.050 11	0.002 49	0.260 14	0.012 82	0.037 99	0.000 59	198	121	235	10	240	4
20	202	505	59	0.40	0.052 91	0.002 49	0.280 49	0.014 22	0.037 98	0.000 86	324	107	251	11	240	5
21	216	393	54	0.55	0.050 78	0.003 05	0.263 98	0.016 28	0.037 96	0.000 76	232	139	238	13	240	5
22	190	380	52	0.50	0.049 63	0.002 43	0.260 32	0.013 82	0.037 94	0.000 81	176	113	235	11	240	5
23	144	327	40	0.44	0.055 88	0.002 85	0.289 83	0.013 92	0.037 96	0.000 66	456	118	258	11	240	4
24	249	650	70	0.38	0.049 90	0.001 68	0.261 70	0.008 93	0.037 97	0.000 53	191	112	236	7	240	3
25	161	575	49	0.28	0.052 37	0.002 76	0.272 43	0.013 36	0.037 96	0.000 81	302	120	245	11	240	5
26	90	242	27	0.37	0.051 43	0.003 48	0.260 82	0.015 28	0.037 92	0.000 87	261	156	235	12	240	5
27	197	366	50	0.54	0.052 16	0.002 87	0.269 31	0.014 15	0.037 94	0.000 67	300	126	242	11	240	4
28	246	485	66	0.51	0.054 82	0.002 11	0.289 38	0.012 58	0.038 01	0.000 79	406	85	258	10	240	5
30	129	366	39	0.35	0.051 71	0.002 52	0.270 71	0.014 12	0.037 97	0.000 69	272	111	243	11	240	4

样号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	烧失量	总量	A/CNK	Mg^#	σ	A/NK
PM104-1	59.39	0.53	18.30	4.09	3.43	0.05	3.83	4.46	3.61	3.09	0.11	2.40	103.29	1.05	67	2.74	1.97
PM104-2	68.35	0.36	16.84	2.76	1.94	0.04	1.26	1.26	3.66	3.54	0.09	1.71	101.81	1.39	54	2.04	1.71
PM104-3	61.28	0.51	18.11	4.21	3.43	0.07	3.32	4.67	3.30	3.14	0.10	1.19	103.33	1.05	64	2.27	2.05
PM104-4	63.93	0.42	18.71	3.04	2.47	0.05	2.26	3.63	3.50	3.53	0.10	0.74	102.38	1.16	62	2.37	1.95
PM104-5	59.42	0.40	23.66	2.84	2.33	0.04	2.45	3.34	3.31	3.35	0.10	1.01	102.25	1.56	65	2.70	2.61
样号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	REE	LREE	HREE
PM104-1	24.50	52.20	5.47	20.10	3.97	1.28	3.49	0.57	3.41	0.7	2.07	0.36	2.18	0.35	120.65	107.52	13.14
PM104-2	35.30	85.70	7.32	25.40	4.39	1.21	3.76	0.52	2.74	0.51	1.48	0.24	1.41	0.23	170.17	159.28	10.89
PM104-3	33.70	69.20	7.07	25.90	4.95	1.34	4.30	0.66	3.80	0.76	2.26	0.39	2.39	0.39	157.12	142.17	14.95
PM104-4	43.80	80.90	8.50	28.90	4.84	1.34	4.09	0.56	2.82	0.53	1.6	0.27	1.67	0.27	180.16	168.36	11.80
PM104-5	27.50	67.00	5.49	19.50	4.03	1.28	3.50	0.51	2.77	0.51	1.47	0.25	1.51	0.25	135.56	124.80	10.76
样号	LREE/ HREE	δEu	δCe	(La/ Yb)_N	(La/ Sm)_N	(Gd/ Yb)_N	Li	Be	Sc	V	Cr	Co	Ni	Zn	Ga	Rb	Sr
PM104-1	8.19	1.03	1.04	7.57	3.89	1.29	34.49	3.40	14.01	72.31	52.75	14.53	14.80	34.21	32.63	107.90	470.20
PM104-2	14.63	0.89	1.22	16.87	5.05	2.15	35.17	3.90	6.36	23.94	7.64	4.47	4.24	57.36	39.37	145.50	305.50
PM104-3	9.51	0.87	1.03	9.49	4.28	1.45	61.66	3.73	12.37	68.00	72.14	12.88	21.72	64.68	36.70	109.40	353.70
PM104-4	14.27	0.90	0.95	17.70	5.70	1.98	66.74	4.89	6.66	45.22	38.62	8.16	10.29	52.95	42.33	152.90	314.80
PM104-5	11.60	1.02	1.24	12.31	4.30	1.87	78.91	5.44	6.44	47.68	35.57	7.65	9.87	53.06	39.17	153.90	305.50
样号	Zr	Nb	In	Cs	Ba	Hf	Ta	Tl	Pb	Bi	Th	U	Y	K	P	Ti	Sr/Y
PM104-1	99.57	7.63	0.04	11.79	1 124.00	8.46	0.98	0.76	18.35	23.68	9.46	2.73	19.32	12 699.00	239.91	3 117.40	24.30
PM104-2	148.06	9.88	0.04	8.83	1 401.00	12.24	1.25	0.82	29.41	0.30	18.70	1.71	13.87	14 649.50	196.29	2 158.20	22.00
PM104-3	114.51	9.57	0.05	8.60	1 362.00	13.13	1.32	0.70	31.60	1.00	12.56	2.95	20.96	12 740.50	218.10	2 997.50	16.90
PM104-4	110.31	8.86	0.05	14.90	1 633.00	21.19	1.31	0.85	37.02	0.21	15.88	3.32	15.33	14 442.00	196.29	2 457.95	20.50
PM104-5	117.34	8.64	0.04	13.47	1 462.00	19.91	1.22	0.87	32.83	0.11	15.48	1.82	14.15	13 736.50	218.10	2 338.05	21.60

样号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	烧失量	总量	A/CNK	Mg^#	σ	A/NK
PM104-1	59.39	0.53	18.30	4.09	3.43	0.05	3.83	4.46	3.61	3.09	0.11	2.40	103.29	1.05	67	2.74	1.97
PM104-2	68.35	0.36	16.84	2.76	1.94	0.04	1.26	1.26	3.66	3.54	0.09	1.71	101.81	1.39	54	2.04	1.71
PM104-3	61.28	0.51	18.11	4.21	3.43	0.07	3.32	4.67	3.30	3.14	0.10	1.19	103.33	1.05	64	2.27	2.05
PM104-4	63.93	0.42	18.71	3.04	2.47	0.05	2.26	3.63	3.50	3.53	0.10	0.74	102.38	1.16	62	2.37	1.95
PM104-5	59.42	0.40	23.66	2.84	2.33	0.04	2.45	3.34	3.31	3.35	0.10	1.01	102.25	1.56	65	2.70	2.61
样号	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	REE	LREE	HREE
PM104-1	24.50	52.20	5.47	20.10	3.97	1.28	3.49	0.57	3.41	0.7	2.07	0.36	2.18	0.35	120.65	107.52	13.14
PM104-2	35.30	85.70	7.32	25.40	4.39	1.21	3.76	0.52	2.74	0.51	1.48	0.24	1.41	0.23	170.17	159.28	10.89
PM104-3	33.70	69.20	7.07	25.90	4.95	1.34	4.30	0.66	3.80	0.76	2.26	0.39	2.39	0.39	157.12	142.17	14.95
PM104-4	43.80	80.90	8.50	28.90	4.84	1.34	4.09	0.56	2.82	0.53	1.6	0.27	1.67	0.27	180.16	168.36	11.80
PM104-5	27.50	67.00	5.49	19.50	4.03	1.28	3.50	0.51	2.77	0.51	1.47	0.25	1.51	0.25	135.56	124.80	10.76
样号	LREE/ HREE	δEu	δCe	(La/ Yb)_N	(La/ Sm)_N	(Gd/ Yb)_N	Li	Be	Sc	V	Cr	Co	Ni	Zn	Ga	Rb	Sr
PM104-1	8.19	1.03	1.04	7.57	3.89	1.29	34.49	3.40	14.01	72.31	52.75	14.53	14.80	34.21	32.63	107.90	470.20
PM104-2	14.63	0.89	1.22	16.87	5.05	2.15	35.17	3.90	6.36	23.94	7.64	4.47	4.24	57.36	39.37	145.50	305.50
PM104-3	9.51	0.87	1.03	9.49	4.28	1.45	61.66	3.73	12.37	68.00	72.14	12.88	21.72	64.68	36.70	109.40	353.70
PM104-4	14.27	0.90	0.95	17.70	5.70	1.98	66.74	4.89	6.66	45.22	38.62	8.16	10.29	52.95	42.33	152.90	314.80
PM104-5	11.60	1.02	1.24	12.31	4.30	1.87	78.91	5.44	6.44	47.68	35.57	7.65	9.87	53.06	39.17	153.90	305.50
样号	Zr	Nb	In	Cs	Ba	Hf	Ta	Tl	Pb	Bi	Th	U	Y	K	P	Ti	Sr/Y
PM104-1	99.57	7.63	0.04	11.79	1 124.00	8.46	0.98	0.76	18.35	23.68	9.46	2.73	19.32	12 699.00	239.91	3 117.40	24.30
PM104-2	148.06	9.88	0.04	8.83	1 401.00	12.24	1.25	0.82	29.41	0.30	18.70	1.71	13.87	14 649.50	196.29	2 158.20	22.00
PM104-3	114.51	9.57	0.05	8.60	1 362.00	13.13	1.32	0.70	31.60	1.00	12.56	2.95	20.96	12 740.50	218.10	2 997.50	16.90
PM104-4	110.31	8.86	0.05	14.90	1 633.00	21.19	1.31	0.85	37.02	0.21	15.88	3.32	15.33	14 442.00	196.29	2 457.95	20.50
PM104-5	117.34	8.64	0.04	13.47	1 462.00	19.91	1.22	0.87	32.83	0.11	15.48	1.82	14.15	13 736.50	218.10	2 338.05	21.60