西秦嶺夏河—合作地區(qū)德烏魯雜巖體的侵位時(shí)代、巖石成因及構(gòu)造意義

靳曉野，李建威，隋吉祥，文 廣，張金陽(yáng)

（1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院，湖北 武漢 430074）

0 引 言

花崗巖類(lèi)侵入巖是大陸地殼的重要組成部分，記錄了區(qū)域構(gòu)造演化、巖漿活動(dòng)、殼幔相互作用、大陸地殼生長(zhǎng)等重要信息［1］，因而是研究大陸地殼生長(zhǎng)與地球深部過(guò)程及巖石圈演化的重要窗口。中國(guó)大陸的最終形成是伴隨揚(yáng)子板塊與華北板塊的全面碰撞造山作用（即秦嶺造山帶主體格局的形成）而實(shí)現(xiàn)的［2－3］。前人研究已基本查明秦嶺造山帶的大地構(gòu)造格局和地質(zhì)演化歷史，證明秦嶺造山帶于印支晚期完成板塊構(gòu)造體制向陸內(nèi)造山體制的轉(zhuǎn)換［4－5］。前人研究還認(rèn)識(shí)到，華北板塊和揚(yáng)子板塊之間的洋盆閉合和陸－陸碰撞具有時(shí)空不均一性自東向西逐漸閉合的特點(diǎn)。

早中生代花崗巖類(lèi)侵入巖在秦嶺造山帶十分發(fā)育，普遍認(rèn)為這些花崗巖類(lèi)侵入巖與古特提斯洋的閉合及隨后揚(yáng)子板塊和華北板塊的碰撞造山過(guò)程有密切關(guān)系［6］。以前對(duì)秦嶺造山帶早中生代花崗巖侵入巖的研究主要集中在東秦嶺及鄰近的西秦嶺東段，近年來(lái)積累的大量年代學(xué)資料表明，這2個(gè)地區(qū)的花崗巖類(lèi)侵入巖主要形成于晚三疊世，侵位時(shí)代為205～227Ma［7－15］。而對(duì)西秦嶺西北段三疊紀(jì)侵入巖的研究還比較薄弱，金維浚等的年代學(xué)研究結(jié)果表明，這一地區(qū)的花崗巖類(lèi)形成于235～245Ma［16－23］，與 鄰 近 的 東 昆 侖［24－26］及 南 祁 連 造 山帶［27］印支早期巖漿活動(dòng)時(shí)間一致，但明顯早于東秦嶺及西秦嶺東段的晚三疊世巖漿事件。盡管如此，西秦嶺西北緣仍有許多花崗巖類(lèi)的時(shí)代和成因尚不清楚，制約了對(duì)整個(gè)西秦嶺三疊紀(jì)構(gòu)造－巖漿演化和洋－陸相互作用的全面認(rèn)識(shí)和深入理解。筆者報(bào)道西秦嶺西北緣夏河—合作地區(qū)德烏魯雜巖體的年代學(xué)和地球化學(xué)研究結(jié)果，以限定該巖體的侵位時(shí)代和巖石成因，并結(jié)合前人資料進(jìn)一步討論西秦嶺印支早期大規(guī)模巖漿活動(dòng)的時(shí)空分布特征及構(gòu)造背景。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

夏河—合作地區(qū)位于西秦嶺造山帶西北部，區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格架由北西西向多層次逆沖推覆構(gòu)造組成［圖1（a）］［28－29］，以北西—南東向斷裂構(gòu)造為主，褶皺次之。區(qū)內(nèi)出露地層包括石炭系、二疊系、三疊系、白堊系、第三系及第四系［圖1（a）］。石炭系地層主要由砂巖、砂礫巖及灰?guī)r組成，以力士山—圍當(dāng)山為界，出露于研究區(qū)東南角。二疊系和三疊系海相碳酸鹽巖和碎屑巖在區(qū)內(nèi)最為發(fā)育，二者多呈斷層接觸，二疊系地層主要為早—中二疊世大關(guān)山組（P1－2dg），巖性分為2段：下段主要由灰—深灰色和灰白色中厚層角礫狀礁灰?guī)r、黏結(jié)灰?guī)r、骨架灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r組成；上段有少量泥質(zhì)條帶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r，具正粒序水平層理，發(fā)育滑塌構(gòu)造。另外，在夏河—甘加一帶發(fā)現(xiàn)大量礁灰?guī)r與枕狀玄武巖共生［30］，青海銅仁地區(qū)的相同層位中還發(fā)現(xiàn)有蛇綠混雜巖和濁積巖，具有多島洋沉積特征［31］。三疊系地層在區(qū)內(nèi)主要出露下三疊統(tǒng)山尕嶺組（T1s）和中三疊統(tǒng)古浪堤組（T2g），主要巖性分別為粉砂質(zhì)板巖、砂巖、含礫砂巖等和板巖、粉砂質(zhì)板巖、礫屑灰?guī)r等，二者呈整合接觸，前者具深?！肷詈Ｏ喑练e特征，后者具陸棚斜坡沉積相特征［32－33］。白堊系地層在區(qū)內(nèi)出露較少，主要呈零星狀分布在研究區(qū)西北側(cè)。

圖1 西秦嶺夏河—合作地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖及德烏魯雜巖體地質(zhì)略圖Fig．1 Simplified Geological Maps of Xiahe－Hezuo Area and Dewulu Intrusive Complex in Western Qinling

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，除夏河、阿姨山、達(dá)爾藏、德烏魯和美武等規(guī)模較大的花崗巖類(lèi)巖基外，還出露大量小巖株和巖脈［圖1（a）］。巖基主要呈北西向串珠狀展布，與區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)方向一致，巖性主要為花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)斑巖及黑云母花崗巖等，巖體中可見(jiàn)大量鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體。中酸性小巖株和巖脈在區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，巖性主要為閃長(zhǎng)巖－閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)巖－石英閃長(zhǎng)斑巖以及花崗閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)斑巖等。此外，在研究區(qū)西北側(cè)的青海同仁地區(qū)發(fā)現(xiàn)有大量安山巖、英安巖、流紋巖以及輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖等巖漿巖組合以及蛇綠混雜巖出露［22］。

2 巖體地質(zhì)及樣品特征

德烏魯雜巖體位于夏河—合作斷裂北側(cè)［圖1（a）］，出露于甘肅省甘南藏族自治州合作市東北約12km處。巖體呈北西向侵位于二疊系下統(tǒng)大關(guān)山組碳酸鹽巖中［30，34］［圖1（b）］，由德烏魯石英閃長(zhǎng)巖和老豆石英閃長(zhǎng)斑巖2個(gè)單元組成［圖1（b）］。德烏魯石英閃長(zhǎng)巖出露面積為18．75km2，其中發(fā)育大量暗色微粒包體（圖2）。老豆石英閃長(zhǎng)斑巖出露面積3．83km2。巖體表面具弱的物理風(fēng)化和高嶺土化，巖體內(nèi)局部發(fā)育鉀化、電氣石化、綠泥石化及黃鐵絹云母化等蝕變，并可見(jiàn)切穿巖體的石英脈，靠近巖體的地層廣泛發(fā)育夕卡巖化，可見(jiàn)大量熱變質(zhì)成因大理巖及角巖。本研究的石英閃長(zhǎng)巖及暗色微粒包體樣品采于德烏魯村連接老豆村公路的中間地段，石英閃長(zhǎng)斑巖樣品采于老豆村遠(yuǎn)離蝕變帶的天然巖壁，樣品十分新鮮、結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)礦物的定向排列，具體位置見(jiàn)圖1（b）。

圖2 德烏魯巖體及其中暗色微粒包體的野外照片F(xiàn)ig．2 Field Photos Showing Mafic Microgranular Enclaves in Dewulu Intrusive Complex

2．1 德烏魯石英閃長(zhǎng)巖

德烏魯石英閃長(zhǎng)巖呈灰白色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造［圖3（a）］。主要礦物成分有斜長(zhǎng)石（體積分?jǐn)?shù)約為50%）、石英（約15%）、普通角閃石（約10%）、黑云母（約10%）以及少量鉀長(zhǎng)石。斜長(zhǎng)石多呈板狀或?qū)挵鍫?，粒?．6～2mm，環(huán)帶結(jié)構(gòu)發(fā)育［圖3（b）］。石英為它形粒狀［圖3（c）］，粒徑0．5～1．0mm，多位于斜長(zhǎng)石、黑云母或角閃石的晶體間隙。普通角閃石呈長(zhǎng)柱狀，橫斷面近似為六邊形［圖3（c）］，部分角閃石晶體內(nèi)部包裹有溶蝕的黑云母。黑云母為片狀，少量晶體邊緣發(fā)生綠泥石化［圖3（d）］。磷灰石、鋯石等副礦物較為常見(jiàn)，鋯石多呈四方雙錐狀、柱狀，晶形完好，多被石英包裹［圖3（e）］；磷灰石晶型完好，呈短柱狀，長(zhǎng)寬比約為3∶1［圖3（f）］。

2．2 暗色微粒包體

德烏魯石英閃長(zhǎng)巖中發(fā)育大量暗色微粒包體（圖2），其形態(tài)主要呈渾圓狀、水滴狀、紡錘狀等，直徑10～30cm。部分包體顏色較深，與寄主巖呈截然的接觸關(guān)系，發(fā)育典型的淬冷邊［圖2（a）］。另外，一些包體顏色較淺，與寄主巖接觸關(guān)系模糊，呈漸變過(guò)渡關(guān)系［圖2（b）］，表明此類(lèi)包體與寄主巖之間發(fā)生過(guò)較明顯的成分交換。

暗色微粒包體主要為閃長(zhǎng)質(zhì)暗色包體，具有似斑狀結(jié)構(gòu)［圖4（a）］，斑晶成分主要為角閃石（體積分?jǐn)?shù)約為10%）、斜長(zhǎng)石（約5%）、黑云母（約3%）和石英（約5%），基質(zhì)成分主要為微晶斜長(zhǎng)石（體積分?jǐn)?shù)約45%）、角閃石（約10%）和黑云母（約20%）。暗色微粒包體中的黑云母和石英斑晶有類(lèi)似于捕擄晶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，溶蝕交代結(jié)構(gòu)明顯［圖4（a）～（c）］。微粒角閃石等暗色礦物圍繞石英斑晶結(jié)晶形成眼球狀構(gòu)造［圖4（a）、（b）］。斜長(zhǎng)石晶體邊部具有較典型的生長(zhǎng)環(huán)帶［圖4（a）］。暗色微粒包體中可見(jiàn)長(zhǎng)針柱狀磷灰石［圖4（d）］，晶形完好，長(zhǎng)寬比為20∶1～30∶1。

2．3 老豆石英閃長(zhǎng)斑巖

老豆石英閃長(zhǎng)斑巖呈灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造［圖5（a）］。斑晶成分主要為斜長(zhǎng)石（體積分?jǐn)?shù)約為45%）、角閃石（約10%）和黑云母（約5%），基質(zhì)成分主要為斜長(zhǎng)石（體積分?jǐn)?shù)約為20%）、石英（約15%）、角閃石（約10%）和黑云母（約20%）。斑晶體積分?jǐn)?shù)最高可達(dá)60%，為連斑或多斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶中的斜長(zhǎng)石多為自形板狀或?qū)挵鍫睿蹐D5（a）、（b）］，少數(shù)為半自形寬板狀，粒徑為0．5～2．0mm，晶體具環(huán)帶結(jié)構(gòu)［圖5（a）］和聚片雙晶［圖5（b）］，局部發(fā)生輕微高嶺土化及絹云母化。角閃石多為普通角閃石，多色性明顯，個(gè)別晶體被黑云母交代［圖5（d）］。黑云母為自形片狀，少量晶體邊緣發(fā)生輕微綠泥石化［圖5（c）］?；|(zhì)中的斜長(zhǎng)石和石英呈它形粒狀［圖5（a）］。副礦物主要為鋯石和磷灰石，鋯石多呈四方雙錐狀、柱狀，晶型完好，多被石英包裹產(chǎn)出［圖5（e）］；磷灰石多呈長(zhǎng)柱狀，長(zhǎng)寬比為3∶1～6∶1，晶形較好，無(wú)色透明，部分呈淺綠色、黃綠色［圖5（f）］。

圖3 德烏魯石英閃長(zhǎng)巖的礦物組成和結(jié)構(gòu)特征Fig．3 Photomicrographs Showing Mineralogy and Textures of Dewulu Quartz Diorite

圖4 暗色微粒包體的結(jié)構(gòu)和礦物組成Fig．4 Photomicrographs Showing Mineralogy and Textures of Mafic Microgranular Enclave

3 分析方法

3．1 LA－ICP－MS鋯石U－Pb定年

樣品破碎后經(jīng)電磁選和重液分選，然后在雙目鏡下挑出透明、無(wú)明顯裂痕且晶形較好的鋯石。將鋯石均勻粘貼于雙面膠帶凹槽內(nèi)，制成環(huán)氧樹(shù)脂樣品靶，并打磨拋光至鋯石核部出露。在Nicon E600透／反雙光源偏光顯微鏡下對(duì)樣品靶進(jìn)行透／反射光觀察；在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電子探針室利用JEOL JXA－8100型電子探針對(duì)其進(jìn)行陰極發(fā)光（CL）照相，查明鋯石晶體形貌及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選定最佳分析點(diǎn)位。

鋯石U－Pb同位素分析在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用LA－ICPMS完成。激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的激光剝蝕系統(tǒng)為 GeoLas 2005，ICP－MS儀器型號(hào)為Agilent 7500a。激光剝蝕過(guò)程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣，以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過(guò)一個(gè)T型接頭混合。在等離子體中心氣流（Ar＋He）中加入少量氮?dú)?，以提高儀器靈敏度、降低檢出限和改善分析精密度［35］。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括20～30s的空白信號(hào)和50s的樣品信號(hào)。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同文獻(xiàn)［36］。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線(xiàn)處理（包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量計(jì)算）采用軟件ICPMS－DataCal［36］完成。普通Pb校正方法同文獻(xiàn)［37］，鋯石樣品的U－Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算均采用軟件Isoplot／Ex＿ver3［38］。同位素比值誤差為2σ，加權(quán)平均年齡的置信度為95%。

3．2 主量元素和微量元素

在詳細(xì)的巖相學(xué)觀察基礎(chǔ)上，選擇新鮮且成分和結(jié)構(gòu)均勻的樣品進(jìn)行主量元素和微量元素分析。主量元素分析在香港大學(xué)地球科學(xué)系采用XRF（X－ray Fluorescence Spectrometery）法測(cè)定，儀器型號(hào)為Philips PW2400，主要氧化物的分析誤差一般小于2%。微量元素及稀土元素在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用ICPMS（Inductively－coupled Plasma Mass Spectrometery）測(cè)定，儀器型號(hào)為Agilent 7500a。質(zhì)譜分析過(guò)程中，用元素In作為內(nèi)標(biāo)來(lái)進(jìn)行內(nèi)部校正，國(guó)際標(biāo)樣作外部校正，詳細(xì)溶樣及分析流程同文獻(xiàn)［39］，大多數(shù)微量元素的分析誤差小于5%。

3．3 Sr－Nd同位素

Sr－Nd同位素組成的測(cè)定在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，Sr同位素組成用TIMS測(cè)定，儀器型號(hào)為T(mén)riton Ti，Nd同位素組成用 MC－ICP－MS測(cè)定，儀器型號(hào)為Neptune plus。Rb全流程本底為3×10－11，Sr為1．2×10－10，Sm為3×10－11，Nd為1．2×10－10。樣品N（86Sr）／N（88Sr）和N（146Nd）／N（144Nd）分別用N（86Sr）／N（88Sr）＝0．119 4和N（146Nd）／N（144Nd）＝0．721 9進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。本次試驗(yàn)Sr同位素標(biāo)樣NBS987的測(cè)試結(jié)果為（0．710 25±0．000 08），Nd同位素標(biāo)樣 BCR－2的測(cè)試結(jié)果為（0．512 643±0．000 015）。詳細(xì)分析流程參考文獻(xiàn)［40］。數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，n（87Rb）／n（86Sr）和n（147Sm）／n（144Nd）根據(jù)ICP－MS測(cè)定的Rb、Sr、Sm、Nd含量進(jìn)行計(jì)算，而德烏魯石英閃長(zhǎng)巖和老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的Sr初始同位素組成ISr和εNd（t）分別采用本文測(cè)定的侵位年齡進(jìn)行計(jì)算，其中在εNd（t）計(jì)算過(guò)程中（n（147Sm）／n（144Nd））CHUR和（N（143Nd）／N（144Nd））CHUR分別為0．196 7和0．512 638。全巖 Nd同位素虧損地幔模式年齡根據(jù)（n（147Sm）／n（144Nd））DM＝0．213 7以及（N（143Nd）／N（144Nd））DM＝0．513 15計(jì)算求得，其中下標(biāo)DM表示虧損地幔比值。

圖5 老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)Fig．5 Photomicrographs Showing Mineralogy and Textures of Laodou Quartz Diorite Porphyry

4 結(jié)果分析

4．1 LA－ICP－MS鋯石U－Pb定年

鋯石U－Pb同位素分析結(jié)果見(jiàn)表1。鋯石陰極發(fā)光圖像及LA－ICP－MS鋯石U－Pb年齡諧和圖解見(jiàn)圖6。德烏魯石英閃長(zhǎng)巖與老豆石英閃長(zhǎng)斑巖樣品中的鋯石特征相近，顆粒大小均為100～300μm，顏色較淺，大部分為淺黃色至無(wú)色，透明—半透明，無(wú)包裹體，裂隙不發(fā)育。晶體形態(tài)主要為自形—半自形短柱狀（長(zhǎng)寬比約3∶1），晶形完好，部分可見(jiàn)完整的四方雙錐晶形。CL圖像中大部分晶體核部較外側(cè)的顏色深，外側(cè)環(huán)帶結(jié)構(gòu)較清楚，內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)不發(fā)育（圖6），具有較典型的巖漿成因鋯石特征；二者的w（Th）／w（U）都大于0．1，總體為0．35～0．65，也顯示鋯石為典型的巖漿成因鋯石。

表1 德烏魯雜巖體LA－ICP－MS鋯石U－Pb定年分析結(jié)果Tab．1 Analysis Results of LA－ICP－MS Zircon U－Pb Dating of Dewulu Intrusive Complex

選取鋯石邊部對(duì)巖漿形成年代進(jìn)行測(cè)試，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖中鋯石的Th、U含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）分別為（90～217）×10－6和（169～586）×10－6，w（Th）／w（U）為0．38～0．64；老豆石英閃長(zhǎng)斑巖中鋯石的Th、U含量分別為（94～209）×10－6和（221～586）×10－6，w（Th）／w（U）為0．35～0．61。德烏魯石英閃長(zhǎng)巖和老豆石英閃長(zhǎng)斑巖所有分析點(diǎn)的n（206Pb）／n（238U）年齡均較接近，分別為237～241Ma（14個(gè)測(cè)試點(diǎn)）和244～251Ma（15個(gè)測(cè)試點(diǎn)），且均位于諧和線(xiàn)上或附近（圖6），測(cè)試樣品的加權(quán)平均年齡分別為（238．6±1．5）Ma（平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差（MSWD）為0．16）和（247．6±1．3）Ma（MSWD值為0．65），分別代表各自的侵位時(shí)代。上述定年結(jié)果表明，德烏魯巖體是經(jīng)歷了早期老豆石英閃長(zhǎng)斑巖與晚期德烏魯石英閃長(zhǎng)巖的2次相隔近10Ma的巖漿侵入事件最終形成的。

圖6 德烏魯雜巖體的LA－ICP－MS鋯石U－Pb年齡諧和圖解、陰極發(fā)光圖像和n（206Pb）／n（238 U）年齡分布Fig．6 LA－ICP－MS Zircon U－Pb Concordia Diagrams，CL Images and Distribution of n（206Pb）／n（238 U）Ages of Dewulu Intrusive Complex

4．2 全巖主量元素及微量元素

德烏魯雜巖體各組成單元的主量元素和微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。主量元素具有以下特點(diǎn)。

（1）不同單元的SiO2含量變化不大，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖的SiO2含量為64．21%～66．22%，暗色微粒包體的SiO2含量為56．28%～58．18%，老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的SiO2含量為62．33%～64．58%。

（2）全堿含量較高，w（Na2O）／w（K2O）接近或大于1，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖的w（Na2O）＋w（K2O）為5．95%～6．91%，暗色微粒包體的w（Na2O）＋w（K2O）為4．56%～5．38%，老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的w（Na2O）＋w（K2O）為4．45%～5．78%。巖石相對(duì)富鉀，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖的w（K2O）為2．77%～4．05%，暗色微粒包體的w（K2O）為1．65%～1．69%，老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的w（K2O）為1．11%～3．51%。在K2O－SiO2圖解中，其屬于中鉀—高鉀鈣堿性系列［圖7（a）］。

（3）主量元素中高Al，德烏魯巖體各組成單元的Al2O3含量為14．71%～17．13%。

（4）主量元素中高 Mg＃值，為61～70。從圖7（b）可以看出，所有樣品屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)（A／CNK值（IA／CNK）為0．77～1．11，大多數(shù)樣品小于1．0），其中德烏魯石英閃長(zhǎng)巖和暗色微粒包體全部為準(zhǔn)鋁質(zhì)（A／CNK 值為0．77～0．99），老豆石英閃長(zhǎng)斑巖表現(xiàn)為準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)（A／CNK 值為0．93～1．11）。上述地球化學(xué)特征表明，德烏魯巖體屬于較典型的I型花崗巖類(lèi)。在全堿－硅（TAS）圖解上，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖和老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的樣品多數(shù)位于石英閃長(zhǎng)巖范圍或花崗閃長(zhǎng)巖范圍，德烏魯暗色微粒包體樣品位于閃長(zhǎng)巖范圍（圖8），與野外觀察和巖相學(xué)定名結(jié)果一致。

德烏魯雜巖體各組成單元的稀土元素及微量元素組成（表2）具有以下特點(diǎn)。

（1）相容元素Cr、Ni含量比較高，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖的Cr和Ni含量分別為（98．9～124）×10－6和（27．1～31．7）×10－6；暗色微粒包體Cr和 Ni含量分別為（170～378）×10－6和（41．6～69．0）×10－6；老豆石英閃長(zhǎng)斑巖Cr和Ni含量分別為（121～155）×10－6和（31．2～48．7）×10－6。

（2）各巖石組成單元具有相似的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式［圖9（a）］［41］，均表現(xiàn)為右傾模式，

但重稀土元素部分的曲線(xiàn)較平緩，存在中等到弱的Eu異常（0．43～0．79），具體表現(xiàn)為輕稀土元素富集而重稀土元素虧損，輕、重稀土元素分餾較強(qiáng)烈，w（La）N／w（Yb）N＝6．9～16．6。

表2 德烏魯雜巖體的主量元素和微量元素分析結(jié)果Tab．2 Analysis Results of Major and Trace Elements of Dewulu Intrusive Complex

圖7 德烏魯巖體SiO2－K2O圖解和A／CNK－A／NK圖解Fig．7 Diagrams of SiO2－K2O and A／CNK－A／NK of Dewulu Intrusive Complex

圖8 德烏魯雜巖體的TAS圖解Fig．8 TAS Diagram of Dewulu Intrusive Complex

（3）在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖上［圖9（b）］［42］，德烏魯巖體各組成單元亦表現(xiàn)為富集大離子親石元素（Rb、Th、U等），虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（Nb、Ta等），無(wú)明顯Zr、Hf負(fù)異常。

4．3 Sr－Nd同位素

德烏魯雜巖體中各組成單元的Sr－Nd同位素組成見(jiàn)表3和圖10［42］。德烏魯雜巖體的Sr－Nd同位素組成相對(duì)比較均一，其中石英閃長(zhǎng)巖的w（Rb）／w（Sr）為 0．965～1．544，ISr＝0．707 3～0．707 4，εNd（t）＝－6．9～－7．3，全巖 Nd同位素虧損地幔模式年齡TDM2為1．58～1．61Ga。暗色微粒包體的w（Rb）／w（Sr）為0．464～1．517，ISr＝0．707 4，εNd（t）＝－6．7～－7．6，TDM2為1．56～1．63Ga。老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的w（Rb）／w（Sr）為0．648～1．001，ISr＝0．707 6～0．707 8，εNd（t）＝－7．0～－7．4，TDM2為1．58～1．61Ga。

圖9 德烏魯雜巖體的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig．9 Chondrite－normalized REE Pattern and Primitive Mantle－normalized Trace－element Spider Diagram of Dewulu Intrusive Complex

表3 德烏魯雜巖體的Sr－Nd同位素組成Tab．3 Sr－Nd Isotopic Compositions of Dewulu Intrusive Complex

圖10 德烏魯雜巖體中各巖石單元的（N（87Sr）／N（86Sr））i－εNd（t）圖解Fig．10 （N（87Sr）／N（86Sr））i－εNd（t）Diagrarm of Each Unit of Dewulu Intrusive Complex

5 討 論

5．1 西秦嶺印支早期巖漿活動(dòng)

研究表明，德烏魯石英閃長(zhǎng)巖形成于（238．6±1．5）Ma，老豆石英閃長(zhǎng)斑巖形成于（247．6±1．3）Ma（圖6），均屬于印支早期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。德烏魯雜巖體與東南側(cè)的美武巖體、冶力關(guān)巖體，西北側(cè)的達(dá)爾藏巖體、夏河巖體以及西北方向青海同仁縣的崗岔巖體等大型巖基構(gòu)成串珠狀北西向巖漿巖帶（圖1）。近幾年的鋯石U－Pb定年結(jié)果顯示，這些巖體的侵位時(shí)間為235～245Ma。如冶力關(guān)巖體和夏河巖體分別形成于（245±6）Ma和（238±4）Ma［16］；美武復(fù)式巖基的侵位時(shí)代為242～245Ma［20］；同仁縣崗岔巖體中的安山巖和輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的鋯石U－Pb年齡分別為（242．1±1．2）Ma和（243．8±1．0）Ma［27］。夏河—合作地區(qū)除大型巖基或巖株比較發(fā)育外，還分布有大量中酸性巖脈。如德烏魯雜巖體西南側(cè)棗子溝金礦床礦區(qū)石英閃長(zhǎng)玢巖脈的侵位時(shí)代為237～244Ma［17］，表明這些巖脈與區(qū)域上花崗巖類(lèi)巖基和巖株的形成時(shí)代一致。由此可見(jiàn)，西秦嶺西北緣印支早期巖漿活動(dòng)時(shí)間非常集中，主要為早三疊世和中三疊世早期235～247Ma（圖11）。

與西秦嶺西北緣相比，西秦嶺東段和寶成鐵路以東的東秦嶺西段［43］印支期巖漿活動(dòng)的時(shí)間具有明顯差異（圖11）。大量年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，西秦嶺東段和東秦嶺西段的花崗巖類(lèi)侵入巖主要形成于晚三疊世（206～224Ma）［7－11，44－50］。如孫衛(wèi)東等獲得南秦嶺構(gòu)造單元內(nèi)姜家坪、光頭山和東江口等花崗巖體（東秦嶺西段）的鋯石 U－Pb年齡為206～220Ma［10］，與南秦嶺三疊紀(jì)變質(zhì)變形時(shí)代［51］、勉略洋盆閉合時(shí)代（221～242Ma）［52］及大別山超高壓變質(zhì)作用時(shí)代（221～232Ma）［53－54］一致，并認(rèn)為這些花崗巖的形成可能與勉略洋盆閉合及隨之發(fā)生的碰撞造山有關(guān)。雖然目前對(duì)于這一巖漿活動(dòng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制還存在造山后巖石圈拆沉作用［14，60－61］和后碰撞早期俯沖板片位于東斷離作用［62－63］2種不同的觀點(diǎn)，但多數(shù)研究者認(rèn)為晚三疊世巖漿活動(dòng)事件的構(gòu)造背景屬于后碰撞造山階段。秦嶺西段的秦嶺梁、老君山和沙河灣等環(huán)斑花崗巖體的侵位時(shí)代分別為（217．3±3．2）Ma［12］、（214．4±3．0）Ma［12］和（212±0．93）Ma［13］，表明東秦嶺在晚三疊世已經(jīng)完成碰撞造山并開(kāi)始步入陸內(nèi)造山階段［64］。

圖11 東秦嶺西段及西秦嶺印支期侵入巖年齡分布Fig．11 Distribution of Ages for Intrusive Rock in Indosinian from Western Qinling and Western Part of Eastern Qinling

秦嶺造山帶的三疊紀(jì)侵入巖具有自東向西逐漸變老的趨勢(shì)，其中東秦嶺西段和西秦嶺東段的三疊紀(jì)上侵入巖絕大多數(shù)形成于206～224Ma，而西秦嶺西北緣的侵位時(shí)代則集中分布于235～245Ma，這與前人提出的古勉略洋自東向西逐漸閉合的觀點(diǎn)是一致的。

5．2 巖石成因

德烏魯巖體屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)和中—高鉀鈣堿性系列（圖8）的I型花崗巖，其成因可能與中等富K基性火成巖的部分熔融有關(guān)［65］。石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)斑巖的輕、重稀土元素分異較強(qiáng)烈，但重稀土元素分異不明顯，說(shuō)明巖漿源區(qū)不含石榴石但含有一定數(shù)量的角閃石［58］，因此角閃石的分解脫水可能是源區(qū)部分熔融的主要機(jī)制［65］。中等到弱的Eu異常（0．43～0．79）說(shuō)明巖漿演化過(guò)程中可能發(fā)生了斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。德烏魯石英閃長(zhǎng)巖和老豆石英閃長(zhǎng)斑巖的Sr－Nd同位素組成（（N（87Sr）／N（86Sr））i＝0．707 3～0．707 8，εNd（t）＝ －6．7～－7．6）與區(qū)域上糜署嶺和達(dá)爾藏巖體非常相似（圖10），暗示其成因與富鉀的玄武質(zhì)下地殼的部分熔融有關(guān)。這與張宏飛等對(duì)西秦嶺糜署嶺和達(dá)爾藏等高鉀鈣堿性I型花崗巖的研究結(jié)果［43］一致。

德烏魯石英閃長(zhǎng)巖中含有大量暗色微粒包體，包體形態(tài)表現(xiàn)出塑性流動(dòng)特征，與寄主巖的接觸界線(xiàn)截然或呈漸變過(guò)渡關(guān)系，多數(shù)可見(jiàn)到冷凝邊。包體中的磷灰石呈針狀或長(zhǎng)柱狀［圖4（d）］，而寄主巖中的磷灰石則為短柱狀［圖3（f）］。一般認(rèn)為暗色微粒包體中的針狀磷灰石反映了高溫基性巖漿注入較低溫酸性巖漿時(shí)的淬冷作用［66］，是存在巖漿混合作用的重要證據(jù)［67］。另外，由石英和暗色礦物組成的眼球狀石英結(jié)構(gòu)中，石英溶蝕結(jié)構(gòu)明顯，暗色礦物主要由微晶角閃石或黑云母組成［圖4（b）］，這種眼球狀石英結(jié)構(gòu)也反映了基性巖漿和酸性巖漿的混合［68］。在巖漿混合過(guò)程中，寄主巖巖漿中已經(jīng)結(jié)晶的石英被基性巖漿捕獲，由于石英在基性巖漿中不穩(wěn)定，邊部會(huì)發(fā)生溶蝕，在溶蝕吸熱過(guò)程中致使基性巖漿中的角閃石和黑云母等礦物沿石英邊部成核結(jié)晶生長(zhǎng)。暗色微粒包體與寄主巖具有幾乎相同的元素地球化學(xué)特征及Sr－Nd同位素組成，進(jìn)一步支持巖漿混合作用的存在。德烏魯雜巖體具有較高的Mg＃值（61～70）、w（Cr）（（99～377）×10－6）和w（Ni）（（27～69）×10－6），Mg＃值明顯高于由基性下地殼巖石部分熔融形成的巖石（通常Mg＃值小于45）［69］，顯示有地幔物質(zhì)加入。德烏魯雜巖體的（N（87Sr）／N（86Sr））i（0．707 3～0．707 8）位于上地幔 （N（87Sr）／N（86Sr））i（0．702～0．704）和同時(shí)代下地殼（N（87Sr）／N（86Sr））i（0．708 84）［70］之間，暗示其源區(qū)可能以下地殼為主，但有地幔物質(zhì)加入。Luo等研究表明，位于夏河—合作地區(qū)西側(cè)的謝坑高鎂閃長(zhǎng)巖具有較明顯的富集地幔Sr－Nd同位素組成特征（（N（87Sr）／N（86Sr））i＝0．706～0．706 3，εNd（t）＝－1．1～－2．6）［20］，雙朋西花崗閃長(zhǎng)巖具有典型的殼源特征（（N（87Sr）／N（86Sr））i＝0．708 1～0．708 3，εNd（t）＝－7．6～－8．0），而謝坑花崗閃長(zhǎng)巖的Sr－Nd同位素組成（（N（87Sr）／N（86Sr））i＝0．707 1～0．707 5，εNd（t）＝－4．5）介于二者之間，因此認(rèn)為這些中—酸性侵入巖屬于殼－幔巖漿混合作用的產(chǎn)物［21］。德烏魯雜巖體的Sr－Nd同位素組成與謝坑花崗閃長(zhǎng)巖相似，也介于謝坑高鎂閃長(zhǎng)巖與雙朋西花崗閃長(zhǎng)巖Sr－Nd同位素組成之間（圖10），進(jìn)一步說(shuō)明德烏魯雜巖體是殼幔巖漿混合作用的產(chǎn)物。

德烏魯石英閃長(zhǎng)巖中暗色微粒包體的化學(xué)組成w（SiO2）＝56．28%～58．18%，w（MgO）＝4．94%～6．61%，w（Na2O）＋w（K2O）＝4．56%～5．38%，w（Sr）／w（Y）＝9．22～20．74，Mg＃值為63．62～68．82，與典型島弧環(huán)境高鎂安山巖的化學(xué)成分［71］（w（SiO2）＝54% ～58%，w（Na2O）＋w（K2O）＝3．5%～5．2%，w（MgO）＝7% ～10%，w（Sr）／w（Y）＝8～33，Mg＃值為66～73）相似，但德烏魯暗色微粒包體中的MgO含量相對(duì)較低，可能與初始高鎂基性巖漿和中酸性巖漿的混合作用有關(guān)［72］。德烏魯暗色微粒包體的w（Nb）／w（U）（2．83～3．38）和w（Ce）／w（Pb）（2．75～3．23）分別低于大洋玄武巖的w（Nb）／w（U）（47±10）［73］和w（Ce）／w（Pb）（25±10）［41］，也低于大陸地殼的w（Nb）／w（U）（12）和w（Ce）／w（Pb）（4．12）［74］，但高于俯沖流體的w（Nb）／w（U）（0．15～0．3）和w（Ce）／w（Pb）（0．1）［75－76］。這表明德烏魯暗色微粒包體的初始巖漿可能是受板片流體或熔體交代的地幔橄欖巖發(fā)生部分熔融作用的產(chǎn)物。

綜上所述，德烏魯雜巖體及其中暗色微粒包體的成因模式為：早中生代的俯沖洋殼發(fā)生脫水作用形成的板片流體對(duì)地幔楔進(jìn)行交代，流體的加入使地幔橄欖巖的固相線(xiàn)降低而發(fā)生部分熔融，形成高溫幔源玄武質(zhì)基性巖漿，基性巖漿底侵或／和內(nèi)侵于下地殼導(dǎo)致西秦嶺西北緣的中元古代基性下地殼中的角閃石等含水礦物脫水，并誘發(fā)下地殼部分熔融形成中酸性巖漿，這種中酸性巖漿與內(nèi)侵的基性巖漿發(fā)生巖漿混合作用先后上侵固結(jié)成巖，最終導(dǎo)致德烏魯雜巖體及其中暗色微粒包體的形成。

5．3 構(gòu)造背景

德烏魯雜雜巖體的巖石類(lèi)型屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)和中—高鉀鈣堿性系列花崗巖，具有富集大離子親石元素（Rb、Sr、Ba）、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（Nb、Ta、Zr）的地球化學(xué)組成特征，顯示島弧巖漿巖的親和性。從圖12可以看出，德烏魯雜巖體的樣品全部落入島弧巖漿巖區(qū)域。位于德烏魯雜巖體西北側(cè)的夏河巖體和東南側(cè)的冶力關(guān)巖體［圖1（a）］侵位時(shí)代分別為（238±4）Ma［16］和（245±6）Ma［16］，分別與德烏魯雜巖體的石英閃長(zhǎng)巖（238．6±1．5）Ma和石英閃長(zhǎng)斑巖（247．6±1．3）Ma的侵位時(shí)代一致。金維浚等根據(jù)冶力關(guān)和夏河巖體的地球化學(xué)特征（w（SiO2）＝56%～70%，w（Al2O3）＝15%～16%，w（MgO）＝3．63%～4．95%，w（La）N／w（Yb）N＝11．4～11．8，w（Yb）＝1．7×10－6，w（Y）＝20×10－6，w（Sr）＝390～420×10－6，w（Sr）／w（Y）＝20～200，δ（Eu）＝0．71～0．96），認(rèn)為其屬于印支早期活動(dòng)陸緣環(huán)境的埃達(dá)克巖［16］。另外，在德烏魯雜巖體西北側(cè)緊鄰研究區(qū)的青海同仁縣出露大量安山巖、安山玄武巖、英安巖、流紋巖以及輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖等中酸性巖石組合［22，77］，這些巖石具有典型的活動(dòng)大陸邊緣島弧巖漿（安第斯型陸緣火山弧）的巖石地球化學(xué)特征［22］。Guo等對(duì)其中的安山巖和輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的年代學(xué)研究表明，它們分別形成于（242．1±1．2）Ma和（243．8±1．0）Ma，屬于印支早期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物［22］。上述巖體在空間分布上與西秦嶺造山帶的構(gòu)造線(xiàn)方向一致，構(gòu)成沿北西向帶狀分布的巖漿巖帶。年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，它們的侵位時(shí)代均屬于印支早期早—中三疊世，這種時(shí)空分布關(guān)系說(shuō)明它們是與洋殼俯沖相關(guān)的典型弧巖漿組合。

最近，在青海同仁縣隆務(wù)峽至甘肅夏河縣甘加一帶二疊紀(jì)地層陸續(xù)發(fā)現(xiàn)局部小洋盆蛇綠混雜巖和深海—半深海濁積巖和枕狀玄武巖－碳酸鹽巖建造［30］。蛇綠混雜巖的巖石組合包括純橄巖、輝石橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、枕狀玄武巖等；對(duì)兩側(cè)沉積巖的化石研究結(jié)果表明，該蛇綠巖的形成時(shí)代為二疊紀(jì)［31］。王繪清等對(duì)上述蛇綠巖中的輝長(zhǎng)巖進(jìn)行LA－ICP－MS鋯石 U－Pb定年［27］，結(jié)果為（250．1±2．2）Ma，進(jìn)一步根據(jù)蛇綠巖和侵入到其中的花崗閃長(zhǎng)巖接觸關(guān)系和侵位年齡（（244±1．4）Ma），認(rèn)為隆務(wù)峽蛇綠巖是晚二疊世—早三疊世西秦嶺與南祁連之間古洋盆擴(kuò)張過(guò)程中巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物?？軙曰⒌仍谙暮涌h甘加一帶二疊紀(jì)大關(guān)山組中發(fā)現(xiàn)礁灰?guī)r和枕狀玄武巖共生以及含蛇綠巖巖片的濁積巖［30］，結(jié)合二疊紀(jì)石關(guān)組上部發(fā)現(xiàn)的多層中基性火山巖［80］和大量含凝灰質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r，認(rèn)為正粒序?qū)永?、包卷層理和滑塌?gòu)造發(fā)育，并根據(jù)其巖性組合特征，認(rèn)為其沉積環(huán)境屬于深?！肷詈?。這些區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造證據(jù)表明，夏河—合作地區(qū)在晚二疊世—早三疊世時(shí)期仍處于半深海的活動(dòng)大陸邊緣。

6 結(jié) 語(yǔ)

（1）德烏魯雜巖體由石英閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)斑巖和石英閃長(zhǎng)巖中的暗色微粒包體組成，巖石地球化學(xué)特征表明其屬于偏基性的中—高鉀鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)I型花崗巖類(lèi)型。結(jié)合Sr－Nd同位素組成分析認(rèn)為，德烏魯雜巖體巖漿源區(qū)主要為富鉀的基性下地殼，并存在幔源物質(zhì)加入，在巖漿侵位過(guò)程中發(fā)生殼幔巖漿混合作用。暗色微粒包體可能起源于受板片流體或熔體交代的地幔橄欖巖的部分熔融。

（2）LA－ICP－MS鋯石 U－Pb定年結(jié)果表明，德烏魯雜巖體石英閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)斑巖的侵位時(shí)代分別為（238．6±1．5）Ma和（247．6±1．3）Ma，屬于西秦嶺西北緣印支早期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

（3）結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，德烏魯雜巖體屬于印支早期活動(dòng)大陸邊緣與俯沖構(gòu)造背景相關(guān)的弧巖漿活動(dòng)產(chǎn)物，可能與古特提斯洋洋盆閉合過(guò)程中洋殼向北俯沖有關(guān)。

野外工作得到甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院劉春先工程師的幫助，室內(nèi)工作得到中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院胡浩博士研究生和地球科學(xué)學(xué)院王浩博士研究生的幫助，在此一并致謝。

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