東秦嶺鎮(zhèn)平地區(qū)花崗巖巖石地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

賴 亞,趙國(guó)春*,李文蘭,賴群生,樊中玲,易志強(qiáng),文 景

LAI Ya1,ZHAO Guo-Chun1,LI Wen-Lan2,LAI Qun-Sheng3,FAN Zhong-Ling3,YI Zhi-Qiang3,WEN Jing3

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，北京100049；3.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，鄭州450000）

(1.China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083,China;2.College of Earth Science,University of Chinese Academy of Science,Beijing 100049,China;3.No.1 geological exploration institute,Henan provincial bureau of geo-exploration and mineral development,Zhengzhou 450000,China)

秦嶺造山帶是華北板塊和揚(yáng)子板塊長(zhǎng)期匯聚形成的復(fù)合造山帶，西接昆侖和祁連造山帶，東連桐柏-大別造山帶，是我國(guó)中央造山系的重要組成部分[1-8]。秦嶺造山帶至少經(jīng)歷了新元古代、古生代和中生代構(gòu)造巖漿熱事件和造山作用[9-10]；區(qū)內(nèi)發(fā)育大量花崗巖，研究這些花崗巖的時(shí)空分布和地球化學(xué)屬性對(duì)完整了解秦嶺造山帶的形成和演化有著重要幫助。古生代花崗巖在秦嶺巖漿巖中占據(jù)了重要地位，且主要分布于北秦嶺，南秦嶺僅有零星出露。對(duì)于北秦嶺的花崗巖，前人已做了詳細(xì)大量的研究[9-12]，其中王濤等[9]、王曉霞等[10]將北秦嶺古生代花崗巖的演化過(guò)程分為三個(gè)階段，并對(duì)各個(gè)階段花崗巖時(shí)空演變及對(duì)造山作用的響應(yīng)做了較為詳細(xì)的探討。石門巖體和五垛山巖體是北秦嶺東部早古生代的兩個(gè)侵入體?！逗幽鲜〉刭|(zhì)礦產(chǎn)志》[13]報(bào)道黃龍廟-四棵樹巖體（石門巖體）黑云母K-Ar年齡為287 Ma，盧欣祥[14]獲得四棵樹巖體（石門巖體）黑云母K-Ar年齡為287～335 Ma；1∶5萬(wàn)馬山口幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查[15]報(bào)道尖頂巖體、黃石洞巖體（五垛山巖體）黑云母K-Ar年齡為312.5 Ma、332.4 Ma、299.1 Ma，盧欣祥[16]獲得五垛山巖體40Ar-39Ar年齡為448 Ma、Rb-Sr年齡為480 Ma。以往獲得的年齡值受當(dāng)時(shí)測(cè)試技術(shù)限制年齡值差別較大，為此本文以石門巖體和五垛山巖體為研究對(duì)象，對(duì)其形成時(shí)代、巖漿來(lái)源和構(gòu)造環(huán)境等方面進(jìn)行了討論。

圖1 東秦嶺大地構(gòu)造略圖Fig.1 The tectonics map ofeast Qinlingbelt

1 地質(zhì)背景

秦嶺造山帶北以三門峽-魯山斷裂，南以勉略-襄廣斷裂為界分別與華北板塊和揚(yáng)子板塊相鄰；其東部鎮(zhèn)平地區(qū)以欒川-維摩寺斷裂、商丹斷裂、淅川斷裂為界，自北向南可分為華北板塊南緣、北秦嶺、南秦嶺、揚(yáng)子板塊北緣[17-18]（圖1）；北秦嶺以瓦穴子斷裂、朱夏斷裂為界，自北向南依次分布有寬坪巖群、二郎坪群、秦嶺巖群[19]，石門巖體和五垛山巖體侵入于二郎坪群中。寬坪巖群為一套強(qiáng)烈變形、變質(zhì)程度以高綠片巖相為主的中低級(jí)變質(zhì)巖系，原巖主要為（中）基性火山巖、碎屑巖及碳酸鹽巖，總體顯示為一套類復(fù)理石建造[20-25]。二郎坪群是由兩個(gè)大的沉積-火山噴發(fā)旋回組成，變質(zhì)程度自西向東由輕微變質(zhì)至高綠片巖相，形成于大陸邊緣弧后裂谷盆地環(huán)境[20,26-28]，形成時(shí)代為早古生代。早古生代早期，華北板塊南緣發(fā)生弧后擴(kuò)張，形成了陸緣裂谷型的二郎坪群弧后盆地[29]。晚寒武世-早奧陶世，可能存在著以秦嶺巖群為核部的雙向俯沖，即秦嶺洋（商丹洋）沿商丹帶向北俯沖、二郎坪群弧后盆地沿朱夏帶向南俯沖[9-10]；受俯沖作用影響，弧后盆地向北遷移，在其北側(cè)形成了晚古生代柿樹園組的裂陷槽沉積，原二郎坪群弧后盆地閉合，俯沖型巖體相繼侵位，秦嶺巖群向北推覆到二郎坪群之上。秦嶺巖群為一套中深變質(zhì)的長(zhǎng)英質(zhì)（部分為富鋁質(zhì)）陸源碎屑巖-碳酸鹽巖夾基性火山巖建造，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，變質(zhì)程度可達(dá)高角閃巖相-麻粒巖相。

2 巖體地質(zhì)及巖石學(xué)特征

2.1 石門巖體

該巖體分布于四棵樹-石門-安皋一帶（圖2）；北側(cè)侵入早古生代二郎坪群及板山坪巖體，東側(cè)為南陽(yáng)盆地；西側(cè)被五垛山巖體侵入，二者具有清楚的分界線。石門巖體巖性主要為中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，少部分為似斑狀中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖石呈灰白色，中細(xì)粒-中?；◢徑Y(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖3a）。主要礦物組成為：斜長(zhǎng)石（30%～40%），自形-半自形板狀；鉀長(zhǎng)石（20%～35%），半自形-它形板狀；石英（25%～30%），它形粒狀，多呈集合體形狀；片狀黑云母（5%～10%）；白云母1%±（圖3b）。似斑狀中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖中斑晶為鉀長(zhǎng)石，呈自形-半自形板狀，局部卡氏雙晶發(fā)育，粒度一般為（1～1.5）×（1.5～2.5）cm2，少量可達(dá) 1.5×（2～3）cm2，含量 3%～20%。

圖2 石門巖體和五垛山巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Schematic geological map ofShimen and Wuduoshan plutons

2.2 五垛山巖體

該巖體分布于朱夏斷裂北側(cè)云磨垛-五垛山一帶，南側(cè)侵入推覆到二郎坪群之上的秦嶺巖群，西側(cè)和北側(cè)侵入二郎坪群，東側(cè)侵入石門巖體。五垛山巖體巖性主要為中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，少部分為中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、似斑狀中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖石呈灰白色，中粗粒-中?；◢徑Y(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖3 c）。主要礦物組成為：斜長(zhǎng)石（25%～40%），自形-半自形粒狀；鉀長(zhǎng)石（20%～35%），半自形-它形粒狀；石英（25%±），它形粒狀；黑云母（3%～7%），片狀（圖3 d）。似斑狀中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖中斑晶為鉀長(zhǎng)石，自形—半自形板狀，局部卡氏雙晶發(fā)育；粒度一般為（0.8～1.5）×（1.5～2.5）cm2，少量可達(dá)（1～2.5）×（4～5）cm2，含量 10%～30%。

圖3 石門巖體和五垛山巖體野外及鏡下照片F(xiàn)ig.3 Field photographs and microphotographs ofthe Shimen and Wuduoshan granitoid

3 分析方法

3.1 鋯石U-Pb定年

石門巖體的樣品（ZHS1-2）采集于該巖體的中北部，巖性為中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，五垛山巖體的樣品（ZHW1-2）采集于該巖體的東南部，巖性為中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖；樣品重量約3 kg。樣品的鋯石單礦物分選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。將鋯石和標(biāo)樣一起粘在玻璃板上，用環(huán)氧樹脂澆鑄，制成樣靶、拋光，并拍攝透射、反射光照片和陰極發(fā)光照片，對(duì)鋯石顆粒的影像特征進(jìn)行綜合分析以初步判斷其成因。

鋯石LA-ICP-MS測(cè)試由天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成，測(cè)試儀器為激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜儀。實(shí)驗(yàn)選擇的標(biāo)樣為91500，206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值誤差為±2σ。U/Pb比值數(shù)據(jù)處理使用軟件LaDating@Zrn，校正Pb同位素處理使用軟件ComPbcorr#3-18（Anderson etal[30]），校正后的數(shù)據(jù)使用美國(guó)Berkeley地質(zhì)年代學(xué)中心Ludwig[31]編制的ISOPLOT和SQUID程序計(jì)算年齡。

3.2 巖石化學(xué)全分析

6件樣品的制樣及分析由河南?。ǖ氐V局）巖石礦物測(cè)試中心完成。主量元素和微量元素Rb、Nb、Zr、Ba采用 X 熒光光譜儀 3080E 測(cè)試，按GB/T14506.28-1993標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，燒失量采用UV1902PC紫外分光光度計(jì)測(cè)試，按LY/T1253-1999標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；分析的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%～8%。稀土元素和微量元素 Th、U、Ta、Pb、Hf、Sr采用熱電XSERIES2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)試，按DZ/T0223-2001標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；大多數(shù)元素檢出限可達(dá)到10-8，少數(shù)元素為10-6（Ba、Zr）和10-7（Nb、Hf），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。

4 結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb定年

兩個(gè)樣品的定年結(jié)果見表1，諧和曲線及加權(quán)平均年齡見圖4，定年樣品鋯石特征分述如下：

圖4 石門巖體（左）、五垛山巖體（右）鋯石207Pb/235U—206Pb/238U諧和曲線及加權(quán)平均年齡Fig.4 U-Pb concordia and weighted average diagrams ofthe Shimen（left）and Wuduoshan（right）granitoid

（1）樣品ZHS1-2，鋯石呈深粉色，部分鋯石鐵染而呈黃色，透明，金剛光澤。形態(tài)為長(zhǎng)柱狀、短柱狀和粒狀，粒徑0.03～0.32 mm；晶形為半自形雙錐柱狀及斷柱狀，個(gè)別為自形雙錐柱狀；部分鋯石內(nèi)可見黑色、紅色固相、氣液包體；長(zhǎng)寬比1.3～3.0，少數(shù)3.0～4.9，個(gè)別可到6.0。一些鋯石顯示核、幔、邊結(jié)構(gòu)，核部渾圓狀，無(wú)明顯結(jié)晶環(huán)帶，顯示殘留核或繼承核特征；幔部結(jié)晶環(huán)帶發(fā)育的鋯石顯示巖漿結(jié)晶成因特點(diǎn)。位于核部的測(cè)點(diǎn)給出1302 Ma的不諧和207Pb/206Pb年齡，可解釋為殘留核或繼承核年齡。幾個(gè)較老的年齡數(shù)據(jù)（451～461 Ma）與全部年齡值的加權(quán)平均值相差較大，可解釋為捕獲鋯石年齡，不排除是混合年齡的可能，不參與年齡值的計(jì)算。Th/U值為0.13-0.47（表1中省略），獲得的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為428.3±2.1Ma。

（2）樣品ZHW1-2，鋯石呈深粉色，透明，金剛光澤。形態(tài)為長(zhǎng)柱狀、短柱狀和粒狀，粒徑0.02～0.46 mm；晶形為半自形雙錐柱狀及斷柱狀，少數(shù)為自形雙錐柱狀，偶爾可見連晶；部分鋯石內(nèi)可見黑色固相包體和裂紋；長(zhǎng)寬比1.3～3，少數(shù)3～4。一些鋯石顯示核、幔、邊結(jié)構(gòu)，核部渾圓狀，無(wú)明顯結(jié)晶環(huán)帶，顯示殘留核或繼承核特征；發(fā)育多層同心環(huán)帶的鋯石顯示巖漿結(jié)晶成因特點(diǎn)。一些不諧和207Pb/206Pb年齡（598～653 Ma）可能是Pb丟失的結(jié)果。Th/U值為0.28-1.34（表1中省略），獲得的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為414.5±2.3Ma。

4.2 巖石地球化學(xué)特征

石門巖體和五垛山巖體樣品主量、微量和稀土元素分析結(jié)果見表2及表3；在TAS分類圖解（圖5）中，樣品均落入花崗巖區(qū)。

4.2.1 石門巖體

SiO2含量為72.72%～74.02%，全堿含量7.83%～8.15%，K2O/Na2O 比值為 0.90～1.57，Al2O3含量14.31%～15.17%，MgO含量0.25%～0.45%，CaO含量1.20%～1.47%，具有高硅、堿，低鎂的特征。A/CNK值為1.09～1.13，CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算中出現(xiàn)剛玉，在A/NK-A/CNK圖解落入過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域（圖6），屬于過(guò)鋁質(zhì)巖石。里特曼指數(shù)σ（43）=1.92～2.13，在SiO2-K2O圖解上落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域（圖 7）。

表1 石門巖體和五垛山巖體鋯石LA-ICP-MS定年結(jié)果Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb data of the Shimen and Wuduoshan granitoid

續(xù)表1

稀土元素總量為 77.24×10-6～191.70×10-6，總量較低且變化較大；輕重稀土元素比值LREE/HREE 為 11.45～16.75，(La/Yb)N為 19.47-35.35，反映了較強(qiáng)的輕重稀土元素分餾，輕稀土元素富集。稀土元素配分模式圖為右傾型（圖8），Dy-Lu段曲線大致近水平，反映了重稀土元素分異不明顯；重稀土元素虧損顯著且大致呈平坦型分布，可能說(shuō)明了巖漿源區(qū)殘留體可能聚集了較多的富集重稀土元素的礦物（如石榴子石和角閃石）。δEu為0.47～0.68，具明顯的Eu負(fù)異常。該巖體富集大離子親石元素，在微量元素蛛網(wǎng)圖中，出現(xiàn)明顯的Nb、P、Ti負(fù)異常（圖 9），顯示出火山弧花崗巖的特征。ZHS1-1、ZHS1-2兩樣品具高Sr低Y的特點(diǎn)，Sr/Y＞45（50.4、64.0）。

4.2.2 五垛山巖體

SiO2含量為70.66%～76.70%，全堿含量為8.16%～8.47%，K2O/Na2O比值為 1.46～1.72，Al2O3含量為 12.53%～14.34%，MgO含量為 0.14%～0.56%，CaO含量0.89%～2.01%，具有高硅、鉀，低鎂的特征。A/CNK值為1.01～1.05，CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算中出現(xiàn)剛玉，在A/NK-A/CNK圖解中，落入過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域及邊界（圖6），屬于過(guò)鋁質(zhì)巖石。里特曼指數(shù) σ（43）=2.10～2.30。在 SiO2-K2O圖解中，落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域（圖7）。

稀土元素總量為 70.78×10-6～353.10×10-6，總量較高且變化大；輕重稀土元素比值LREE/HREE 為 24.76～28.12，(La/Yb)N為 44.93～46.93，反映了比石門巖體更強(qiáng)的輕重稀土元素分餾，輕稀土元素更富集。稀土元素配分模式圖為右傾型（圖8），與石門巖體相似。δEu為0.58～0.93，具明顯的Eu負(fù)異常至微弱負(fù)異常，明顯負(fù)異?？赡苁菐r漿結(jié)晶分異期間斜長(zhǎng)石結(jié)晶將Eu帶出引起，表明了巖漿分異演化的不均一。該巖體富集大離子親石元素，在微量元素蛛網(wǎng)圖中，亦出現(xiàn)明顯的Nb、P、Ti負(fù)異常（圖9）。

表2 石門巖體和五垛山巖體主量元素分析結(jié)果（%）Table 2 Major elements analysis results(%)of samples from the Shimen and Wuduoshan plutons

表3 石門巖體和五垛山巖體微量元素和稀土元素分析結(jié)果（×10-6）Table 3 Trace elements and REE analysis results(×10-6）of samples from the Shimen and Wuduoshan plutons

圖5 石門巖體和五垛山巖體TAS分類圖解Fig.5 TASclassification ofthe Shimen and Wuduoshan granitoid

圖6 石門巖體、五垛山巖體A/NK-A/CNK判別圖解Fig.6 A/NK-A/CNKplotoftheShimenandWuduoshangranitoid

圖7 石門巖體和五垛山巖體SiO2-K2O圖解Fig.7 SiO2-K2Oplot ofthe Shimen and Wuduoshan granitoid

5 巖體侵位時(shí)代、成因及構(gòu)造環(huán)境

5.1 巖體侵位時(shí)代

鎮(zhèn)平地區(qū)石門巖體和五垛山巖體兩個(gè)樣品中挑選出的鋯石具有晶形完好、晶棱清晰、長(zhǎng)寬比較大、幔部結(jié)晶環(huán)帶發(fā)育的特征，從而保證了測(cè)試結(jié)果的可靠性。根據(jù)LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果，可以將鎮(zhèn)平地區(qū)花崗巖侵入時(shí)代分為中志留世（428.3±2.1 Ma，石門巖體）和早泥盆世（414.5±2.3 Ma，五垛山巖體）兩個(gè)階段。

5.1.1 第一階段428.3±2.1Ma（石門巖體）

石門巖體巖性主要為中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，侵入二郎坪群及板山坪巖體。巖石化學(xué)具高硅、鈉，低鎂的特征，屬過(guò)鋁質(zhì)、鈣堿性系列巖石。通常將花崗巖類的A/CNK=1.1值和Fe2O3/FeO比值（0.4）作為區(qū)分I型花崗巖和S型花崗巖的標(biāo)志；I型花崗巖A/CNK小于1.1，F(xiàn)e2O3/FeO比值大于0.4，S型花崗巖則相反。研究發(fā)現(xiàn)，晚奧陶世-中志留世的花崗巖是秦嶺古生代花崗巖的主體，遍布整個(gè)北秦嶺，且以I型花崗巖為主。石門花崗巖體A/CNK的值為1.09-1.13，而Fe2O3/FeO比值為4.5-7.3，在A-C-F圖解中樣品落入I型花崗巖區(qū)（圖10）。

5.1.2 第二階段414.5±2.3Ma（五垛山巖體）

五垛山巖體巖性主要為中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，侵入秦嶺巖群、二郎坪群和石門巖體。巖石化學(xué)具高硅、鉀，低鎂的特征，屬過(guò)鋁質(zhì)、鈣堿性系列巖石。A/CNK值為 1.01-1.05，F(xiàn)e2O3/FeO比值為0.4-1.4，在A-C-F圖解中樣品落入I型花崗巖區(qū)（圖 10）。

5.2 巖石成因

5.2.1 石門巖體

石門巖體為I型花崗巖，巖石地球化學(xué)特征與北秦嶺晚奧陶世-中志留世I型花崗巖相似，在微量元素蛛網(wǎng)圖中，輕稀土和大離子親石元素的曲線形態(tài)相似，出現(xiàn)Nb、P、Ti負(fù)異常。晚奧陶世-中志留世是秦嶺古生代花崗巖侵位的主要時(shí)代，在該時(shí)期形成大量有幔源物質(zhì)加入下地殼深熔為主的I型花崗巖[9-10]。同時(shí)，石門巖體還具有高Sr低Y的特點(diǎn)。一般認(rèn)為，具有高Sr低Y特征的中酸性侵入巖其源區(qū)深度可能超過(guò)40 km[32-33]。

圖8 石門巖體和五垛山巖體稀土元素配分模式圖Fig.8 REE pattern diagrams ofthe Shimen and Wuduoshan granitoids

圖9 石門巖體和五垛山巖體微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.9 PM-normalized trace element spidergrams ofthe Shimen and Wuduoshan granitoids

圖10 石門巖體和五垛山巖體A-C-F判別圖解Fig.10 A-C-F plot ofthe Shimen and Wuduoshan granitoids

綜上，石門巖體為I型花崗巖，其成因可能以下地殼深熔為主，并有幔源物質(zhì)加入。

5.2.2 五垛山巖體

巖石地球化學(xué)特征表明，五垛山巖體的微量元素及稀土元素與石門巖體相似，均表現(xiàn)為富集大離子親石元素，Ta、Nb、P、Ti負(fù)異常，顯示出火山弧花崗巖特征。稀土元素Eu負(fù)異明顯至不明顯，配分曲線為右傾型；比石門巖體更強(qiáng)的輕重稀土元素分餾，輕稀土元素更富集。與石門巖體相比，五垛山巖體的高Sr低Y特征不明顯，暗示源區(qū)深度相對(duì)較淺。

綜上，五垛山巖體為I型花崗巖，其成因同石門巖體，可能以下地殼深熔為主，并有幔源物質(zhì)加入，形成深度較石門巖體淺。

5.3 花崗巖形成的構(gòu)造環(huán)境

Maniar[34]等按照構(gòu)造環(huán)境將花崗巖劃分為7類，其中與造山作用的有關(guān)的花崗巖有島弧型（IAG）、大陸弧型（CAG）、大陸碰撞型（CCG）和造山期后型（POG）四類。本文樣品在CaO-(TFeO+MgO)圖解和 MgO-TFeO 圖解（Maniar，1989）[34]中的投點(diǎn)均落入IAG+CAG+CCG區(qū)域（圖11 a-b）；在Yb-Ta和 (Yb+Ta)-Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖11 c-d，據(jù)Pearce[35]）中，分別落入syn-COLG與VAG邊界附近、VAG區(qū)域。據(jù)此推測(cè)，石門巖體和五垛山巖體均為島弧型系列。

鎮(zhèn)平地區(qū)位于北秦嶺構(gòu)造帶東段，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史，前人對(duì)秦嶺構(gòu)造帶做了大量的工作，對(duì)其地質(zhì)演化提出了眾多認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)古秦嶺洋的俯沖時(shí)限和俯沖方向存在不同認(rèn)識(shí)。近年，王濤等[9]、王曉霞等[10]綜合考慮秦嶺洋沿商丹構(gòu)造帶、二郎坪弧后盆地沿朱夏構(gòu)造帶俯沖、碰撞的格局，認(rèn)為在早古生代可能存在著以秦嶺巖群為核部的雙向俯沖，即秦嶺洋（商丹洋）沿商丹帶向北俯沖、二郎坪弧后盆地沿朱夏帶向南俯沖，并將北秦嶺古生代的造山過(guò)程分為三個(gè)階段：第一階段（505～470Ma），以板塊俯沖為主；第二階段（450～422Ma），為塊體的聚合碰撞過(guò)程；第三階段（415～400Ma），為全面聚合碰撞的晚期。

晚奧陶世-中志留世的花崗巖在北秦嶺構(gòu)造帶大量發(fā)育，根據(jù)區(qū)域構(gòu)造研究，該時(shí)期已經(jīng)發(fā)生塊體碰撞，致使秦嶺巖群向西擠出抬升，花崗巖侵位中心向東遷移[9,10,36]。石門巖體位于北秦嶺構(gòu)造帶東部，鋯石U-Pb年齡為428.3±2.1 Ma，屬中志留世。碰撞作用致使地殼加厚，在其后的塊體抬升過(guò)程中，有幔源物質(zhì)加入的下地殼熔融形成巖漿并上侵，形成I型花崗巖的石門巖體。

早泥盆世（415-400Ma）的花崗巖活動(dòng)較弱，形成于碰撞晚期階段。五垛山巖體鋯石U-Pb年齡為414.5±2.3 Ma，根據(jù)花崗巖強(qiáng)烈分異、富鉀的特征推斷，巖體是在非擠壓伸展環(huán)境下陸殼物質(zhì)熔融巖漿較強(qiáng)分異演化的結(jié)果，其形成指示構(gòu)造活動(dòng)已明顯減弱。

圖11 石門巖體和五垛山巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.11 Tectonic environmental plots the Shimen and Wuduoshan granitoids

6 結(jié)論

（1）石門巖體和五垛山巖體巖性均為黑云母二長(zhǎng)花崗巖，地球化學(xué)特征為高硅、低鎂，富集輕稀土元素和大離子親石元素，虧損重稀土元素，顯示為I型鈣堿性花崗巖類。物質(zhì)來(lái)源均以殼源為主，并有幔源物質(zhì)加入。

（2）LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果：石門巖體為428.3±2.1 Ma，形成于中志留世階段，五垛山巖體為414.5±2.3 Ma，為早泥盆世階段。

（3）石門巖體和五垛山巖體均為島弧型花崗巖，它們的形成與揚(yáng)子板塊和華北板塊在早古生代俯沖碰撞作用有關(guān)。石門巖體形成于碰撞抬升階段，五垛山巖體形成于碰撞晚期階段。

[1]Mattauer M,Matte P,Malavieille J,Tapponnier P,Maluski H,Xu Z Q,Lu Y L,Tang Y Q.Tectonics of Qinling Belt:Build-up and evolution of Eastern Asia[J].Nature,1985,317(6037):496-500.

[2]A.Krner,Zhang G W,Sun Y.Granulites in the Tongbai Area,Qinling Belt,China:Geochemistry,petrology,single zircon geochronology,and implications for the tectonic evolution ofeastern Asia[J].Tectonics,1993,12(1):245-255.

[3]Meng Q R,Zhang G W.Timing of collision of the North and South China blocks:Controversy and reconciliation[J].Geology,1999，27（2）：123-126.

[4]張國(guó)偉，袁學(xué)誠(chéng)，張本仁，肖慶輝.秦嶺造山帶與大陸動(dòng)力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2001：1-806.

[5]張國(guó)偉，孟慶任，于在平，孫勇，周鼎武，郭安林.秦嶺造山帶的造山過(guò)程及其動(dòng)力學(xué)特征[J].中國(guó)科學(xué)(D輯：地球科學(xué)),1996,26(3)：193-200.

[6]MengQR,Zhang GW.Geologic framework and tectonic evolution ofthe Qinlingorogen,central China[J].Tectonophysics,2000,323(3/4):183-196.

[7]Dong Y P,Liu X M,Neubauer F,Zhang G W,Tao N,Zhang Y G,Zhang X N,Li W.Timing of Paleozoic amalgamation between the North China and South China Blocks:Evidence from detrital zircon U-Pb ages[J].Tectonophysics,2013,586(2):173-191.

[8]楊經(jīng)綏，許志琴，馬昌前，吳才來(lái),張建新,王宗起,王國(guó)燦,張宏飛,董云鵬,賴紹聰.復(fù)合造山作用和中國(guó)中央造山帶的科學(xué)問(wèn)題[J].中國(guó)地質(zhì),2010,37(1)：1-11.

[9]王濤，王曉霞，田偉，張成立,李伍平,李舢.北秦嶺古生代花崗巖組合、巖漿時(shí)空演變及其對(duì)造山作用的啟示[J].中國(guó)科學(xué)(D輯：地球科學(xué))，2009,39(7)：949-971.

[10]王曉霞，王濤，張成立.秦嶺造山帶花崗質(zhì)巖漿作用與造山帶演化[J].中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué),2015,45(8)：1109-1125.

[11]胡健民，崔建堂，孟慶任，趙長(zhǎng)纓.秦嶺柞水巖體鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義 [J].地質(zhì)論評(píng),2004,50(3)：323-329.

[12]張宏飛，駱庭川，張本仁.北秦嶺漂池巖體的源區(qū)特征及其形成的構(gòu)造環(huán)境[J].地質(zhì)論評(píng)，1996,42(3)：209-214.

[13]楚新春，王亨治，申學(xué)廣.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)志[M].鄭州：中國(guó)展望出版社,1992：1-1369.

[14]盧欣祥.龍王山童A型花崗巖地質(zhì)礦化特征[J].巖石學(xué)報(bào),1989,5(1)：69-79.

[15]張興遼，宋峰，朱廣彬，等.1∶5萬(wàn)赤眉鎮(zhèn)幅（I-49-104-B）馬山口幅（I-49-105-A）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].鄭州：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳第四地質(zhì)調(diào)查隊(duì),1990：1-264.

[16]盧欣祥，尉向東，肖慶輝，張宗清,李惠民,王衛(wèi).秦嶺環(huán)斑花崗巖的年代學(xué)研究及其意義[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),1999,(4)：372-377.

[17]燕長(zhǎng)海，劉國(guó)印，彭翼.豫西南地區(qū)鉛鋅銀成礦規(guī)律[M].北京：地質(zhì)出版社,2009：1-369.

[18]Dong YP,Zhang GW,Hauzenberger C,Neubauer F,Yang Z,Liu XM.Palaeozoic tectonics and evolutionary history of the Qinling orogen: Evidence from geochemistry and geochronology of ophiolite and related volcanic rocks[J].Lithos,2011,122:39-56.

[19]湯清龍，趙志強(qiáng)，吉恒召，楊濤，牛磊.東秦嶺二郎坪群地質(zhì)特征及成礦規(guī)律[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2010,26(4)：45-54.

[20]許志琴，盧一倫，湯耀慶，等.東秦嶺復(fù)合山鏈的形成-變形、演化及板塊動(dòng)力學(xué) [M].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，1988：1-193.

[21]劉國(guó)惠，張壽廣，游振東，等.秦嶺造山帶主要變質(zhì)巖群及變質(zhì)演化[M].北京：地質(zhì)出版社,1993：1-190.

[22]張國(guó)偉，孟慶任，賴紹聰.秦嶺造山帶的結(jié)構(gòu)構(gòu)造[J].中國(guó)科學(xué)(B輯),1995;25(9)：994-1003.

[23]陳瑞保，崔霄峰，楊俊峰.寬坪巖群斜長(zhǎng)角閃巖Sm-Nd同位素年齡[J].河南地質(zhì),1999,17(4)：278-282.

[24]李榮社.陜西寬坪巖群變基性熔巖鋯石U-Pb年齡 [J].陜西地質(zhì),2002,(1)：72-78.

[25]董云鵬，張國(guó)偉，趙霞，姚安平.北秦嶺元古代構(gòu)造格架與演化[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2003,27(2)：115-124.

[26]張國(guó)偉，梅志超，李桃紅.秦嶺造山帶的南部古被動(dòng)大陸邊緣,秦嶺造山帶的形成及演化[M].西安：西北大學(xué)出版社，1988：86-98.

[27]張本仁，歐陽(yáng)建平，韓吟文，匡少平.北秦嶺古聚會(huì)帶殼幔再循環(huán)[J].地球科學(xué),1996,21(5)：15-21.

[28]李亞林，張國(guó)偉，王根寶，高鳳泉.北秦嶺小寨變質(zhì)沉積巖系的地質(zhì)特征及其構(gòu)造意義 [J].沉積學(xué)報(bào),1999,17(4)：99-103.

[29]王世炎，劉振宏，武太安，等.1∶25萬(wàn)內(nèi)鄉(xiāng)縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].河南省地質(zhì)調(diào)查院,2002：1-492.

[30]Andersen T.Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report204Pb[J].Chemical Geology,2002，192(1-2):59-79.

[31]Ludwig K R.ISOPLOT 3.0:A geochronological toolkit for Microsoft Excel.Berkeley geochronology center special publication,2003.

[32]Winther K T,Newton R C.Experimental melting of hydrous low-K tholeiite:Evidence on the origin of Archean cratons[J].Bulletin of the Geological Society of Denmark,1991，39(5):2932-2945.

[33]張旗，王焰，李承東，金惟俊,賈秀勤.花崗巖的Sr-Yb分類及其地質(zhì)意義[J].巖石學(xué)報(bào),2006,2(9):2249-2269.

[34]Maniar P D,Piccoli P M.Tectonic discrimination of granitoids[J].Geological Society of America Bulletin，1989,101（5）：635-643.

[35]Pearce J A,Harris N B W,Tindle A G.Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks[J].Journal of Petrology,1984,25(4):956-983.

[36]Wang T,Pei X Z,Wang X X,Hu N G,Li W P,Zhang G W.Orogen-Parallel Westward Oblique Uplift of the Qinling Basement Complex in the Core of the Qinling Orogen(China):An Example of Oblique Extrusion of Deep-Seated Metamorphic Rocks in a Collisional Orogen[J].Journal of Geology,2005,113(2):181-200.