西秦岭早三叠世陆缘弧环境岩浆作用: 来自那扎岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征的证据

曾俊杰, 蒲万峰, 刘斌, 袁臻, 杨壮. 2023. 西秦岭早三叠世陆缘弧环境岩浆作用: 来自那扎岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征的证据. 地质通报, 42(6): 1001-1012. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.06.012
引用本文: 曾俊杰, 蒲万峰, 刘斌, 袁臻, 杨壮. 2023. 西秦岭早三叠世陆缘弧环境岩浆作用: 来自那扎岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征的证据. 地质通报, 42(6): 1001-1012. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.06.012
ZENG Junjie, PU Wanfeng, LIU Bin, YUAN Zhen, YANG Zhuang. 2023. Magmatism in the Early Triassic continental margin arc environment in the West Qinling mountains: Evidence from zircon U-Pb ages and geochemical characteristics of the Nazha pluton. Geological Bulletin of China, 42(6): 1001-1012. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.06.012
Citation: ZENG Junjie, PU Wanfeng, LIU Bin, YUAN Zhen, YANG Zhuang. 2023. Magmatism in the Early Triassic continental margin arc environment in the West Qinling mountains: Evidence from zircon U-Pb ages and geochemical characteristics of the Nazha pluton. Geological Bulletin of China, 42(6): 1001-1012. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2023.06.012

西秦岭早三叠世陆缘弧环境岩浆作用: 来自那扎岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征的证据

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《甘肃省合作矿集区深部找矿预测》(编号: DD2019057010)和《甘肃省合作矿集区深部找矿预测(早子沟一带)》(编号: 中地调研合同[2020]第211号)
详细信息
    作者简介: 曾俊杰(1970-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事地质矿产调查和技术管理工作。E-mail: 436044828@qq.com
    通讯作者: 蒲万峰(1984-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事区域地质矿产调查工作。E-mail: 395911917@qq.com
  • 中图分类号: P534.51;P588.11;P597+.3

Magmatism in the Early Triassic continental margin arc environment in the West Qinling mountains: Evidence from zircon U-Pb ages and geochemical characteristics of the Nazha pluton

More Information
  • 甘肃合作那扎岩体岩性为花岗斑岩。对岩体地质学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及岩石地球化学特征进行研究, 探讨岩体的成因机制及构造意义, 为该地区印支期的构造演化提供新证据。岩石地球化学分析表明, SiO2含量为69.50%~73.48%, TiO2含量为0.008%~0.084%, CaO含量为0.22%~2.07%, Na2O含量为2.96%~3.40%, K2O含量为4.38%~4.84%, Al2O3含量为14.74%~16.19%, 铝饱和指数A/CNK值为1.49~1.91, >1.1, 里特曼指数σ为1.88~2.27, 属高钾钙碱性过铝质S型花岗岩。稀土元素总量为42.82×10-6~62.85×10-6, LREE/HREE值为16.55~24.19, 轻稀土元素含量相对富集, δEu值为0.79~1.41;高场强元素P、Ti相对亏损, Nb、Ta略有亏损, 大离子亲石元素和轻稀土元素Th、Rb、K相对富集。岩石地球化学特征显示, 那扎岩体起源于地壳变质砂岩和变质泥岩等物质部分熔融, Mg#值高(67~77), 稀土元素总量低, 成岩过程中有幔源组分的加入。花岗斑岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为249.7±1.8 Ma, 形成于早印支期。结合区域地质背景, 认为研究区所在的西秦岭夏河—合作一带, 在早印支期处于地壳和岩石圈加厚的陆缘弧环境, 那扎岩体就是该阶段岩浆作用的产物。

  • 加载中
  • 图 1  夏河—合作地区地质简图(a图据张国伟等, 1995修改)

    Figure 1. 

    图 2  那扎岩体野外(a、b)和镜下(c、d)照片

    Figure 2. 

    图 3  那扎岩体花岗斑岩锆石阴极发光(CL)图像、分析点及年龄

    Figure 3. 

    图 4  那扎岩体锆石U-Pb年龄谐和图(a)及年龄分布图(b)

    Figure 4. 

    图 5  岩石地球化学分类图解

    Figure 5. 

    图 6  那扎岩体稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(稀土元素和微量元素标准化数据据Sun et al., 1989)

    Figure 6. 

    图 7  那扎岩体C/MF-A/MF图解(a, 底图据Alther et al., 2000)和Q-Ab-Or-H2O系相图(b, 底图据Tuttle et al., 1958)

    Figure 7. 

    图 8  那扎岩体花岗岩R1-R2(a, 底图据Batchelor et al., 1985) 与Y-Nb构造环境判别图解(b, 底图据Pearce et al., 1984)

    Figure 8. 

    表 1  那扎岩体花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb年龄测试结果

    Table 1.  LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb age of granite porphyry in Nazha pluton

    测点号 元素含量/10-6 Th/U 同位素比值 同位素年龄/Ma
    Pb Th U 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ 207Pb/206Pb 2σ 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ
    2019ⅢTW-1-4 11.1 90.8 244.0 0.37 0.0596 0.0034 0.3280 0.0190 0.0402 0.0008 500.0 130.0 286.0 14.0 253.8 4.8
    2019ⅢTW-1-5 6.0 35.3 143.0 0.25 0.0530 0.0053 0.2830 0.0260 0.0394 0.0009 190.0 190.0 249.0 20.0 248.9 5.4
    2019ⅢTW-1-6 43.7 204.2 1021.0 0.20 0.0518 0.0018 0.2824 0.0092 0.0396 0.0005 250.0 76.0 252.0 7.3 250.4 2.8
    2019ⅢTW-1-8 56.8 282.6 1312.0 0.22 0.0519 0.0017 0.2835 0.0097 0.0394 0.0006 255.0 73.0 252.9 7.6 249.2 3.6
    2019ⅢTW-1-10 63.7 235.0 1425.0 0.16 0.0539 0.0022 0.3000 0.0130 0.0398 0.0008 344.0 90.0 265.8 10.0 251.9 5.0
    2019ⅢTW-1-11 34.9 272.0 783.0 0.35 0.0502 0.0019 0.2776 0.0100 0.0398 0.0005 212.0 80.0 248.7 7.9 251.3 3.2
    2019ⅢTW-1-14 58.2 262.7 1277.0 0.21 0.0549 0.0018 0.3079 0.0099 0.0401 0.0005 385.0 71.0 272.1 7.7 253.5 3.3
    2019ⅢTW-1-16 46.8 206.3 1116.0 0.18 0.0616 0.0022 0.3290 0.0110 0.0392 0.0004 641.0 75.0 289.3 9.0 247.6 2.8
    2019ⅢTW-1-18 28.7 109.5 681.0 0.16 0.0510 0.0025 0.2770 0.0130 0.0394 0.0005 205.0 100.0 247.3 11.0 249.3 2.9
    2019ⅢTW-1-20 29.0 119.2 722.0 0.17 0.0497 0.0022 0.2710 0.0120 0.0400 0.0007 156.0 95.0 243.0 9.6 252.8 4.1
    2019ⅢTW-1-23 24.1 179.3 520.0 0.34 0.0547 0.0029 0.2990 0.0160 0.0393 0.0007 340.0 110.0 264.0 12.0 248.7 4.2
    2019ⅢTW-1-25 78.7 339.9 1733.0 0.20 0.0533 0.0019 0.2973 0.0110 0.0397 0.0006 322.0 80.0 263.9 8.3 251.0 3.4
    2019ⅢTW-1-31 57.1 251.9 1291.0 0.20 0.0515 0.0011 0.2835 0.0061 0.0396 0.0005 255.0 48.0 253.1 4.8 250.2 3.3
    2019ⅢTW-1-32 66.2 298.3 1456.0 0.20 0.0527 0.0010 0.2817 0.0059 0.0387 0.0004 297.0 44.0 251.6 4.7 244.9 2.6
    注: 样品测试由北京锆年领航科技有限公司完成(2019年)
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    表 2  那扎岩体花岗斑岩主量、微量及稀土元素测试结果

    Table 2.  The analytical results of major, trace and rare earth elements of granite porphyry in Nazha pluton

    元素 GS01 GS02 GS03 GS05 GS06 GS07 GS08 GS10 GS11 GS12 GS13
    SiO2 72.41 72.07 72.27 73.48 72.17 72.51 72.89 69.5 72.67 71.66 72.68
    TiO2 0.035 0.009 0.017 0.084 0.077 0.048 0.054 0.008 0.062 0.045 0.047
    Al2O3 16.19 15.18 14.95 15.08 15.48 15.01 15.46 14.74 15.00 15.08 15.01
    Fe2O3 0.648 0.517 0.516 0.646 0.537 0.824 0.595 0.386 0.464 0.487 0.560
    FeO 0.27 0.16 0.20 0.18 0.25 0.10 0.30 0.16 0.10 0.44 0.16
    MnO 0.024 0.026 0.024 0.021 0.022 0.023 0.019 0.023 0.023 0.024 0.026
    MgO 0.971 0.942 0.945 0.999 1.070 0.984 1.030 0.967 0.990 1.020 0.979
    CaO 0.294 1.100 0.998 0.751 1.06 0.912 0.221 2.070 1.230 1.420 0.978
    Na2O 3.40 3.34 3.20 2.96 3.01 3.21 3.26 3.35 3.11 3.06 3.00
    K2O 4.78 4.59 4.67 4.67 4.73 4.42 4.84 4.44 4.38 4.70 4.77
    P2O5 0.017 0.016 0.017 0.012 0.017 0.009 0.012 0.016 0.009 0.009 0.005
    烧失量 1.38 2.03 1.76 1.69 1.92 1.98 1.38 4.54 2.20 2.20 2.00
    总计 101.64 101.99 101.62 102.70 102.57 102.38 101.69 104.85 102.52 102.64 102.49
    Mg# 66.99 72.87 71.72 70.05 72.23 67.58 68.73 77.26 77.32 67.43 72.44
    Na2O+K2O 8.18 7.93 7.87 7.63 7.74 7.63 8.10 7.79 7.49 7.76 7.77
    Na2O/K2O 0.71 0.73 0.69 0.63 0.64 0.73 0.67 0.75 0.71 0.65 0.63
    σ 2.27 2.15 2.10 1.91 2.05 1.96 2.18 2.24 1.88 2.09 2.03
    A/CNK 1.91 1.68 1.69 1.80 1.76 1.76 1.86 1.49 1.72 1.64 1.72
    A/NK 1.50 1.56 1.45 1.55 1.54 1.49 1.48 1.43 1.58 1.52 1.56
    Na2O/(Na2O+CaO) 0.92 0.75 0.76 0.80 0.74 0.78 0.94 0.62 0.72 0.68 0.75
    MgO/(MgO+TFeO) 0.53 0.60 0.59 0.57 0.59 0.54 0.55 0.66 0.66 0.54 0.60
    Li 51.3 26.3 45.6 26.4 44.8 16.9 33.0 51.0 21.5 19.0 9.8
    Be 6.17 4.59 4.69 3.20 3.57 3.43 2.80 4.45 2.87 3.30 2.74
    Cr 3.80 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70 3.70
    Co 9.80 9.10 12.50 8.70 7.70 8.30 8.10 6.40 7.90 9.10 8.70
    Ni 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70
    Ga 21.9 22.7 21.6 21.5 21.6 22.4 22.1 24.4 21.5 22.0 21.4
    Ge 0.35 0.47 0.72 0.78 0.65 0.96 0.79 1.18 1.00 0.48 0.88
    Rb 210 204 206 164 167 159 174 140 151 166 164
    Sr 193 130 183 199 208 134 188 54 130 249 130
    Y 2.00 1.06 0.79 0.94 2.31 1.60 1.37 1.14 2.38 0.37 1.51
    Zr 71.4 64.8 69.8 83.7 83.3 70.8 70.8 58.7 78.1 80.2 70.0
    Nb 37.6 35.6 30.1 21.1 22.3 24.1 22.0 34.0 22.7 22.6 20.7
    Cs 7.32 6.10 7.66 4.77 6.00 3.81 4.97 6.10 2.68 4.28 2.81
    Ba 531 396 503 953 987 804 875 236 948 797 916
    Hf 4.50 3.30 4.30 3.50 3.20 3.50 3.80 4.20 3.20 3.40 3.40
    Ta 2.55 2.54 2.04 1.30 1.34 1.51 1.45 2.82 1.49 1.49 1.32
    Th 6.86 5.73 5.18 5.64 5.75 4.88 4.69 6.42 5.60 4.31 4.21
    F 900 800 840 900 800 700 870 820 780 940 670
    Te 0.028 0.019 0.022 0.018 0.025 0.025 0.026 0.026 0.021 0.019 0.028
    La 13.90 13.10 13.60 14.10 13.90 11.10 9.70 14.70 13.60 10.00 9.88
    Ce 25.50 23.80 24.70 25.90 25.40 20.10 17.80 26.60 24.90 18.50 18.50
    Pr 3.06 2.83 3.00 3.08 3.04 2.43 2.14 3.17 2.92 2.21 2.20
    Nd 11.40 10.80 11.30 11.60 11.60 9.48 8.21 12.00 11.10 8.56 8.42
    Sm 2.60 2.65 2.66 2.49 2.51 2.26 1.92 2.78 2.43 2.06 1.97
    Eu 0.62 0.56 0.60 0.89 0.92 0.81 0.70 0.60 0.91 0.78 0.73
    Gd 1.77 1.76 1.70 1.54 1.67 1.56 1.30 1.96 1.63 1.38 1.39
    Tb 0.17 0.15 0.15 0.12 0.16 0.14 0.13 0.17 0.16 0.12 0.14
    Dy 0.62 0.45 0.41 0.39 0.63 0.49 0.45 0.50 0.67 0.30 0.51
    Ho 0.09 0.05 0.04 0.05 0.10 0.07 0.07 0.05 0.10 0.03 0.08
    Er 0.24 0.12 0.11 0.14 0.31 0.21 0.19 0.16 0.32 0.08 0.21
    Tm 0.03 0.01 0.01 0.02 0.04 0.03 0.02 0.02 0.04 0.01 0.02
    Yb 0.20 0.09 0.07 0.12 0.27 0.18 0.17 0.12 0.26 0.05 0.15
    Lu 0.03 0.01 0.01 0.02 0.04 0.03 0.02 0.02 0.04 0.01 0.02
    ΣREE 60.23 56.38 58.36 60.46 60.59 48.89 42.82 62.85 59.08 44.09 44.22
    LREE 57.08 53.74 55.86 58.06 57.37 46.18 40.47 59.85 55.86 42.11 41.70
    HREE 3.15 2.64 2.50 2.40 3.22 2.71 2.35 3.00 3.22 1.98 2.52
    LREE/HREE 18.12 20.36 22.34 24.19 17.82 17.04 17.22 19.98 17.35 21.27 16.55
    (La/Yb)N 49.85 104.41 139.36 84.28 36.93 44.23 40.93 87.87 37.52 143.46 47.25
    (La/Sm)N 3.36 3.11 3.22 3.56 3.49 3.09 3.18 3.33 3.52 3.05 3.16
    (Gd/Yb)N 7.14 15.77 19.59 10.35 4.99 6.99 6.17 13.17 5.06 22.26 7.47
    δEu 0.88 0.79 0.86 1.39 1.37 1.32 1.35 0.79 1.40 1.41 1.35
    注:主量元素含量单位为%, 微量与稀土元素含量单位为10-6。A/CNK(摩尔比)=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O);A/NK(摩尔比)=Al2O3(CaO+Na2O+K2O);δEu=[EuN/(Sm+Gd)N]1/2;测试单位:自然资源部兰州矿产资源检测中心, 2019年
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出版历程
收稿日期:  2021-11-17
修回日期:  2022-04-20
刊出日期:  2023-06-15

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