陜西商洛秦嶺群斜長角閃巖年代學研究

劉濤　魏君奇　劉茜　王坤

摘要：秦嶺造山帶一直是近些年來的熱點研究地區。本文以北秦嶺的主體秦嶺群為重點研究對象，采集了位于陜西商洛一帶斜長角閃巖樣品Q18，在巖相學和巖石地球化學研究的基礎上，對其鋯石進行了U-Pb年齡測定。結果顯示，鋯石多成渾圓狀，內部結構單調均一，原有的巖漿環帶基本消失，為強烈變質改造鋯石，其年齡集中在376Ma左右，指示秦嶺群遭受了加里東期造山作用強烈改造。

關鍵詞：秦嶺群；鋯石U-Pb定年；加里東運動

1. 秦嶺群概述

秦嶺群是北秦嶺地塊的主體，近東西向展布近千公里，呈現出大透鏡斷續分布延伸，自西向東經過寶雞太白、眉縣地區、西安戶縣黑河——澇峪地區、長安——榨水縣、商縣——丹鳳——西峽和桐柏地區。

秦嶺群經歷了多次構造和變質作用的改造，其構成與劃分長期以來存在很大的爭議。大多數學者將秦嶺群劃分為三個主要巖性段：上部主要由厚層狀含石墨白云石大理巖，夾有黑云斜長角閃巖等；中部由變粒巖、斜長角閃巖和大理巖組成；下部主要由含石榴黑云斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖，石榴夕線黑云斜長片麻巖等組成。

2. 鋯石定年

Q18樣品中的鋯石多成渾圓狀，內部結構單調均一，主要包括：弱分帶，扇形分帶，為變質成因（圖1），Tu/U偏低，比值介于0.1～0.4之間，顯示為變質成因特征。鋯石均發生了強烈的重結晶作用，這些白色的區域不是變質增生的結果，而是重結晶成因，這種重結晶作用通常發生在高級變質作用條件下的“干”的巖石體系中。這種變質作用條件下流體比較容易被帶出巖石體系，另外，遭受重結晶的鋯石U、Th含量通常會降低，從而使其發光性變弱。鋯石內部不規則的結構也受到重結晶作用的影響，通常重結晶發生在中低級變質作用條件下。對26顆鋯石的定年結果顯示，鋯石的諧和性較好，年齡值較集中，為晚古生代早期（367Ma～386Ma），平均值為376Ma（圖1），該年齡應代表商洛一帶秦嶺群斜長角閃巖的形成年齡。

3. 討論

關于秦嶺巖群的形成時代和變質時代近些年來一直是中外地質學界爭論的話題。秦嶺巖群最初來源于前寒武紀結晶基底雜巖，后來逐漸從秦嶺群中解體出松樹溝蛇綠巖、丹鳳巖群等。針對秦嶺群的形成時代，現如今有三種主流觀點：古元古代、中元古代、新元古代。最初系統提出秦嶺群形成年齡的是張宗清，認為其形成于古元古代[1]。陸松年（2006）通過對秦嶺群副變質巖鋯石定年顯示其主要來源于1.5Ga～1.9Ga的古元古代早期的大陸地殼，另外研究表明，秦嶺群曾被新元古代早期960Ma～900Ma的花崗巖侵入，所以秦嶺群副變質巖的沉積時代應介于1500Ma～960Ma之間，可能為中元古代末期[2]。萬渝生等（2011）通過對張宗清（1994）采自河南西峽的碎屑沉積巖樣品（黑云斜長角閃巖）進行了鋯石年代學研究，得到的年齡值變化范圍從>3.0Ga到～400Ma，具體可劃分為三個年齡區間：① >2.4Ga；② 1.8～700Ma；③ ～450Ma，認為秦嶺群變質沉積巖的原巖形成于古元古代之后，其中部分可能形成于中元古代和新元古代[3]。

秦嶺巖群經歷了復雜構造變形和變質作用演化。目前主流觀點認為晉寧期和加里東-海西期是秦嶺群的主變質期。張宗清等（1996）認為秦嶺地區經歷了（1）1000Ma左右晉寧期；（2）400Ma左右的加里東——早華力西期；（3）280Ma～200Ma的晚華力西-印支期三期強烈地質事件[1]；陸松年等（2006）在秦嶺群樣品中得到了二輝麻粒巖的變質時代512±9.2Ma和淺色脈體的形成時代為499±4.3Ma，表明秦嶺群在早古生代經歷了強烈變質改造 [2]；時毓等（2009）在詳細的鋯石研究基礎上認為秦嶺群主要經歷了早古生代變質熱疊加事件，沒有新元古代變質事件[4]；向華等（2014）研究表明秦嶺造山帶中廣泛發育有450Ma～400Ma的島弧巖漿作用[5]。商洛一帶秦嶺群斜長角閃巖（Q18）的形成年齡為～376Ma，說明斜長角閃巖的原巖在早古生代末期（400Ma左右）發生了強烈的變質作用改造，由于斜長角閃巖屬于中、高級造山變質巖，因而筆者在前人的研究成果基礎上[1-5]，認為早古生代末——晚古生代初秦嶺群發生了大范圍的區域變質作用。

關于北秦嶺在加里東時期是否存在造山運動近些年來存在著一定分歧。有人認為在加里東時期華北與揚子板塊已經發生碰撞對接[6]；還有人認為秦嶺在加里東期不存在造山運動，而是處于裂谷特征的拉張體系中[7]；也有人認為北秦嶺在加里東時期以洋殼的俯沖消減為主，造山運動只存在于局部[8]。閆全人等（2009）通過對秦嶺群中的變質泥沙質巖石中的變質基性巖脈進行鋯石SHRIMP定年，獲得了449Ma的年齡，認為其代表了這一基性巖脈的侵入時代，另外，所測的鋯石呈現橢圓、圓形和柱狀特征，并包裹有石英，在陰極發光下具有扇形分帶，Th/U比值介于0.15～0.48，具有高角閃巖相-麻粒巖相變質鋯石特征，因此449Ma應代表了加里東變質事件的年齡紀錄[9]。對西峽地區秦嶺變質碎屑巖中鋯石測定僅獲得了417～470的變質年齡[3]，這組年齡的變化范圍較大，但由于變質增生變得普遍存在，說明巖石曾遭受過加里東期變質熱事件改造。本文獲得的變質年齡在367～386Ma之間，較前人研究結果顯示年齡值更小，樣品中的變質鋯石代表了原巖在加里東時期經歷了角閃巖相變質作用改造。

4. 結論

（1）商洛地區秦嶺群斜長角閃巖中，變質鋯石的U-Pb年齡為400Ma左右，指示揚子板塊與華北板塊于加里東期俯沖碰撞，商丹縫合帶閉合，發生角閃巖相區域變質作用，導致研究區內基性巖類發生變質作用形成斜長角閃巖，早古生代末期——晚古生代初期應為秦嶺群的主變質期。

（2）秦嶺造山帶及其領近區域存在復雜的早期演化史，秦嶺巖群作為北秦嶺的主體，應為不同時代、不同屬性的巖片組成的構造混雜巖。

參考文獻：

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