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位于中国大陆中部的秦岭造山带(QOB),呈近东西走向延伸2000余千米,其作为华北克拉通与扬子克拉通之间的不规则大型汇聚带,经历了复杂的俯冲-碰撞-伸展的构造演化旋回。秦岭岩群(秦岭杂岩)位于秦岭造山带的核心地带,是北秦岭地体中最古老的岩石单元,详细记录了秦岭造山带早期的地壳形成与演化历史。该岩石单元中广泛分布着各种侵入体,如:新元古代的牛角山、德河岩体,古生代的富水、板山坪、漂池、灰池子岩体和一些伟晶岩脉体,中生代的沙河湾、东江口和蟒岭岩体等,本论文重点研究了其中的富水镁铁质侵入体和部分伟晶岩脉。 富水杂岩(镁铁质侵入岩)由变辉长岩、变辉长闪长岩、闪长岩和正长岩组成。大部分岩石经历了高绿片岩相到低角闪岩相变质作用。本论文对富水杂岩中的八个样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,定年结果显示其年龄为501-497Ma,本文认为该年龄代表了富水侵入体的岩浆侵位年龄。大多数锆石颗粒显示了负的εHf值,与晚古元古代到早中元古代或新元古代的TDM2模式年龄相一致,表明该镁铁质岩最有可能来源于初始交代的岩石圈地幔的部分熔融所产生的镁铁质熔融体。 富水杂岩没有受到地壳物质的广泛混染,大多数岩石的化学成分在绿片岩相到角闪岩相变质过程中没有发生变化,侵入体岩石在原始地幔标准化的微量元素模式图中显示,其明显富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),而亏损高场强元素(HFSE)。基于微量元素含量,富水侵入岩来源于由金云母二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩等组成的幔源物质经部分熔融(<10%)而产生的母岩浆。这些物质处在一个与俯冲相关的弧环境之中,并且被俯冲板块所释放的流体所改造。富水侵入体的形成与古特提斯商丹洋岩石圈在~500Ma的俯冲作用有关。 此外,本文对该地区的伟晶岩进行了主微量和锆石U-Pb年代学研究。研究表明,伟晶岩与灰池子岩体微量元素差异较大,轻重稀土分馏明显不同,说明伟晶岩脉和灰池子不是绝对的同源演化的关系;由于锆石发生了蜕晶质化作用,其年龄多较分散,基本没有定年意义。但是有一个伟晶岩样品(QL1434-1)谐和度较高,可能指示其形成于379Ma,属于古生代晚期。 随着商丹洋的俯冲-碰撞-闭合,发生了一系列的古生代岩浆作用。从商丹洋俯冲开始,在第一阶段(484-514Ma),形成了富水镁铁质侵入体;随着俯冲加深和折返,在第二阶段(430-484Ma)诱发了多期加里东期不同源岩的岩浆活动,此阶段由俯冲向碰撞转换;随着商丹洋闭合,地壳开始伸展,在第三阶段(380-420Ma)形成一些小岩体和伟晶岩脉,意味着北秦岭造山带古生代岩浆作用落下帷幕。