陕西商洛秦岭群斜长角闪岩年代学研究

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摘要：秦岭造山带一直是近些年来的热点研究地区。本文以北秦岭的主体秦岭群为重点研究对象，采集了位于陕西商洛一带斜长角闪岩样品Q18，在岩相学和岩石地球化学研究的基础上，对其锆石进行了U-Pb年龄测定。结果显示，锆石多成浑圆状，内部结构单调均一，原有的岩浆环带基本消失，为强烈变质改造锆石，其年龄集中在376Ma左右，指示秦岭群遭受了加里东期造山作用强烈改造。

关键词：秦岭群；锆石U-Pb定年；加里东运动

1. 秦岭群概述

秦岭群是北秦岭地块的主体，近东西向展布近千公里，呈现出大透镜断续分布延伸，自西向东经过宝鸡太白、眉县地区、西安户县黑河——涝峪地区、长安——榨水县、商县——丹凤——西峡和桐柏地区。

秦岭群经历了多次构造和变质作用的改造，其构成与划分长期以来存在很大的争议。大多数学者将秦岭群划分为三个主要岩性段：上部主要由厚层状含石墨白云石大理岩，夹有黑云斜长角闪岩等；中部由变粒岩、斜长角闪岩和大理岩组成；下部主要由含石榴黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩，石榴夕线黑云斜长片麻岩等组成。

2. 锆石定年

Q18样品中的锆石多成浑圆状，内部结构单调均一，主要包括：弱分带，扇形分带，为变质成因（图1），Tu/U偏低，比值介于0.1～0.4之间，显示为变质成因特征。锆石均发生了强烈的重结晶作用，这些白色的区域不是变质增生的结果，而是重结晶成因，这种重结晶作用通常发生在高级变质作用条件下的“干”的岩石体系中。这种变质作用条件下流体比较容易被带出岩石体系，另外，遭受重结晶的锆石U、Th含量通常会降低，从而使其发光性变弱。锆石内部不规则的结构也受到重结晶作用的影响，通常重结晶发生在中低级变质作用条件下。对26颗锆石的定年结果显示，锆石的谐和性较好，年龄值较集中，为晚古生代早期（367Ma～386Ma），平均值为376Ma（图1），该年龄应代表商洛一带秦岭群斜长角闪岩的形成年龄。

3. 讨论

关于秦岭岩群的形成时代和变质时代近些年来一直是中外地质学界争论的话题。秦岭岩群最初来源于前寒武纪结晶基底杂岩，后来逐渐从秦岭群中解体出松树沟蛇绿岩、丹凤岩群等。针对秦岭群的形成时代，现如今有三种主流观点：古元古代、中元古代、新元古代。最初系统提出秦岭群形成年龄的是张宗清，认为其形成于古元古代[1]。陆松年（2006）通过对秦岭群副变质岩锆石定年显示其主要来源于1.5Ga～1.9Ga的古元古代早期的大陆地壳，另外研究表明，秦岭群曾被新元古代早期960Ma～900Ma的花岗岩侵入，所以秦岭群副变质岩的沉积时代应介于1500Ma～960Ma之间，可能为中元古代末期[2]。万渝生等（2011）通过对张宗清（1994）采自河南西峡的碎屑沉积岩样品（黑云斜长角闪岩）进行了锆石年代学研究，得到的年龄值变化范围从>3.0Ga到～400Ma，具体可划分为三个年龄区间：① >2.4Ga；② 1.8～700Ma；③ ～450Ma，认为秦岭群变质沉积岩的原岩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]。

秦岭岩群经历了复杂构造变形和变质作用演化。目前主流观点认为晋宁期和加里东-海西期是秦岭群的主变质期。张宗清等（1996）认为秦岭地区经历了（1）1000Ma左右晋宁期；（2）400Ma左右的加里东——早华力西期；（3）280Ma～200Ma的晚华力西-印支期三期强烈地质事件[1]；陆松年等（2006）在秦岭群样品中得到了二辉麻粒岩的变质时代512±9.2Ma和浅色脉体的形成时代为499±4.3Ma，表明秦岭群在早古生代经历了强烈变质改造 [2]；时毓等（2009）在详细的锆石研究基础上认为秦岭群主要经历了早古生代变质热叠加事件，没有新元古代变质事件[4]；向华等（2014）研究表明秦岭造山带中广泛发育有450Ma～400Ma的岛弧岩浆作用[5]。商洛一带秦岭群斜长角闪岩（Q18）的形成年龄为～376Ma，说明斜长角闪岩的原岩在早古生代末期（400Ma左右）发生了强烈的变质作用改造，由于斜长角闪岩属于中、高级造山变质岩，因而笔者在前人的研究成果基础上[1-5]，认为早古生代末——晚古生代初秦岭群发生了大范围的区域变质作用。

关于北秦岭在加里东时期是否存在造山运动近些年来存在着一定分歧。有人认为在加里东时期华北与扬子板块已经发生碰撞对接[6]；还有人认为秦岭在加里东期不存在造山运动，而是处于裂谷特征的拉张体系中[7]；也有人认为北秦岭在加里东时期以洋壳的俯冲消减为主，造山运动只存在于局部[8]。闫全人等（2009）通过对秦岭群中的变质泥沙质岩石中的变质基性岩脉进行锆石SHRIMP定年，获得了449Ma的年龄，认为其代表了这一基性岩脉的侵入时代，另外，所测的锆石呈现椭圆、圆形和柱状特征，并包裹有石英，在阴极发光下具有扇形分带，Th/U比值介于0.15～0.48，具有高角闪岩相-麻粒岩相变质锆石特征，因此449Ma应代表了加里东变质事件的年龄纪录[9]。对西峡地区秦岭变质碎屑岩中锆石测定仅获得了417～470的变质年龄[3]，这组年龄的变化范围较大，但由于变质增生变得普遍存在，说明岩石曾遭受过加里东期变质热事件改造。本文获得的变质年龄在367～386Ma之间，较前人研究结果显示年龄值更小，样品中的变质锆石代表了原岩在加里东时期经历了角闪岩相变质作用改造。

4. 结论

（1）商洛地区秦岭群斜长角闪岩中，变质锆石的U-Pb年龄为400Ma左右，指示扬子板块与华北板块于加里东期俯冲碰撞，商丹缝合带闭合，发生角闪岩相区域变质作用，导致研究区内基性岩类发生变质作用形成斜长角闪岩，早古生代末期——晚古生代初期应为秦岭群的主变质期。

（2）秦岭造山带及其领近区域存在复杂的早期演化史，秦岭岩群作为北秦岭的主体，应为不同时代、不同属性的岩片组成的构造混杂岩。

参考文献：

[1] 张宗清，张国伟，付国民，等.秦岭变质地层年龄及其构造意义[J].中国科学（D辑：地球科学），1996，03：216-222.

[2] 陆松年，陈志宏，相振群，等.秦岭岩群副变质岩碎屑锆石年龄谱及其地质意义探讨[J].地学前缘，2006，06：303-310.

[3] 万渝生，刘敦一，董春艳，殷小艳.西峡北部秦岭群变质沉积岩锆石SHRIMP定年：物源区复杂演化历史和沉积、变质时代确定[J].岩石学报，2011，v.2704：1172-1178.

[4] 时毓，于津海，徐夕生，等.秦岭造山带东段秦岭岩群的年代学和地球化学研究[J].岩石学报，2009，10：2651-2670.

[5] 向华，钟增球，李晔等.北秦岭造山带早古生代多期变质与深熔作用：锆石U-Pb年代学证据[J].岩石学报，2014，08：2421-2434.04：248-250.

[6] 张本仁.秦巴区域岩石圈组成、构造发展与成矿规律的地球化学研究[J].矿物岩石地球化学通讯，1991，04：248-250.

[7] 杨志华.秦岭造山带的构造格架和构造单位新划分[J].地质科技情报，1996，03：44-49.

[8] 田伟，魏春景.北秦岭造山带加里东期低Al-TTD系列：岩石特征、成因模拟及地质意义[J].中国科学（D辑：地球科学），2005，03：215-224.

[9] 闫全人，王宗起，等.秦岭岩群中两类斜长角闪岩的性质和时代及其地质意义[J].岩石学报，2009，v.2509：2177-2194.

[10] 殷龙飞，刘坤鹏，于宏伟.北秦岭成矿带西段关山岩体地球化学特征与铀成矿[J].西部资源，2016（04）.

[11] 刘敬青，赵鸿.辽东含矿岩系斜长角闪岩原岩恢复[J].西部资源，2016（04）.