（构造地质学专业论文）沙河湾岩体的地球化学特征及其构造归属再研究.pdf

摘要 沙河湾花岗岩位于商州地区附近，因其具有环斑结构所以一直被认为是奥长 环斑花岗岩，并被作为重要成员与北秦岭其它地区发现的奥长环斑花岗岩构成了 一条“造山带环斑花岗岩带”删。这些岩体的年龄被看作秦岭造山带主造山过程 结束，后造山陆内演化开始的证据。这与目前公认的华南、华北三叠纪最终碰撞 的研究结果相矛盾“4 。因此，对沙河湾岩体进行更迸一步的研究，探讨其构造归 属对于印支期末秦岭造山带的构造演化及其动力学研究具有重要意义。 本文在前人大量的地质学、岩相学、矿物学和年代学研究的基础上，对沙河 湾岩体的主量元素、微量元素地球化学进行了研究。结果显示沙河湾岩体与附近 同一时期的曹坪岩体，及南秦岭花岗岩带的米坝、光头山、张家坝等岩体的地球 化学特征很相近。s i 0 2 = 6 4 9 9 6 9 6 9 ，具有高的a 1 2 0 3 ( 1 4 5 3 1 6 2 ) ，富 集轻稀土和大离子亲石元素，尤其是沙河湾岩体没有明显e u 的负异常，表现出与 典型的板内奥长环斑花岗岩明显不同的微量元素地球化学特点。因此，它可能是 一种造山带环斑花岗岩，而不是典型的奥长环斑花岗岩。沙河湾环斑花岗岩的年 龄曾被看作秦岭造山带主造山过程结束，后造山陆内演化开始的证据。根据本文 的结果，我们认为沙河湾岩体与曹坪和其它南秦岭同碰撞型花岗岩形成于相同的 地质背景，所以不能用其环斑结构来限制秦岭造山带主造山过程结束时代。 关键词：沙河湾；奥长环斑花岗岩；地球化学；同碰撞；秦岭造山带 a b s t r a c t t h es h a h e w a ng r a n i t ep l u t o ni sl o c a t e dn e a rs h a n g z h o u ，i nc e n t r a l c h i n a i tw a sr e g a r d e da sa ni m p o r t a n tm e m b e ro ft h et r i a s s i c “o r o g e n i c r a p a k i v i ”i nt h en o r t hq i n l i n gb e l tb a s e do np e t r o g r a p h i cs t u d i e s a l t h o u g ht h ef o r m a t i o no fr a p a k i v ii ss t i l ln o tw e l lk n o w n ，i ti su s u a l l y f o r m e dm o r et h a n1 0 0m aa f t e rc e l l i s i o n ，s u c ht h a tar a p a k i v ib e l ti nt h e q i n l i n go r o g e nw a su s e dt oa r g u ef o rt h et e r m i n a t i o no ft h em a i no r o g e n i c p r o c e s sa n db e g i n n i n go ft h ep o s t c o l l i s i o ne v o l u t i o no fo i n l i n go r e g o n b e l t d 町i no t h e rw o r d s t h em a i nc o l l i s i o nb e t w e e nt h es o u t ha n dn o r t h c h i n ab l o c k so c c u r r e dm u c he a r l i e rt h a ng e n e r a l l ya c c e p t e d ( t r i a s s i c ) t h e r e f o r e ，d e t a i l e ds t u d yo nt h eg e o c h e m c i a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h e s h a h e w a ng r a n i t ei si m p o r t a n tt ou n d e r s t a n d i n gi t st e c t o n i ca f f i n i t ya n d ， t h ee v o l u t i o no fq i n l i n go r o g e n i cb e l t a c c o r d i n gt ot h em a j o ra n dt r a c ee i e m e n tc o m p o s i t i o n so fs a m p l e sf r o m s h a h e w a na n dn e a r b ys y n - c o l l i s i o n a lg r a n i t e s ，s h a h e w a ng r a n i t eh a st h e s d m eg e o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa st h o s eo ft h en e a r b yc a o p i n gg r a n i t e s a n do t h e rs y n e e l l i s i o n a lg r a n i t e sa l la l o n gt h es o u t hq i n l i n gg r a n i t e b e l t ，w i t hs i o zo f6 4 9 9 6 9 6 9 ，h i g ha 1 2 0 3c o n t e n t s ( 1 4 5 3 1 6 2 ) t h e s es a m p l e sa r ee n r i c h e di nl r e ea n dl i l e ，w i t h o u to b v i o u se ua n o m a l y ( e u = o 8 3 1 1 0 ) ，a n dt h u sa r ed i s t i n c t i v e l yd i f f e r e n tf r o mt y p i c a l r a p a k i v i t h e r e f o r e ，i td o e sn o tr e p r e s e n tt h ee n do ft h ec e l l i s i o n b e t w e e nt h en o r t ha n ds o u t hc h i n ab l o c k sa l o n gt h eo i n l i n go r o g e n i cb e l t k e yw o r d ：s h a h e w a n ，r a p i k i v i ，g e o c h e m i s t r y ，s y n - c o l l i s i o n ，q i n l i n g o r o g e n i cb e l t 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻 读学位期问论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被 查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文 章一律注明作者单位为西北大学。 保密论文待 学位论文作指导教师签名：盟 叼年f 其 b 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 1 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论 1 前言 环斑花岗岩( r a p a k i v ig r a n i t e ) 最初是以环斑结构( r a p a k i v it e x t u r e ) 命 名的。在芬兰语中“r a p a k i v i ”意指脆的、易于破碎、易剥落的岩块( c r u m b l y r o c k ) ，形容长石巨斑风化后经常成岩块剥落而成“砾石”的特征。其主要特点 为：碱性长石为卵状；卵状钾长石具奥长石一中长石外壳；有些碱性长 石可以无斜长石外壳；碱性长石斑晶还可以成自形一半自形等；造岩矿物 通常有两个世代或两个以上世代；其中实质特点是长石斑晶呈卵球状。环斑结构 ( r a p a k i v it e x t u r e ) 是环斑花岗岩最主要的特征。它有狭义和广义两种。狭义 的环斑结构( r a p a k i v it e x t u r es e ns u s tr i c t o ) 是指像芬兰南部环斑花岗岩中 的那种结构。v o r m a 描述这种结构的特征是：卵圆形的钾长石巨晶具奥长石一中长 石外壳，也有一些卵圆形的钾长石巨晶可无外壳：钾长石和石英均具两期，自 形早期的石英为高温石英。广义的环斑结构( r a p a k i v it e x t u r es e n s ul a t e ) 则 泛指钾长石巨晶具斜长石外壳，钾长石巨晶可以是卵圆形，也可以是自形的， 斜长石外壳可以从钠长石( a n 6 ) 到中长石( a n 3 5 ) 。以往，以v o r m a 。b a t e s 和 j a c k s o n 为代表的学者一般把具有环斑结构的花岗岩类岩石称之为环斑花岗岩。 因此，长期以来具有环斑结构的花岗岩就是环斑花岗岩，这是人们一般的概念。 典型的环斑花岗岩是大约3 0 0 年前在芬兰南部发现的。1 8 9 1 年，j j s e d e r h o l m 将其介绍给了全球读者。接着在十九世纪末二十世纪初，在瑞士和乌 克兰也发现了环斑花岗岩。在二次世界大战之后，在波罗的海国家、南格陵兰、 拉布拉多、美国西部、委内瑞拉、巴西、博茨纳瓦和其它一些前寒武纪地盾中发 现了大量的环斑花岗岩，出现了研究环斑花岗岩的热潮。元古代环斑花岗岩及其 相应岩套被认为是重要构造岩浆事件或者大陆地壳形成时期的标志。因此，人们 认为环斑花岗岩的特征是产出于非造山带环境，形成于元古代，具有环斑结构。 但早在2 0 世纪3 0 年代，前苏联就曾报道过早古生代乌拉尔造山带中的环斑 花岗岩和环斑状花岗岩。元古代之后，特别是造山带中是否发育有环斑花岗岩? 这些问题一直未有明确结论。而近些年来，又有一些报道显示，环斑花岗岩似乎 可以发育于造山带环境。例如。在巴西西南部发现了5 9 0 m a 的环斑花岗岩，该类 岩体在岩石类型、矿物成分和化学成分上与芬兰以及北半球的环斑花岗岩带中的 环斑花岗岩基本相似，但它的构造背景和时代明显不同。 有学者对此进行了研究“”，表明环斑花岗岩应该有两类：非造山和造山后 的特点。非造山环斑花岗岩是一种典型稳定大陆伸展环境下的产物；造山后环斑 花岗岩的特点是造山带后伸展期或由挤压向伸展转折期的产物。两者反映的实质 是相似的，都是伸展环境或由挤压向伸展转换的环境。 因此，h a a p a l a 和r a m o 对环斑花岗岩做了重新定义，认为环斑花岗岩不仅在 岩相学上具有环斑结构特征，而且在地球化学特征上还应具a 型花岗岩的特点 ( 至少在大的岩基中) 。 1 1问题的提出和研究意义 南秦岭地区花岗岩出露广泛，从西向东主要有三个大岩体群：( 1 ) 光头山岩 体群，靠近勉一略蛇绿构造混杂岩带北侧，包括迷坝、新院、姜家坪、张家坝、 光头山、留坝和西坝岩体；( 2 ) 五龙岩体群，紧靠商丹断裂带南侧，包括华 阳、五龙、老城和胭脂坝岩体；( 3 ) 东江口岩体群，包括高桥街、东江口、柞水、 曹坪和沙河湾岩体。它们大都以大的岩基形式产出，侵入到古生代地层中眦删， 构成了一条长约4 0 0 k m 的花岗岩带。关于它们的成因和构造属性有不同的认识， 有人认为它们是华北板块和扬子板块碰撞的产物，属同碰撞型花岗岩眦删；也有 人认为它们是后碰撞型花岗岩。其中，沙河湾岩体具有明显的环斑结构，在 岩相上与这条花岗岩带上的其它岩体有着明显区别的，被认为是r a p a k i v i 。年代 学研究表明，这些岩体属( 2 0 6 2 2 0 m a ) 叫。以前的研究表明，大部分环斑花岗岩 的年龄认为是在元古代( 一般为1 0 1 86 a ) ，代表了非造山板内的构造环境； 而沙河湾岩体却是显生宙的，出现在秦岭造山带，从而成为争论的焦点。 前人最初从岩相学认为沙河湾岩体是典型的奥长环斑花岗岩“。后来 在秦岭地区又相继发现了秦岭梁、老君山和朱厂沟等具有环斑结构的花岗岩体。 卢欣祥( 1 9 9 9 ) 等根据上述岩体多分布在商丹断裂带以北，又具有环斑结构，将 它们划分成为一条环斑花岗岩带。由于典型的奥长环斑花岗岩通常形成于造山带 结束后 l o o m a 嘲，因此他们认为沙河湾环斑花岗岩的形成年龄代表了秦岭造山 带碰撞结束、后碰撞构造演化开始的时代陋“训。上述岩体时代基本上为印支期 2 末，其中沙河湾的锆石u - p b 年龄为2 1 2 1 1 8 m a ，h r 3 9 一h r 4 0 法年龄为2 1 3 2 i j a 嘲。卢欣祥等( 1 9 9 9 ) 进一步将其与同时期北秦岭的a 型花岗岩带( 2 0 6m a ， 叶p b 法) 相联系，认为2 1 0 2 1 7 m a 是秦岭造山带主造山期结束的时间，环斑花岗 岩带的出现标志着秦岭造山带构造环境的转变，表明秦岭造山带主造山过程结 束，陆内造山作用开始，地壳演化已由碰撞造山带的挤压阶段转化为板内的拉伸 阶段。但这与目前公认的华北与扬子两大板块三叠纪碰撞的研究结果相矛盾 【l t 2 4 ，钳删 。 因此，重新厘定沙河湾岩体的构造属性对于秦岭造山带印支期的构造演化和 地球动力学的研究具有重要的意义。本文试图采用地球化学手段对沙河湾岩体以 及与其处于相同构造带的、相邻的曹坪岩体，并结合南秦岭的新院、姜家坪、张 家坝、光头山等岩体进行了对比研究，来探讨沙河湾岩体的地球化学特征以及与 典型r a p a k i v i 的区别，进一步在构造判别中对沙河湾岩体的属性进行了讨论，探 讨了沙河湾岩体在秦岭造山带中的地质意义。 1 2 研究思路与方法 本文采取野外地质调研和室内工作相结合的方法，重点从沙河湾环斑花岗岩 的地球化学和岩相学两方面进行研究。由于环斑花岗岩的出现具有特殊的意义， 所以将不同稳定地台地区环斑花岗岩、造山带内同一时期的花岗岩和世界其他造 山带的花岗岩进行相互间的对比也是本文的研究重点。 主要的工作方法包括： ( 1 ) 样品采集和预处理，野外观察地质体的产状，按要求进行系统的样品 采集和编号，室内对样品进行预处理，选- - , i , 块切制薄片，选择新鲜岩块做化学 分析，留一块手标本。 ( 2 ) 室内薄片观察，结合野外产状，镜下观察切制的薄片，确定本文所研 究的花岗岩的矿物组成特征。 ( 3 ) 主量和微量元素地球化学分析，通过地球化学分析来探讨其形成的大 地构造环境。 3 1 3 研究成果 对沙河湾岩体的岩石学、地球化学和构造地质学的研究结果表明，沙河湾 岩体s i 如= 6 4 9 9 - 6 9 6 9 9 6 ，具有高的a 1 2 0 5 ( 1 4 5 3 - 1 6 2 ) ，a c n k ( 1 ，富集轻 稀土和大离子亲石元素，亏损n b 、t a 、t i 、p 等高场强元素，低的y 和y b 值，不具 有明显的负e u 异常，表现为与俯冲作用密切相关的高钾钙碱性岩石。沙河湾岩体 和曹坪岩体的f e z 0 3 、c a o 、t i 如、m g o 和p 2 0 s 的含量均随着s i 仉的升高呈下降趋势， a 1 2 0 3 含量也随之降低，n a 2 0 变化不明显，k z o 的含量呈明显的上升趋势，符合岩 浆的正常演化，说明两个岩体很可能是同源岩浆演化的产物，有相似的成因和构 造背景。与芬兰典型的r a p a k i v i 相对比明显不同，沙河湾岩体具有高m g 、a l 、n a 、 s r ，低k 、z r 、r b ：不具有强烈的负e u 异常；稀土元素含量低。与南秦岭同时代 的同碰撞花岗岩相对比，其地球化学特征相似，它不是典型的奥长环斑花岗岩。 在岩体形成的构造环境判别上，沙河湾岩体与南秦岭的同碰撞花岗岩也相似，均 形成于同碰撞的造山作用环境，而不同于典型的奥长环斑花岗岩的陆内拉伸环 境。其形成可能是由于勉一略洋的北向俯冲及后续的俯冲板片断离作用，引起软 流圈物质的上涌和底侵的结果。沙河湾岩体是在同碰撞背景下产出的，是秦岭印 支期末陆一陆碰撞的产物；是造山过程中剪切应力造成南北向断裂引起岩浆侵位 的结果。所以沙河湾岩体的环斑结构不能指示碰撞造山作用的结束，陆内造山作 用的开始。 i 4 工作量 本次研究所完成的主要工作量见表卜1 。 4 表1 1 本次研究的主要工作量统计表 5 2 区域地质概况 2 1 秦岭大地构造单元的划分 秦岭造山带经历了长期的地质演化阶段，由多期的不同构造运动叠加而成， 包容着不同时代、不同性质与类型的造山作用所造成的岩石地层和结构构造，形 成了非常复杂的物质组成与空间复合构造形态”。秦岭造山带的构造格局基本是 由新元古代至早中生代主造山期构造运动奠定的，表现为华北板块、秦岭微板块 ( 南秦岭，c p 时期伴随勉一略带打开而分离出) 和扬子板块分别沿新元古代 早古生代商丹主缝合带和晚古生代勉一略缝合带发生俯冲、碰撞拼合形成的复合 造山带。( 图1 ) 图1 秦岭基本构造单元和主要前寒武纪基底岩群分布略图( 据张本仁修编，1 9 9 6 ) 1 1 一商丹缝合带，1 2 一勉略缝合带，f 1 一栗川一黑沟断裂，f 2 一阳平关一大巴山弧形断裂 1 一新太古代基底岩群，2 一古元古代墓底岩群，3 一中新元古代基底岩群 1 0 亿8 亿年期间的新元古代晋宁构造期，秦岭在总体扩张背景下，发生 了构造体制的重大转换：伴随古秦岭洋打开、扬子统一板块的形成，北秦岭微陆 块逐渐转换成为华北板块大陆边缘部分。随着古秦岭的全面扩张，直到早古生代 6 ( 0 2 - s ) 开始转入板块的俯冲收敛期，发生扬子板块向华北板块俯冲，在晚古生 代( c i ) ，扬子板块与南秦岭之间勉一略有限洋盆打开，加速了商丹带的收缩碰撞， 最终秦岭于晚海西一印支期发生全面的陆一陆碰撞造山拼合，后又经历了中新生代 强烈陆内造山作用的叠加，在主造山期板块构造基础上，形成现今的构造格局”“。 现今秦岭造山带的构造单元主要包括：i 华北地块南部：i1 秦岭造山带 后陆逆冲断裂褶皱带，或成华北地块南缘带，i2 北秦岭厚皮叠瓦逆冲构造带； i i 扬子地块北缘：i i1 秦岭造山带前陆逆冲断裂褶皱带，1 1 2 巴山一大别山南缘 巨型推覆前锋逆冲带；秦岭地块：i u l 南秦岭北部晚古生代裂陷带，或成南 秦岭北部逆冲推覆构造带，2 南秦岭南部古生代隆升带，或称南秦岭巴山弧逆 冲推覆系；商丹断裂系；勉略断裂系等。 1 华北地块南部 主要包括秦岭造山带后陆逆冲断裂褶皱带( i1 ) 和北秦岭厚皮叠瓦逆冲构 造带( i2 ) 。 ( 1 ) 秦岭造山带后陆逆冲断裂褶皱带 该带位于秦岭造山带的北界和洛南一栾n - 方城断裂之间，最突出的特点是具 有典型华北型早前寒武纪结晶基底和中元古代以来的盖层结构。结晶基底由新太 古代太华群杂岩和古元古代铁铜沟群组成，两者为构造不整合关系。该区盖层呈 构造不整合下伏于结晶基底之上，发育中上元古界，寒武系，少量奥陶系，与整 个华北地块一样却是中奥陶统一下石炭统，中石炭统一三叠系主要出露于该区北 缘。侏罗系及其以上的中新生界多以断陷盆地陆相沉积岩层为特征。与华北地块 不同的是：其变质变形与岩浆活动向造山带方向逐渐增强。 ( 2 ) 北秦岭厚皮叠瓦逆冲构造带 该带指商丹断裂带与洛南一栾n - 方城断裂之间的区域，主要包括以下岩石地 层单位：秦岭群，宽坪群，二郎坪蛇绿岩系和二郎坪群沉积一火山岩系，丹风蛇 绿岩系和丹凤群沉积一火山岩系，松树沟蛇绿岩系，草凉驿组和中新生界断陷陆 相沉积岩层。不同地层间彼此多以断层构造关系相接触。 北秦岭是在前寒武纪演化基底上，以华北板块南缘沟、弧、盆活动大陆边缘 7 为基础，经历俯冲碰撞造山作用，后又叠加中新生代陆内造山作用，由北向南发 生高角度叠瓦逆冲推覆形成的。 2 秦岭地块 秦岭地块指的是商丹断裂带和勉略一巴山弧断裂之间的南秦岭地区，它具有 早前寒武纪结晶基底和中晚前寒武纪过渡性变质变形基底嘲。其中早前寒武纪结 晶基底岩块是一个复杂拼合的基底，包括新太古代鱼洞子群、佛坪、小磨岭、陡 岭古元古代杂岩以及东部大别桐柏地区的新太元古代一古元古代大别杂岩和桐柏 杂岩。这些岩块具有复杂的演化历史，都曾遭受多期变质变形，变质达中深一麻 粒岩相，彼此孤立地被夹持在造山带中。秦岭地块的前寒武纪过渡性基底为中新 元古代变质一沉积火山岩系，出露广泛，包括郧西群、耀岭河群、武当群、毛堂 群、随县群、红安群以及碧口群。岩群彼此分隔出露，多数受浅变质作用形成绿 片岩相变质岩系呻。 该地块具有震旦系一下古生界、上古生界一中三叠统和中新生界陆相断陷沉积 的多层构造盖层组合。 3 扬子地块北缘 扬子地块北缘主要指现今秦岭造山带勉略一巴山弧形一房县一襄广断裂带以南 邻接秦岭地区。扬子地块北缘具有扬子地块的早前寒武纪结晶基底和中新元古代 变质变形过渡性基底的双层基底结构。盖层具有震旦系一下古生界和上古生界一 中三叠统及中新生界等三个次级构造地层层序序列。早前寒武纪结晶基底，包括 黄陵出露的崆岭杂岩和米仓山出露的后河群，以及碧口地块的鱼洞子杂岩。中新 元古代基底变火山一沉积岩系包括湖北的神农架群、打鼓石群、马槽园群、花山 群和陕南、川北的铁船山群、西乡群、刘家坪群“”。 2 2 区域地质背景和研究现状 秦岭沙河湾岩体位于陕西商州市南2 0 k i n 的牛槽、沙河湾一带( 图2 ) ，出 8 露于商丹构造带，即华北板块与中秦岭板块的主缝合带中。岩体为东西向延长的 椭圆形，面积1 0 4 k m 2 ，与围岩呈明显侵入接触关系，北侧围岩为秦岭群混合片麻 岩、加里东期垃圾庙岩体及元吉代古生代的丹风群变质火山岩，南侧主要为刘 岭群砂板岩。岩体与围岩成近垂直接触，在接触带上可见大量围岩的捕虏体池1 。 图2 南秦岭同碰撞花岗岩带地质简图( 图a ) 和沙河湾地质简图( 图b ) ( 图a 据“修改，图b 据1 修改) 图a 中：1 勉略缝合线2 状元碑断裂3 大河坝宁山断裂 4 山阳断裂5 商丹缝合线6 大巴山断裂7 马朝营断裂 沙河湾岩体主要以灰白色的石英二长斑岩为主，因具有环斑结构，从而成为 9 研究的焦点。研究已经表明，沙河湾岩体产生于伸展或者挤压向伸展转换的环境， 锆石u p b 年龄为2 1 2 1 1 8m a ，3 9 a r 3 0 a r , 法年龄为2 1 3 _ + 2m a l 6 8 j ，由于典型的奥 长环斑花岗岩通常形成于造山带结束后 1 0 0m a n ，沙河湾环斑花岗岩的形成年 龄被一些学者认为代表了秦岭造山带碰撞结束、后碰撞构造演化开始的时代 6 2 , 6 3 6 s 1 ，地壳演化已由碰撞造山带的挤压阶段转化为板内的拉伸阶段。 虽然很多学者已展开了大量的研究“”2 “删，但是对于对沙河湾环斑花岗 岩的构造属性以及所代表的重要地质意义仍有很大的争论m 一，本文试从岩体的 岩相学和地球化学特征，以及与典型的环斑花岗岩和同期的南秦岭同碰撞花岗岩 相对比，来解决沙河湾岩体的构造属性问题，进而确定秦岭造山带在三叠纪末期 的构造演化历史。 3 岩体的地质及岩石学、矿物学特征 3 1 岩体的地质特征 为了更好的研究沙河湾岩体的构造属性，作者将与其毗邻的曹坪岩体也纳入 了研究范围，其目的是用于对比。它们的地质特征如下： 1 沙河湾岩体 沙河湾岩体位于陕西商州市南2 0k m 的牛槽、沙河湾一带，出露于商丹构造 带，即华北板块与中秦岭板块的主缝合带中。岩体为东西向延长的椭圆形，面积 1 0 4k m 2 ，与围岩呈明显侵入接触关系，北侧围岩为秦岭群混合片麻岩、加里东 期垃圾庙岩体及元古代一吉生代的丹凤群变质火山岩，南侧主要为刘岭群砂板岩。 岩体与围岩成近垂直接触，在接触带上可见大量围岩的捕虏体。岩体主要以灰白 色的石英二长岩斑岩为主，具有环斑结构，常见晚期花岗岩岩脉侵入现象，岩体 中含有较多的灰黑色包体，与围岩界线清楚，呈椭球状或不规则状，大小不一， 直径为1 锄5 0 c m 。 2 曹坪岩体 曹坪岩体位于沙河湾岩体西侧1 0k m ，出露于商丹构造带的南侧。岩体为东 西向延长的椭圆形，长轴和短轴相近，其面积约1 8 4 k m 2 ，其北侧围岩为秦岭群 混合片麻岩，南侧为砂板岩。岩石类型为石英二长岩、二长花岗岩，岩体中同样 含有大量的暗色包体，包体大小不等，1c m 4 0c m ，多呈椭球状，与围岩界线 清楚。 3 2 岩体的岩石学特征 1 沙河湾岩体 1 1 沙河湾岩体主要以灰白色的石英二长岩斑岩为主，斑晶约占岩石体积的2 0 左右，多为自形一半自形的钾长石单晶，少见卵形，大小不一，直径为0 3 4 8 c m ， 多数斑晶的直径在2 3c m 。斑晶在岩体中分布不均匀，绝大部分斑晶为肉红色 钾长石，少量为灰白色，其中含有角闪石、黑云母、斜长石等矿物包裹体；具有 环边的斑晶占斑晶总量的 l o o m a “，因此他们认为沙河湾环斑花岗岩的形成年龄代表了秦岭造山带碰撞 结束、后碰撞构造演化开始的时代她一。上述岩体时代基本上为印支期末，其中 沙河湾的锆石u p b 年龄为2 1 2 1 1 8 l a ，3 9 a r - 4 0 h r 法年龄为2 1 3 2 m a 旧1 。卢欣 祥等( 1 9 9 9 ) 并将其与同时期北秦岭的a 型花岗岩带( 2 0 6 m a ，u - p b 法) 相联务1 认为2 1 0 2 1 7 m a 是秦岭造山带主造山期结束的时间，环斑花岗岩带的出现标志着 秦岭造山带构造环境的转变，表明秦岭造山带主造山过程结束，陆内造山作用开 始，地壳演化已由碰撞造山带的挤压阶段转化为板内的拉伸阶段。这与目前公认 的华北与扬子两大板块三叠纪碰撞的研究结果相矛盾“4 嚣8 铆。 从岩相学上也有人对这条环斑花岗岩带是否是典型的奥长环斑花岗岩 ( r a p a k i v i ) 提出了质疑删。为此，王晓霞等经过进一步的研究认为秦岭环斑 花岗岩与典型的非造山环斑花岗岩是有一定差异池“。他们初步提出，环斑花 岗岩应该有两类：非造山型和造山后型。非造山环斑花岗岩是一种典型稳定大陆 伸展环境下的产物；造山后环斑花岗岩的特点是造山带后伸展期或由挤压向伸展 转折期的产物。两者反映的实质是相似的，都是伸展环境或由挤压向伸展转换的 环境。 5 2 与典型奥长环斑花岗岩地球化学特征的区别 与芬兰的典型的奥长环斑花岗岩相比，沙河湾岩体具有高m g 、a l 、n a 、s r ， 低k 、z r 、r b ( 图1 3 ) ；而且在h a r k 图解中所投点的位置基本上与同造山和南秦岭 同碰撞花岗岩区域相一致，虽然在图6 中的b dfi 、j 中有部分点投入t r a p a k i v i 区域中，但是只出现在r a p a k i v i 分布区的边部，总的趋势却是和同碰撞花岗岩相 一致。在微量元素蛛网图中( 图1 1 ) ，沙河湾岩体与南秦岭同碰撞花岗岩表现的相 一致，具有相同程度的n b 、t a 和y 、y b 亏损。在r e e ( 图1 0 ) 图解中沙河湾岩体不 具有e u 异常，与典型的奥长环斑花岗岩强烈的负e u 异常明显不同。此外芬兰的奥 长环斑花岗岩的稀土元素含量也较沙河湾岩体高，尤其是h r e e 。在a c n k a n k 图解中( 图1 2 ) ，沙河湾岩体与属于准铝质系列。与南秦岭同碰撞花岗岩相吻合， 而与典型的r a p a k i v i 有着明显的界限。 图1 0 沙河湾、曹坪岩体与典型 r a p a k i v ir e e 对比图 ( 其中r a p a k i v i 范围引自；南秦岭花岗岩范围引自“5 7 “) 图i l 沙河湾、曹坪岩体与典型 r a p a k i v i 微量元素原始地幔标准化对比图 ( 范围出处同图i 0 ) 图1 2 沙河湾、曹坪岩体与典型 r a p a k l v ia c n k - a n k 对比图 ( 范围出处同图i 0 ) 图1 3 沙河湾、曹坪岩体与典型 r a p a k i v i