（四）西庄河石英闪长岩同位素年龄测定结果及对二郎坪变质镁铁质火山岩原岩形成年龄的限制

Question

如题所述

Answer 1

1.西庄河石英闪长岩元素地球化学特征

西庄河石英闪长岩出露于湾潭南侧，侵位于二郎坪变质镁铁质枕状熔岩中，据卢欣祥（1988）、尚瑞钧和严正等（1988）研究，岩石与变质镁铁质枕状熔岩关系密切，产状整合一致，不少地方界线不清，渐变过渡。岩石灰白色，粗粒块状，主要由斜长岩、石英、角闪石组成。斜长石蚀变强烈。岩石主、微量元素组成列于表3-3-7。主元素Na₂O＞K₂O。具有轻稀土相对重稀土中等富集稀土分布模式，（La）_N≈137.0，（Yb）_N≈6.9，（La/Yb）_N≈200（图3-3-14）。大离子不相容微量元素与变质镁铁质枕状熔岩关系密切，Ba-K、Th-Nb、Nb-La、Y-Yb大致呈对数线性关系（图3-3-15），它们可能是同源部分熔融岩浆分异结晶产物。

表3-3-7 河南省西峡县湾潭西庄河石英闪长岩主、微量元素组成（w_B）

图3-3-14 河南省西峡县湾潭西庄河石英闪长岩稀土分布模式

图3-3-15 河南省西峡县湾潭变质镁铁质枕状熔岩和西庄河石英闪长岩Ba-K、Th-Nb、Nb-La、Y-Yb关系图

意义见文内说明。据表331和表337数据绘制。

为石英闪长岩样品；

为镁铁质枕状熔岩样品

2.西庄河石英闪长岩Sm-Nd年龄测定结果和Nd同位素地球化学特征

对采自湾潭南侧侵位于二郎坪变质镁铁质枕状火山熔岩中的西庄河石英闪长岩样品进行了Sm-Nd年龄同位素分析，结果列于表3-3-8。样品¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值范围狭窄，由0.08078～0.09310，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 0.512355～0.512410。在Sm-Nd等时图上，样品形成一条很好的等时线（图3-3-16）。等时年龄t=727±370（2σ）Ma，I_Nd=0.51197±21（2σ），MSWD=0.36。由于¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Md比值范围小，年龄的不确定性很大。相应时间ε_Nd（t）=+5.2。Nd模式年龄909～935Ma，平均值921±10（σ）Ma。

表3-3-8 河南省西峡县湾潭西庄河石英闪长岩Sm-Nd年龄同位素分析结果

图3-3-16 河南省西峡县湾潭西庄河石英闪长岩Sm-Nd等时年龄

西庄河石英闪长岩ε_Nd（t）值+5.2，远远大于0。西庄河石英闪长岩Nd同位素组成与该地出露的变质镁铁质枕状熔岩密切。变质镁铁质枕状熔岩原岩在943Ma 形成时，I_Nd=0.511752±72（2σ），相应ε_Nd（t）=+6.5±0.3，若用表3-3-2 数据可以计算，727Ma时ε_Nd（t）=+5.1±0.7。其值与石英闪长岩ε_Nd（t）值+5.2十分一致。这说明，它们可能有成因关系。

3.西庄河石英闪长岩Rb-Sr年龄测定结果和Sr同位素特征

同Sm-Nd年龄测定样品，对 7个采自湾潭南侧的西庄河石英闪长岩样品进行了Rb-Sr年龄同位素分析，结果列于表3-3-9。样品在Rb-Sr等时图上的分布见图3-3-17。可以看出，样品形成一条很好的等时线，等时年龄t=388±24（2σ）Ma，I_Sr=0.70468±25（2σ），MSWD=1.14。

表3-3-9 河南省西峡县湾潭西庄河石英闪长岩Rb-Sr年龄同位素分析结果

西庄河石英闪长岩Rb-Sr等时年龄与该区出露的变质镁铁质枕状火山熔岩的Rb-Sr等时年龄388±24（2σ）Ma几乎完全一致。相同样品，Nd、Sr同位素系统年代学结果表明，Rb-Sr年龄是岩石形成后遭受热事件时间。

石英闪长岩I_Sr很低，而且与同一地区同一时期变质镁铁质枕状熔岩I_Sr值接近（见本节前面讨论），这如同岩石产状，主、微量元素和Nd同位素组成表明的一样，它们关系密切。低的I_Sr值还显示它们形成于岛弧扩张洋盆环境。现代大洋中脊玄武岩（MORB）⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值一般＜0.7030，洋岛和洋内岛弧玄武岩一般为0.7027～0.7060，大陆火山岩一般＞0.708（Morris and Hart，1983）。所获得的年龄结果表明，镁铁质枕状熔岩和石英闪长岩在形成后遭受过改造，Rb-Sr同位素系统发生过再置，若假定岩石原岩都形成于943Ma，由表5-3-3和表5-3-9 数据可以计算，相应时间镁铁质枕状熔岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值是0.7027±14（σ）。石英闪长岩在后期热事件中，可能发生过母、子体的获得或丢失，致使部分样品计算结果⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值小于0.699。但是，由多数样品仍可得到0.7021±13（σ）⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值。同一时间，若以现代N-MORBRb/Sr≈0.008，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr＜0.7030，洋内岛弧，洋岛Rb/Sr≈0.040，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 0.7027～0.7060（Morris and Hart，1983；Sun and Nesbitt，1977；Sun and McDonough，1989）计算，N-MORB ＜ 0.7027，洋内岛弧，洋岛0.7011～0.7044。

图3-3-17 河南省西峡县湾潭西庄河石英闪长岩Rb-Sr等时年龄