楊 陽,柯昌輝,王曉霞,李金寶,呂星球,聶政融
(1. 長安大學 地球科學與資源學院,陜西 西安 710054; 2. 中國地質科學院礦產資源研究所 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室,北京 100037; 3. 湖南省有色地質勘查局二一四隊,湖南 株洲 412007; 4. 河南新路橋集團高速公路管理有限公司,河南 鄭州 450018)
秦嶺造山帶是中國大陸中央造山帶(系)的主要組成部分,主要由2個主縫合帶(商丹和勉略縫合帶)和3個塊體(華北地塊南緣及北秦嶺、秦嶺微地塊、揚子地塊)組成。東秦嶺地區隸屬于秦嶺造山帶的東段,晚中生代該地區巖漿作用比較發育,形成了大量的花崗巖體。這些花崗巖體主要以兩種產狀產出:一類為小的斑巖體,如金堆城、木龍溝、南泥湖等,它們與鉬多金屬成礦關系密切,構成了著名的東秦嶺鉬成礦帶;另一類為大的巖基,如老牛山、合峪、老君山、牧護關、蟒嶺等。前人對該區域與金屬礦產有關的小巖體已開展了大量研究,在花崗巖的時空分布、物質來源與演化以及巖體與成礦作用關系等方面取得了眾多成果。近年來,隨著東溝、老君山、合峪等大巖基中鉬礦床的發現,區域內的大巖體也逐漸引起廣泛關注。
蟒嶺花崗巖體位于北秦嶺黑溝—欒川斷裂(F)和喬端—瓦穴子斷裂(F)之間(圖1),其西側發育與鉬礦有關的南臺、桃官坪、西溝、高溝等淺成中酸性小斑巖體,前人對這些小巖體已開展了詳細的研究。近年來,隨著分析測試技術手段的不斷進步,對蟒嶺花崗巖體的關注也越來越多,其研究成果主要集中在巖體地質、巖石地球化學、成巖時代等方面,但對于該巖體的巖石成因和構造動力學背景還有較大爭議。秦海鵬等認為蟒嶺花崗巖體具有高Ba含量和高Sr/Yb值的特征,是增厚下地殼部分熔融的產物;張元朔認為該巖體具有較低的SiO含量、較高的Sr/Y值和不明顯的Eu負異常,其來源于北秦嶺新元古代新生下地殼與古老基底物質的混合。為此,本文在前人研究的基礎上,利用礦物學和Sr-Nd-Hf同位素研究,進一步分析蟒嶺花崗巖體的巖漿演化和源區物質來源,為系統總結北秦嶺構造帶的巖漿演化以及可能的成礦作用提供巖石學方面的信息。
北秦嶺構造帶位于秦嶺造山帶北段,是一個復雜拼合結合帶和多期疊加的復合構造帶,其南、北邊界斷裂分別為商丹斷裂(F)和黑溝—欒川斷裂(圖1)。該構造帶主要呈EW向展布,自北向南發育有4條深大斷裂,分別為黑溝—欒川斷裂、喬端—瓦穴子斷裂、朱陽關—夏館斷裂(F)和商丹斷裂。
區域上出露的巖石地層自南向北依次為古元古界秦嶺群、中元古界二郎坪群和中—新元古界寬坪群。秦嶺群為一套深變質雜巖系,主體由片麻巖、角閃巖和大理巖組成,變質程度主要為角閃巖相,局部可達麻粒巖相;其形成年齡為2 226~1 987 Ma,經歷新元古代(1 000~800 Ma)和早古生代的變質變形。二郎坪群主要為一套火山-沉積巖系,化石時代為奧陶紀—志留紀。寬坪群是一套變質火山-陸源碎屑沉積巖系:下部主要由綠片巖和斜長角閃巖組成,是一套以變質基性火山巖為主的巖系;中部主要為云母石英片巖,夾少量大理巖、石英巖、變粒巖和斜長角閃巖,是一套以陸源碎屑沉積為主的變質巖系;上部以黑云母大理巖為主,夾云母石英片巖和斜長角閃巖,是一套以泥砂質-碳酸鹽巖為主,夾基性火山巖的變質巖系;3個巖組之間呈整合接觸,其形成時代為中—新元古代(2 000~986 Ma)。各地層之間多以斷層關系相接觸。構造帶南側零星出露古生界丹鳳群的一套島弧-邊緣海型蛇綠巖構造組合體,變質程度為綠片巖相至低角閃巖相,形成時代為古生代(447.8~402.6 Ma)。

F1為黑溝—欒川斷裂;F2為喬端—瓦穴子斷裂;F3為朱陽關—夏館斷裂;F4為商丹斷裂帶;底圖引自文獻[5],有所修改圖1 北秦嶺構造帶區域地質簡圖Fig.1 Geological Sketch Map of North Qinling Tectonic Belt
北秦嶺構造帶花崗巖類分布廣泛,最老的為新元古代,以德河巖體和蔡凹巖體為代表,呈巖株狀侵入秦嶺群中。其次為古生代花崗巖,早古生代花崗巖以漂池、獅子坪、灰池子等巖體為代表,主要以巖基產出,與秦嶺群圍巖呈侵入接觸關系;晚古生代花崗巖體主要產于秦嶺群、寬坪群及丹鳳群中,大部分與地層呈侵入接觸關系,既有呈巖基形態產出的大巖體,也有呈巖株等形態產出的小巖體。中生代巖漿活動在該區域較為發育,且以酸性巖為主,出露有老君山、牧護關、蟒嶺等大的花崗巖基,以及桃官坪、西溝、南臺、秋樹灣等小的斑巖體。前人研究表明,研究區晚中生代巖漿演化可大致分為兩個階段:晚侏羅世—早白堊世(160~130 Ma)是晚中生代花崗巖的主體,以牧護關和蟒嶺花崗巖體為代表,在平面上多呈長條狀,巖體與圍巖為侵入接觸關系,以I型花崗巖為主,巖性主要為二長花崗巖,可見少量閃長巖,該階段花崗巖形成于擠壓向伸展轉換的開始,其源區以秦嶺不同塊體中古老地殼物質的部分熔融為主,有幔源物質的參與;早白堊世中晚期(120~100 Ma)以發育I型和I-A過渡型花崗巖為主,巖性為二長花崗巖和正長花崗巖,主要形成于陸內伸展環境。
蟒嶺花崗巖體位于陜西省洛南縣、丹鳳縣與河南省盧氏縣交界處,呈近EW向展布,東西長約53 km,南北寬5~10 km,出露面積374 km(圖2)。巖體主要侵位于中—新元古界寬坪群廣東坪組和四岔口組中,接觸界線清晰,接觸面形態不規則,靠接觸帶形成約500 m寬的角巖及角巖化片巖,角巖分帶不明顯;北部與新元古界及新近系呈斷層接觸,斷面傾向北,傾角約為70°;南接觸帶的東部與元古界及三疊系呈斷層接觸,斷面傾向北,傾角為70°~80°;南接觸帶的西部與元古界及古生界多呈侵入接觸,外接觸帶出現角巖化。LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果表明,蟒嶺花崗巖體主要由3期巖漿侵入形成的巖漿雜巖體組成:第1期代表巖性為含輝石黑云母閃長巖,形成年齡為157 Ma;第2期代表巖性為二長花崗巖,形成年齡為148~144 Ma;第3期代表巖性為黑云母正長花崗巖,形成年齡為124 Ma。
蟒嶺花崗巖體由二長花崗巖、含輝石黑云母閃長巖和黑云母正長花崗巖組成。主體巖性為二長花崗巖,在巖體中大面積分布,其中暗色包體發育[圖3(a)],巖性以石英黑云母閃長巖為主,大小不等,多為似橢圓狀,與寄主巖石的界限比較清晰;含輝石黑云母閃長巖[圖3(b)]主要出露于巖體西南,主要侵入于寬坪群板巖中,局部可見二長花崗巖侵入其中;黑云母正長花崗巖多呈脈狀侵入二長花崗巖中[圖3(c)]。

底圖引自文獻[52]圖2 蟒嶺花崗巖體地質簡圖Fig.2 Geological Sketch Map of Mangling Granitic Pluton
二長花崗巖呈灰白色或肉紅色出露,具塊狀構造,主要礦物為鉀長石(體積分數為35%~40%)、斜長石(30%~35%)、石英(20%~25%)及黑云母(5%~10%);副礦物為榍石、磷灰石、鋯石、磁鐵礦等[圖3(d)]。其中,鉀長石呈半自形—他形板狀,粒度為0.5~4.0 mm,發育卡氏雙晶、格子雙晶[圖3(e)];斜長石呈半自形—自形板狀,粒度多為0.2~3.0 mm,發育聚片雙晶,表面發生絹云母化,少量邊緣發生綠簾石化;石英呈他形粒狀,粒度為0.3~3.0 mm;黑云母呈半自形片狀,發育弱綠泥石化。
含輝石黑云母閃長巖呈半自形粒狀結構,主要為斜長石(體積分數為40%~50%)、角閃石(20%~25%)、黑云母(10%~15%)、鉀長石(約5%),次要礦物為輝石(<5%)、石英(<5%),副礦物為榍石、磷灰石、鋯石、磁鐵礦等[圖3(f)]。其中,斜長石呈半自形—他形板狀,粒度為0.1~1.0 mm,發育聚片雙晶,表面發生弱絹云母化;角閃石呈短柱狀,粒度為0.1~1.0 mm;黑云母多呈半自形,粒度為0.3~0.8 mm,局部綠泥石化;鉀長石呈半自形—他形板狀,粒度為0.1~0.4 mm;石英呈他形粒狀,粒度為0.1~0.3 mm;輝石呈粒狀,解理發育,粒度為0.2~1.0 mm,可見反應邊結構[圖3(g)]。
黑云母正長花崗巖呈花崗結構,主要由鉀長石(體積分數為40%~45%)、石英(25%~30%)、斜長石(20%~25%)及少量黑云母(5%~10%)組成[圖3(h)],副礦物有磷灰石、榍石、鋯石、褐簾石等[圖3(i)]。其中,鉀長石呈半自形—他形板狀,粒度為0.5~4.0 mm,發育格子雙晶;斜長石呈半自形—他形板狀,粒度為0.5~2.5 mm,發育聚片雙晶,表面發生絹云母化,局部含次生白云母;石英呈他形粒狀,粒度為0.3~2.5 mm;黑云母呈半自形片狀,多色性、吸收性明顯,粒度為1~2 mm。
本文主要采集北秦嶺蟒嶺花崗巖體中第1期含輝石黑云母閃長巖和第2期二長花崗巖的新鮮巖石樣品,分別進行電子探針成分分析及Sr-Nd-Hf同位素分析測試。
電子探針成分分析工作在中國地質科學院礦產資源研究所電子探針實驗室完成,測試儀器為JXA-88008,儀器工作條件為:加速電壓15 kV,電流20 nA,束斑直徑5 μm。電子探針數據分析采用Geokit軟件完成。
Sr-Nd化學分離在中國科學技術大學進行,質譜測定由中國地質調查局天津地質調查中心完成。測試中采用標樣NIST-SRM-987和La Jolla進行監測,Sr/Sr和Nd/Nd值分別采用0.119 4、0.721 9進行質量分餾校正,實驗過程中測定標樣NIST-SRM-987的Sr/Sr值為0.710 232,標樣La Jolla的Nd/Nd值為0.511 895。

Kfs為鉀長石;Pl為斜長石;Q為石英;Bt為黑云母;Hbl為角閃石;Cpx為單斜輝石;Ttn為榍石;Aln為褐簾石圖3 蟒嶺花崗巖體的巖相學特征Fig.3 Petrography Characteristics of Mangling Granitic Pluton
鋯石Hf同位素分析測試分別在中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室及西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成。實驗過程中采用氦氣作為剝蝕物質載氣,剝蝕直徑為44 μm。測定時使用鋯石標樣GJ1和91500作為參考物質,分析點位于鋯石U-Pb定年分析點附近(圖4)。分析過程中,上述兩個國家重點實驗室的鋯石標樣GJ1的Hf/Hf加權平均值分別為0.282 015±0.000 031(誤差類型為2σ,樣品數為10個)、0.282 734±0.000 015(誤差類型為2σ,樣品數為16個);西北大學大陸動力學國家重點實驗室中鋯石標樣91500的Hf/Hf加權平均值為0.282 295±0.000 027(誤差類型為2σ,樣品數為14個),與文獻[53]~[56]報道的值在誤差范圍內一致。數據處理采用ICPMSDataCal8.3、8.4程序完成。

圖4 部分鋯石陰極發光圖像及Hf同位素分析點位置Fig.4 CL Images and Location of Hf Isotopic Analysis Points of Some Zircons
北秦嶺蟒嶺花崗巖體含輝石黑云母閃長巖和二長花崗巖中的斜長石和黑云母電子探針分析結果見表1。
4.1.1 斜長石
由斜長石電子探針分析結果(表1)可知,不同時期的斜長石成分略有變化。含輝石黑云母閃長巖中斜長石的端元組成Ab牌號為42.52~68.02,An牌號為31.11~56.25,Or牌號為0.45~1.71;二長花崗巖中斜長石的端元組分Ab牌號較高,為74.19~88.18,An牌號為10.09~24.33,Or牌號為0.59~1.75,較含輝石黑云母閃長巖低。因此,按巖體結晶期次從早到晚(含輝石黑云母閃長巖→二長花崗巖),斜長石的端元組分An、Or牌號略有降低趨勢,Ab牌號稍有增高趨勢。

表1 斜長石電子探針分析結果
從斜長石成分分類圖解(圖5)可以看出,含輝石黑云母閃長巖中的斜長石由中長石和拉長石組成,而二長花崗巖中的斜長石主要為更長石。

圖5 斜長石成分分類圖解Fig.5 Classification Diagram of Plagioclase
4.1.2 黑云母
黑云母是蟒嶺花崗巖體兩期巖石中的主要暗色造巖礦物。根據其電子探針分析結果,不同時期巖石中黑云母成分變化不是很大(表2)。黑云母中SiO含量(質量分數,下同)為30.36%~39.56%,具有富Ti、Al、Mg、K的特征。從黑云母成分分類圖解(圖6)可以看出,蟒嶺花崗巖體中黑云母除個別點落在鎂質和鐵質黑云母過渡線上,主體為鎂質黑云母。
蟒嶺花崗巖體二長花崗巖的Sr-Nd同位素分析結果見表3。Rb/Sr值小于3,且未出現Sr同位素初始值((Sr/Sr))異常低的情況,表明所測結果有地質意義。值多為-0.55~-0.49,其范圍為-0.6~-0.3,說明所測巖石的一階段模式年齡是有效的。

表2 黑云母電子探針分析結果

n(·)為元素離子數圖6 黑云母成分分類圖解Fig.6 Classification Diagram of Biotite
結合前人測試數據,以二長花崗巖結晶年齡=148 Ma計算,獲得蟒嶺花崗巖體全巖(Sr/Sr)值為0.705 75~0.708 79,略高于上地幔(Sr/Sr)值(0.702~0.706),顯示了殼幔混合的特點。Nd/Nd測定值為0.511 319~0.512 336,根據相應結晶年齡計算的()值變化范圍較大,為-22.4~-3.8,巖體的一階段Nd模式年齡()為1.62~0.99 Ga,其對應的二階段Nd模式年齡()為2.75~1.25 Ga。
本文主要對蟒嶺花崗巖體中含輝石黑云母閃長巖(樣品ML-37/1B)和二長花崗巖(樣品ML-28/1B)進行了鋯石Hf同位素分析,分析結果見表4。結果顯示,兩種巖性樣品分析點的Lu/Hf值均低于0.002,表明其鋯石形成后的放射性成因Hf積累十分有限,因此,所測定的Lu/Hf值能較好地反映其形成過程中Hf同位素組成特征。

表3 二長花崗巖Sr-Nd同位素組成
對含輝石黑云母閃長巖共進行20個分析點的Hf同位素測試。結果表明,Hf/Hf值為0.282 384~0.282 604,由對應的分析點年齡計算得到Hf同位素初始值((Hf/Hf))為0.282 381~0.282 601,()值為-10.37~-2.60,一階段鋯石Hf模式年齡=1.22~0.92 Ga,二階段鋯石Hf模式年齡=1.87~1.37 Ga。由二階段鋯石Hf模式年齡和()直方圖[圖7(a)、(b)]可以看出,()主體為-10~-6,二階段鋯石Hf模式年齡主體為1.8~1.6 Ga。
對二長花崗巖共進行20個分析點的Hf同位素測試。所測鋯石的分析數據變化范圍較大,Hf/Hf值為0.281 341~0.282 638,由對應的分析點年齡計算得到(Hf/Hf)值為0.281 339~0.282 635,Hf同位素組成變化范圍寬泛,()主要為-10.00~-4.92,一階段鋯石Hf模式年齡為1.21~0.87 Ga,二階段鋯石Hf模式年齡為1.84~1.30 Ga。個別分析點具有較負的()值,為-47.45~-28.33,其對應的一階段鋯石Hf模式年齡為2.65~1.94 Ga,二階段鋯石Hf模式年齡為4.17~2.99 Ga。由二階段鋯石Hf模式年齡和()直方圖[圖7(c)、(d)]可以看出,()主體為-9~-3,二階段鋯石Hf模式年齡主體為1.7~1.5 Ga。
不同成因類型的花崗巖常具有礦物學特征方面的差異。S型花崗巖形成于較還原的條件下,其鐵鈦氧化物以鈦鐵礦為主,黑云母一般為褐紅色,Al值較高,一般為0.353~0.561,氧逸度和Mg值較低,分別為0~0.097和0.282~0.367;I型花崗巖形成于較氧化環境,鐵鈦氧化物以磁鐵礦為主,黑云母呈棕色、黑色,Al值較低,一般為0.144~0.224,氧逸度較高,為0.121~0.252,Mg值為0.384~0.626。蟒嶺花崗巖體含輝石黑云母閃長巖和二長花崗巖中鐵鈦氧化物主要為磁鐵礦,黑云母多呈棕色、淺棕色;陽離子數Al值較低,分別為0~0.37和0.09~0.54,平均值分別為0.10和0.31;氧逸度分別為0.19~0.28和0.08~0.38;Mg值相對較高,分別為0.47~0.53和0.38~0.56。以上特征表明,蟒嶺花崗巖體這兩期巖石都具有I型花崗巖的特征。結合巖體全巖地球化學特征,各期次巖石具有高硅(SiO含量為51.60%~77.95%)、富堿(NaO+KO值為4.35%~9.44%)的特征,從早到晚(含輝石黑云母閃長巖→二長花崗巖→黑云母正長花崗巖),巖石中SiO含量增高,其他主量元素含量降低,稀土元素總含量降低,其球粒隕石標準化稀土元素配分模式由右傾平滑型變化為不對稱弧形,原始地幔標準化微量元素蛛網圖整體表現為右傾模式,但P、Ti等元素的虧損程度加深,指示巖體巖石成因類型向I-A過渡型變化。因此,蟒嶺花崗巖體的巖石成因類型從早到晚具有自I型花崗巖向I-A過渡型花崗巖變化的趨勢。

圖7 鋯石εHf(t)和二階段鋯石Hf模式年齡柱狀圖Fig.7 Histograms of Zircon εHf(t) and TDM2
花崗質巖石中黑云母的化學成分變化能夠反映巖漿結晶過程中成巖物理化學條件的重要信息。
(1)溫度。蟒嶺花崗巖中含輝石黑云母閃長巖、二長花崗巖的黑云母AlO含量分別為12.63%~14.26%、13.42%~17.92%,TiO含量分別為2.86%~4.57%、0.93%~2.87%,Al平均值分別為0.10和0.31,Ti離子數分別為0.32~0.52、0.12~0.33。黑云母的高鈦和結構式中低Al值能夠指示其形成于相對高溫和較高氧逸度的條件下。結合黑云母Ti-Mg/(Mg+Fe)圖解[圖8(a)],含輝石黑云母閃長巖中黑云母結晶溫度為675 ℃~740 ℃,二長花崗巖中黑云母結晶溫度為550 ℃~675 ℃。

圖(a)底圖引自文獻[68];圖(b)底圖引自文獻[69]圖8 黑云母Ti-Mg/(Mg+Fe)圖解和Fe3+-Fe2+-Mg2+圖解Fig.8 Diagrams of Ti-Mg/(Mg+Fe) and Fe3+-Fe2+-Mg2+ of Biotite

表4 鋯石Hf同位素分析結果
(2)氧逸度。Wones等研究表明,與磁鐵礦和鉀長石共生的黑云母中Fe、Fe和Mg離子數可以估算其結晶時的氧逸度。蟒嶺花崗巖體的巖相學特征表明其中的黑云母與鉀長石-磁鐵礦-石英共生,符合Wones等提出的氧逸度計的使用。根據黑云母Fe-Fe-Mg圖解[圖8(b)],含輝石黑云母閃長巖和二長花崗巖中黑云母的所有樣品點均落在Ni-NiO緩沖線和FeO-FeO緩沖線之間或其附近,表明這兩期花崗巖黑云母的巖漿-熱液體系中氧逸度較高。
綜上所述,蟒嶺花崗巖體不同期次巖石的黑云母均在較高氧逸度環境下形成,其結晶溫度條件從早到晚具有逐漸降低的趨勢,這與蟒嶺花崗巖體鋯石飽和溫度所反映的巖漿結晶溫度變化趨勢一致。
地球化學特征顯示:蟒嶺花崗巖體為過鋁質-高鉀鈣堿性/鉀玄巖系列巖石;微量元素組成表現為相對富集大離子親石元素(K、Rb、Ba、Sr等),而虧損高場強元素(P、Nb、Ta、Ti等),球粒隕石標準化稀土元素配分模式表現為輕稀土元素富集的右傾型。這些特征表明蟒嶺花崗巖體的物源以殼源物質為主。
全巖Sr-Nd同位素組成是示蹤巖體物質來源的重要手段之一。結合前人的測試數據,蟒嶺花崗巖體二長花崗巖的Sr-Nd同位素分析結果顯示,巖體全巖(Sr/Sr)值為0.705 75~0.708 79,在(Sr/Sr)-圖解[圖9(a)]中,其樣品點多落在大陸增長線區域內,個別點落在玄武巖源區邊界線處。巖體二長花崗巖具有負的()值,且變化范圍較大,為-22.4~-3.8,在()-圖解[圖9(b)]中,其樣品點主要落于早元古代—中元古代地殼和球粒隕石之間,暗示其源區物質可能主要來自地殼。由此可見,Sr-Nd同位素組成暗示蟒嶺花崗巖體的源區可能具有殼幔混合的特征,(Sr/Sr)-圖解中落入玄武巖源區的樣品點指示其源區物質中可能有年輕組分的參與。

底圖引自文獻[7]圖9 二長花崗巖(87Sr/86Sr)i-t圖解和εNd(t)-t圖解Fig.9 Diagrams of (87Sr/86Sr)i-t and εNd(t)-t of Monzogranite
鋯石Hf同位素組成也是示蹤巖漿源區和具體巖漿過程的重要證據。蟒嶺花崗巖體第1期含輝石黑云母閃長巖的鋯石Hf同位素組成比較均一,變化范圍窄,其(Hf/Hf)值為0.282 381~0.282 601,對應的()值為-10.37~-2.60;第2期二長花崗巖(Hf/Hf)值為0.281 341~0.282 638,其鋯石Hf同位素組成較為復雜,變化范圍寬泛,但()值主要為-9~-3,個別分析點具有較負的()值,為-47.45~-28.33。在()-圖解[圖10(a)]和(Hf/Hf)-圖解[圖10(b)]中,蟒嶺花崗巖體的樣品點大部分落在球粒隕石和下地殼演化曲線之間,靠近球粒隕石演化線,指示蟒嶺花崗巖體的源區物質具有殼幔混合的特征。根據前人對北秦嶺構造帶中秦嶺巖群和寬坪巖群進行的鋯石年代學研究可知,秦嶺巖群副變質巖蝕源區主要為1.9~1.5 Ga古元古代晚期至中元古代早期的大陸地殼,而寬坪巖群斜長角閃巖的形成時代為1.75 Ga。李靠社指出寬坪巖群地層時代為早元古代,其形成時代為2.0~1.8 Ga,與秦嶺巖群表殼巖系屬于同一構造基底或在太古界陸核上形成,兩者可能屬同期異相之堆積產物(或稍晚于秦嶺巖群表殼巖系)。這兩個巖群與蟒嶺花崗巖體兩期巖石中大部分二階段鋯石Hf模式年齡(1.8~1.5 Ga)基本一致,因此,寬坪巖群和秦嶺巖群作為蟒嶺花崗巖體的源巖可能性很大。但是,蟒嶺花崗巖體二長花崗巖具有少量較負的()值,為-47.45~-28.33,其對應的二階段鋯石Hf模式年齡為4.17~2.99 Ga,顯示巖體物源中可能還有更古老的地殼物質加入。值得注意的是,蟒嶺花崗巖體二長花崗巖中普遍發育巖漿暗色包體(石英黑云母閃長巖)。目前的研究結果顯示,花崗質巖石中的巖漿暗色包體主要與幔源組分有關,是巖漿混合的標志;除此以外,巖石礦物學研究指出,蟒嶺花崗巖體兩種巖性中所含黑云母均為鎂質黑云母;在黑云母物質來源判別圖解(圖11)中,兩種巖性的樣品投點均落在殼幔混源區間內。因此,蟒嶺花崗巖體的源區物質來源中亦有年輕地幔組分參與,也表明巖體形成過程具有巖漿混合作用的存在。

底圖引自文獻[72]圖10 εHf(t)-t圖解和(176Hf/177Hf)i-t圖解Fig.10 Diagrams of εHf(t)-t and (176Hf/177Hf)i -t
綜上所述,蟒嶺花崗巖體是古老地殼物質(成分上可能相當于元古界寬坪巖群和秦嶺巖群)部分熔融形成的長英質巖漿與可能起源于幔源的基性巖漿(以巖漿暗色包體為代表)混合,最終在淺部環境形成的產物。

底圖引自文獻[76]圖11 黑云母物質來源判別圖解Fig.11 Identification Diagrams of Material Source of Biotite
(1)北秦嶺蟒嶺花崗巖體主體以I型花崗巖為主,結合巖石地球化學特征可知,從早到晚(含輝石黑云母閃長巖→二長花崗巖→黑云母正長花崗巖),其巖石成因類型具有從I型向I-A過渡型花崗巖變化的趨勢。
(2)蟒嶺花崗巖體含輝石黑云母閃長巖和二長花崗巖中黑云母的結晶溫度分別為675 ℃~740 ℃和550 ℃~675 ℃,均在較高氧逸度環境下形成。
(3)礦物學特征與Sr-Nd-Hf同位素組成表明,蟒嶺花崗巖體是古老地殼物質部分熔融形成的長英質巖漿與可能起源于幔源的基性巖漿混合而成的產物。