第三章區(qū)域殼幔化學(xué)組成、化學(xué)演化及地質(zhì)塊體的構(gòu)造地球化學(xué)分區(qū)地球化學(xué)進(jìn)展課程2000年8月一、區(qū)域殼、?；瘜W(xué)組成研究及其意義意義：區(qū)域殼、?；瘜W(xué)組成為區(qū)域殼幔系統(tǒng)的重要狀態(tài)參數(shù)之一，對(duì)區(qū)域中發(fā)生的地球化學(xué)作用特征及構(gòu)造分區(qū)具有重要約束作用。在區(qū)域中地殼是由地幔提供物質(zhì)組成的，區(qū)域地殼的地球化學(xué)特征歸根結(jié)底是繼承區(qū)域地幔的，故區(qū)域地幔的地球化學(xué)特征對(duì)區(qū)域中所發(fā)生的作用過程更具有約束力。（一）地殼化學(xué)組成研究難點(diǎn)為：地殼深部組成研究，現(xiàn)今最佳的研究途徑是巖石物性（主要地震波速）約束、出露的下地殼麻粒巖和麻粒巖包體研究以及花崗巖類源區(qū)地球化學(xué)示蹤等綜合研究途徑。1、秦嶺地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)-巖石-化學(xué)組成研究A.研究方法與步驟：（1）以目前公認(rèn)的華北陸塊南緣、北秦嶺、南秦嶺和揚(yáng)子陸塊北緣四個(gè)構(gòu)造塊體為四個(gè)地殼組成計(jì)算單元；（2）主要以橫跨秦嶺的QB-1折射地震測(cè)深獲得的Vp觀察值為基礎(chǔ),構(gòu)筑各單元的地殼地震波速結(jié)構(gòu)（圖1）；（3）在各單元中采集各類基底巖石及花崗巖類樣品，進(jìn)行巖石（傳導(dǎo)）地震波速的高溫高壓實(shí)驗(yàn)測(cè)定；（4）首先在各單元內(nèi)，按巖層變質(zhì)相——麻粒巖相（含高角閃巖相）、角閃巖相及綠片巖相和未變質(zhì)巖層，設(shè)定下、中、上地殼的可能的巖石組成；—波速度值(km/s)。NC—華北克拉通；NQ—北秦嶺；SQ—南秦嶺。圖1橫穿秦嶺的伊川—鄖縣斷面綜合地質(zhì)—地球物理解釋剖面(據(jù)張國(guó)偉等，1991)1.低速帶；2.低電阻率(＜100Ωm)帶;3.電阻率等值線(Ωm)；4.P—波速度值(km/s)。NC—華北克拉通；NQ—北秦嶺；SQ—南秦嶺（5）通過巖層地震波速實(shí)驗(yàn)測(cè)定的計(jì)算值與地震測(cè)深波速的觀察值相互擬合、麻粒巖包體研究、花崗巖類源區(qū)地球化學(xué)示蹤等檢驗(yàn)、修改和建立各單元的地殼結(jié)構(gòu)-巖石組成模型；（6）按照每個(gè)單元的地殼結(jié)構(gòu)-巖石組成模型，以單元內(nèi)各類巖石的元素和組分測(cè)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，加權(quán)計(jì)算出上、中、下地殼的化學(xué)成分和元素豐度。現(xiàn)以華北陸塊南緣為例，說明研究的具體情況：B.華北陸塊南緣地殼化學(xué)成分和元素豐度出露于河南登封—魯山一帶的高角閃巖相—麻粒巖相太華群(下地殼)、角閃巖相登封群(中地殼)及上覆綠片巖相到未變質(zhì)的古元古代—顯生宙巖層(上地殼)已被證明為代表華北克拉通南緣現(xiàn)今出露于地表的一條地殼剖面(Gaoetal.1990,1992;劉慶生等，1993)。以下從多方面的新證據(jù)能夠再次確認(rèn)這一推斷。

巖層地震波速(Vp)約束將太華群和登封群巖石的高壓實(shí)驗(yàn)VP測(cè)定結(jié)果分別通過溫度校正至下地殼和中地殼的P、T條件，得到它們的VP分別為6.5—6.8km/s和5.8—6.0km/s；花崗巖高溫高壓實(shí)驗(yàn)Vp結(jié)果在上和中地殼條件下平均分別為5.47和5.96km/s。相比之下，QB-1折射地震測(cè)深給出的VP值在華北克拉通南緣下地殼為6.1—6.9km/s(平均6.6km/s),中地殼為5.9—6.2km/s(平均5.92km/s)，上地殼為5.6—6.07km/s(袁學(xué)誠(chéng)，1991)。波速對(duì)比證明(圖2)，太華群和登封群應(yīng)分別代表下地殼和中地殼，而花崗巖則應(yīng)是中、上地殼的組成部分。

本構(gòu)造單元內(nèi)木龍溝產(chǎn)出的燕山早中期(150—130Ma)中酸性斑巖中，已發(fā)現(xiàn)含有下地殼二輝麻粒巖包體，其巖石學(xué)特征與化學(xué)成分同出露于地表的太華群二輝麻粒巖相一致(王曉霞等，1986)。表明本塊體下地殼確實(shí)由太華巖群組成。豫西燕山早中期中酸性斑巖(產(chǎn)于八寶山、后瑤峪、柳關(guān)等巖體)，經(jīng)Pb、Nd、Sr同位素示蹤，證明巖漿是以太華群巖石部分熔融產(chǎn)物為主體、混入數(shù)量不等的少量幔源物質(zhì)形成，甚至太華群巖石的平均Nd模式年齡(TDM=2.78Ga)及其換算至140Ma斑巖類形成時(shí)的εNd值(平均為－24.23)均分別接近于柳關(guān)二長(zhǎng)花崗斑巖的Nd模式年齡(2.47Ga)和初始εNd(t)值(－25.3)，表明柳關(guān)斑巖巖漿基本是以太華巖群為源層

(陳岳龍和張本仁，1994)。以上兩點(diǎn)既能說明太華群應(yīng)為華北克拉通南緣下地殼的組成，又能暗示斑巖具有深源淺成成因。

總之，綜合研究的結(jié)果可以肯定關(guān)于華北陸塊南緣地殼各結(jié)構(gòu)層的巖石組成的原來(lái)設(shè)定。

采用類似的方法和步驟，分別建立見了其余三個(gè)構(gòu)造塊體的地殼結(jié)構(gòu)巖石組成模型（見下表），據(jù)之得出了各塊體上、中、下地殼的化學(xué)成分和元素豐度。接上鑒于北秦嶺中-下地殼為印支支期通過碰撞造造山晚期揚(yáng)子大大陸北緣俯沖而而墊置于北秦嶺嶺上地殼之下的的南秦嶺基底巖巖層（證明見后后），現(xiàn)今其地地殼的上部和中中、下部不具有有親緣關(guān)系，對(duì)對(duì)比意義不大，，故僅對(duì)比其余余三個(gè)構(gòu)造單元元地殼各結(jié)構(gòu)層層的化學(xué)成分(表2)。C.各構(gòu)造單元上、、中、下地殼的的化學(xué)組成

華北克拉通南緣南

秦

嶺揚(yáng)子克拉通北緣

上地殼中地殼下地殼上地殼中地殼下地殼上地殼中地殼下地殼SiO26460.858.56563.565.766.162.765.7K2O2.471.981.862.452.172.392.542.32.39Rb715351765793857593Li15141422.4161820.81818Be1.791.71.41.982.141.962.283.071.96Ba823616585749619652653590652Th9.38.17.77.86.29.29.38.29.2∑REE146123120125150174155129174MgO2.863.363.772.883.22.72.323.422.7∑FeO5.966.845.245.245.274.764.625.27V108120139106971049597104Cr747979109101826610182Ni39.8495049474836.847.249Co20.2232516.216.419.315.616.419.3Cu29343834344234.63442表3.7不不同構(gòu)造單元地地殼上、中、下下結(jié)構(gòu)層化學(xué)成成分特征表中上地殼元素素豐度是扣除碳碳酸鹽后的計(jì)算算值；∑FeO為換算為FeO的全鐵含量量；主量元素氧氧化物含量單位位為wt％；；微量和稀土元元素豐度單位為為10－6(下下同)。對(duì)比揭示出以下下規(guī)律：華北克拉通南緣緣地殼表現(xiàn)出由由下至上∑FeO、MgO和和相容元素V、Cr、Ni、Co等含量量的逐漸降低，，而SiO2、K2O和不相容元素素Rb、Li、、Be、Ba、、Th、∑REE等含量逐步步增長(zhǎng)，表明這里地殼分分異屬于正常類類型，即中、上上地殼主體是由由下地殼派生演演化形成。單顆粒鋯石年齡齡研究表明，2.5Ga前前形成的登封群群英安流紋巖中中含有來(lái)自太華華群的老鋯石(Kroneretal.,1988);中元元古代熊耳群火火山巖主體基本本繼承了太華群群的Nd、Pb同位素系統(tǒng)的的特征。這些均均可支持上述推推斷。接上揚(yáng)子克拉通北緣緣和南秦嶺則表表現(xiàn)出中地殼SiO2、K2O、Rb、Li、Ba、Th、∑REE等等不相容元素的的含量低于下地地殼和上地殼，，MgO、∑FeO、Cr、、Ni等相容元元素的含量高于于或接近下地殼殼，但均高于上上地殼的規(guī)律。。這點(diǎn)很可能與這這兩個(gè)構(gòu)造單元元的中地殼主體體為幔源新生地地殼而非由下地地殼物質(zhì)派生有有關(guān)，至于上地地殼則應(yīng)是由中中和下地殼物質(zhì)質(zhì)派生分異形成成。后面討論的這兩兩個(gè)構(gòu)造單元的的地殼增生歷史史可以支持這一一論斷D.區(qū)域地殼顯顯示的側(cè)向化學(xué)學(xué)不均一性對(duì)比東秦嶺及鄰鄰區(qū)各構(gòu)造單元元地殼化學(xué)組成成（以下兩個(gè)表表），可以揭示示出以下地殼側(cè)側(cè)向化學(xué)不均一一性：華北克拉通南緣緣上地殼和中-下地殼，相對(duì)對(duì)于揚(yáng)子克拉通通北緣上和中-下地殼，一致致顯示高∑FeO、Sr含量量和高Sc/Th比值的特征征；僅就中-下下地殼而言，華華北尚顯示高M(jìn)gO、CaO、Mo含量和和高Nb/La、Ba/La、Zr/Hf比值的特點(diǎn)，，僅就上地殼而而言，還具有高高Ba含量的特特點(diǎn)。接上揚(yáng)子克拉通北緣緣上地殼和中-下地殼，相對(duì)對(duì)于華北南緣上上地殼和中-下下地殼，一致顯顯示高SiO2、Na2O、Zr、Hf、Li、Be、Cu、∑REE含量及高高Rb/Sr、、Ni/Co比比值的特征，中中–下地殼尚有有相對(duì)高K2O、Rb含量及及高Ba/Sr比值的特點(diǎn)。。南、北秦嶺造山山帶相對(duì)于兩側(cè)側(cè)克拉通區(qū)，上上地殼和中-下下地殼一致顯示示高Ti、Cr、Ni含量及及高Nb/La、Ba/La比值的特征，，但北秦嶺地殼殼同其余三構(gòu)造造單元上地殼和和中-下地殼相相比均顯示富Nb、Ta、Th、Sc、Y及高Th/La、Y/Tb比值和低Nb/Ta比值的的明顯特征。接上北秦嶺地殼在絕絕大多數(shù)元素豐豐度及元素對(duì)比比值方面明顯與與華北南緣地殼殼不同，但是卻卻與南秦嶺和揚(yáng)揚(yáng)子北緣上地殼殼和中–下地殼殼共同顯示相對(duì)對(duì)富集Be、Li、Cu及高高Rb/Sr、、Ni/Co比比值和低Sc/Th比值的特特征。北秦嶺現(xiàn)現(xiàn)今中-下地殼殼化學(xué)成分的特特征與南秦嶺中中地殼相同?？傊?，地殼化學(xué)學(xué)不均一性表明明：揚(yáng)子和華北北地殼應(yīng)屬于兩兩個(gè)不同的地球球化學(xué)省，南秦秦嶺地殼在化學(xué)學(xué)上完全屬于揚(yáng)揚(yáng)子省，而北秦秦嶺地殼化學(xué)組組成主體上與揚(yáng)揚(yáng)子一致，但有有自己的一定獨(dú)獨(dú)特性，這與北北秦嶺塊體的獨(dú)獨(dú)特成因和演化化歷史有關(guān)。（二）地?；瘜W(xué)學(xué)組成研究通過地幔巖石捕捕虜體地球化學(xué)學(xué)研究，可以確確定巖石圈地幔幔的礦物組成、、化學(xué)成分、形形成時(shí)代與物理理化學(xué)狀態(tài)等。。然而，地幔巖巖石捕虜體的分分布比較局限，，如在秦嶺-大大別造山帶中就就很少發(fā)現(xiàn)，這這限制了在該造造山帶中利用地地幔巖石捕虜體體直接對(duì)巖石圈圈地幔的研究。。然而，玄武巖卻卻是時(shí)間和空間間上廣泛分布的的巖石。它們均均是地幔巖石部部分熔融形成巖巖漿上升至地殼殼的產(chǎn)物，攜帶帶有大量地幔源源區(qū)化學(xué)組成、、化學(xué)作用及物物理化學(xué)狀態(tài)的的信息。1.玄武巖源源區(qū)微量元素示示蹤及其意義(1)原理與方法基于地幔巖石部部分熔融模式，，已經(jīng)確定：玄玄武巖中元素的的含量是隨部分分熔融程度而變變化的，故一般般不能代表源區(qū)區(qū)地幔各該元素素的含量，但是是已經(jīng)實(shí)驗(yàn)和計(jì)計(jì)算證明：兩種強(qiáng)或較強(qiáng)不不相容元素的比比值（如，Nb/La、Th/La、Ba/Nb、Pb/Ce等）及及兩種化學(xué)性質(zhì)質(zhì)十分相似的不不相容元素的比比值（如，Nb/Ta、Zr/Hf、Y/Tb等）基本本不受部分熔融融程度影響，故故玄武巖的這些些元素比值與其其地幔源區(qū)的各各該比值一致，，可作為示蹤地地幔源區(qū)的良好好指示參數(shù)。（2）秦嶺各構(gòu)構(gòu)造單元地幔源源區(qū)化學(xué)組成特特征及意義SNCⅠ:華北北南緣新太古代代太華群和登封封群變玄武質(zhì)巖巖石，SNCⅡⅡ：華北南緣古古元古代絳縣群群、宋家山群和和中條群變玄武武質(zhì)巖石,其其中帶“*”數(shù)數(shù)據(jù)引用古元古古代安溝群變玄玄武質(zhì)巖石的含含量，帶“**”數(shù)據(jù)引用該該構(gòu)造單元后太太古宙變玄武質(zhì)質(zhì)巖石的平均值值;NQⅢⅢ：北秦嶺元古古宙秦嶺群和寬寬坪群變玄武質(zhì)質(zhì)巖石；SQⅣⅣ：南秦嶺元古古宙（主體）陡陡嶺、碧口、武武當(dāng)、鄖西和耀耀嶺河群變玄武武質(zhì)巖石;NYCⅤ：揚(yáng)揚(yáng)子北緣元古宙宙后河、火地埡埡、西鄉(xiāng)和神農(nóng)農(nóng)架等群變玄武武質(zhì)巖石，NYCⅥ：揚(yáng)子北北緣太古宙崆嶺嶺群變玄武質(zhì)巖巖石。括弧中數(shù)數(shù)字為樣品數(shù)。。主要組分含量量單位:wt%;微量元元素含量單位:×10-6。絳縣、宋家山山和中條群數(shù)據(jù)據(jù)引自孫大中和和胡維興(1993)。表7各構(gòu)構(gòu)造單元前寒武武紀(jì)變玄武質(zhì)巖巖石的化學(xué)特征征華北南緣與揚(yáng)子子北緣元古宙地地幔源區(qū)相比,前者相對(duì)富集∑∑FeO、MgO、Mo及高Zr/Hf比值，后者相對(duì)對(duì)富集Li、Rb、Be、Ba、Sr、Nb、Cu、Sc及高Nb/Ta、Ba/Sr、Ba/La、Nb/La、Th/La和La/Ta比值，表明兩克克拉通區(qū)上地幔?；瘜W(xué)上存在系系統(tǒng)差異。南秦嶺和北秦嶺嶺地幔源區(qū),在相對(duì)富Li、Rb、Be、Nb、Sc、Cu和相對(duì)貧∑FeO、MgO、Mo以及相對(duì)高Ba/Sr、Ba/La、Nb/La、Nb/Ta比值和相對(duì)低Zr/Hf比值方面,完全與揚(yáng)子北緣緣一致,而與華北南緣明明顯不同。南、北秦嶺與揚(yáng)揚(yáng)子北緣在地幔幔源區(qū)特征上稍稍稍不同之處表表現(xiàn)為,兩個(gè)造山帶構(gòu)造造單元地幔更富富于Rb、Nb、Ta和貧于Sr,以及顯示更高的的Rb/Sr、Ba/Sr和Nb/La比值。在幾個(gè)構(gòu)造單元元中,北秦嶺元古宙地地幔源區(qū)還顯示示出某些獨(dú)特之之處,表現(xiàn)為它具有全全區(qū)中最高的CaO和Sc含量及最高的Sc/Th、Ba/La、Th/La和Yb/Hf比值。討論：鑒于對(duì)比的玄武武巖在造帶中主主體形成于元古古宙，兩陸緣還還包括了新太古古代與中新生代代玄武巖，對(duì)比比發(fā)現(xiàn)上述各構(gòu)構(gòu)造單元地幔源源區(qū)化學(xué)特征異異同的規(guī)律至少少可從元古宙一一直保持到現(xiàn)在在，而且此規(guī)律律的基本特征在在新太古代就開開始存在。它應(yīng)應(yīng)是區(qū)域構(gòu)造分分區(qū)的根本約束束因素。上述結(jié)果也能說說明華北與揚(yáng)子子應(yīng)屬于兩個(gè)個(gè)不同的地球化化學(xué)省；南秦嶺嶺屬于揚(yáng)子??；；北秦嶺基本屬屬于揚(yáng)子省，但但卻顯示出某些些特殊性：CaO和Sc含量量及Sc/Th、Yb/Hf、Ba/La、Nb/La和Th/La比值特高。二、玄武巖地幔幔源區(qū)性質(zhì)與演演化的同位素示示蹤及其意義（一）原理與與方法143Nd/144Nd、87Sr/86Sr、206Pb/204Pb的分子和分母同同位素屬于化學(xué)學(xué)性質(zhì)完全相同同的同種元素，，巖石發(fā)生部分分熔融時(shí)熔體中中的這些同位素素比值完全能代代表源區(qū)巖石中中的各該同位素素比值。必須是巖石形形成時(shí)的以上上同位素的初初始比值才能能代表巖石源源區(qū)的各該比比值。因?yàn)榇嬖?47Sm--143Nd，87Rb--87Sr，238U--206Pb，235U--207Pb和232Th--208Pb等的放射性衰衰變，巖石形形成后必然會(huì)會(huì)有放射性同同位素衰變形形成的子同位位素的積累。εNd（t)和εSr(t)為反映玄武巖巖形成時(shí)源區(qū)區(qū)地幔同位素素比值相對(duì)當(dāng)當(dāng)時(shí)原始地幔幔同位素比值值偏離程度的的參數(shù)，t為巖石形成年年齡，它們的的計(jì)算式為：：εNd（t)=[（143Nd/144Nd）s/（143Nd/144Nd）CHUR－1]×104;εSr（t)=[（87Sr/86Sr）s/（87Sr/86Sr）CHUR－1]×104.其中：s代表樣品；CHUR代表原始地幔幔?，F(xiàn)代（143Nd/144Nd）CHUR=0.512638;現(xiàn)代（147Sm/144Nd）CHUR=0.1967；現(xiàn)代（87Sr/86Sr）CHUR=0.7045;現(xiàn)代的（87Rb/86Sr）CHUR=0.0827。由于在固/液分配系數(shù)方方面，DSm>DNd,DRb<Dsr,DU,Th<DPb,虧損地幔Sm/Nd比值較原始地地幔增高，因因此以虧損地地幔為源區(qū)的的玄武巖的εNd（t)為大于1的正值，正值值愈大源區(qū)地地幔愈虧損；；反之該參數(shù)數(shù)為小于的負(fù)負(fù)值時(shí)，則表表明源區(qū)是富富集型地幔。。對(duì)于εSr（t)的情況則相反反，愈大的正正值地幔源區(qū)區(qū)愈富集。（二）秦嶺嶺各構(gòu)造單元元早期上地幔幔的性質(zhì)與演演化趨勢(shì)結(jié)果顯示:*華北南緣玄武武巖地幔源區(qū)區(qū)εNd（t)值由太太古宙至古元元古代一直穩(wěn)定定于+2.9~+2.2,與與華北陸塊主主體相同.*揚(yáng)子北緣玄武武巖地幔源區(qū)區(qū)εNd（t)值由新新太古代至中中元古代沿虧損損地幔演化線線演化,自中中元古代晚期期開始向富集化演變,但εNd（t)值仍保保持于+5.7左右.*南秦嶺地幔源源區(qū)εNd（t)值的演演化趨勢(shì)基本本與揚(yáng)子陸塊一致,表表明它應(yīng)屬于于揚(yáng)子省.*北秦嶺地幔源源區(qū)εNd（t)值于整整個(gè)元古宙期期間一直穩(wěn)定于+7.3~+6.3,表表明其地幔源源區(qū)虧損程度度明顯高于華華北,并接近揚(yáng)揚(yáng)子,但演演化趨勢(shì)與揚(yáng)揚(yáng)子和南秦嶺嶺不同.這也也說明北秦嶺基基本屬于揚(yáng)子子省,但具具有一定的特特殊性.三、殼源巖石石的釹模式年年齡與地殼增增生1.原理與方方法(1)巖石的的釹模式年齡齡是以CHUR為原始系系統(tǒng)，進(jìn)行巖巖石樣品的同同位素年齡的的計(jì)算值。釹釹同位素年齡齡按下式計(jì)算算：（143Nd/144Nd）0s=（143Nd/144Nd）ts+（147Sm/144Nd）s(eλt-1);其中：t-巖巖石的年齡；；（143Nd/144Nd）0s-樣品測(cè)定的的現(xiàn)代值；（（143Nd/144Nd）ts-巖石形成時(shí)時(shí)的初始值，，λ-147Sm的衰變常常數(shù)（=6.54×10-12年-1）。由于巖石單個(gè)個(gè)樣品的（143Nd/144Nd）ts不易合理地推推定，而以CHUR（原原始地幔）演演化至巖石形形成時(shí)的（143Nd/144Nd）tCHUR代替（143Nd/144Nd）ts進(jìn)行計(jì)算，得得出的年齡稱稱為模式年齡齡（TCHUR）。(2)考慮慮到多數(shù)玄武武巖漿來(lái)自虧虧損地幔，認(rèn)認(rèn)為以虧損地地幔在巖石形形成時(shí)的（143Nd/144Nd）tDM代替（143Nd/144Nd）ts進(jìn)行巖石年齡齡計(jì)算更為合合理，計(jì)算式式為：TDM=1/λIn{I+[（（143Nd/144Nd）s－（143Nd/144Nd）DM]/[（147Sm/144Nd）s－（147Sm/144Nd）DM]}其中：（143Nd/144Nd）DM的現(xiàn)代值=0.51315;（147Sm/144Nd）DM的現(xiàn)代值=0.2137.(3)沉積積巖、花崗巖巖等殼源巖石石一般繼承著著其源區(qū)巖層層的平均釹同同位素組成，，它們的釹模模式年齡（TDM)反映著其源源區(qū)物質(zhì)或地地殼平均年齡齡，亦即源區(qū)區(qū)物質(zhì)或地殼殼自地幔分離離距現(xiàn)在的時(shí)時(shí)間。所以對(duì)對(duì)各時(shí)代殼源源巖石釹模式式年齡的大量量統(tǒng)計(jì)，可以以提供一種揭揭示大陸地殼殼增生的途徑徑。2.秦嶺各構(gòu)構(gòu)造單元的地地殼增生歷史史NCNQSQYC直方圖顯示：：*華北陸塊地殼殼主體形成于于太古宙和古古元古代（3.6~1.8Ga),以新太古代為為最主要成殼殼期，其次為為古元古代。。*揚(yáng)子陸塊地殼殼主體形成于于0.8Ga以前的元元古宙，但存存在少量太古宙陸殼殼基底或陸核核。*南秦嶺陸殼主主體形成于0.8Ga以前的元古古宙，也存在在少量太古宙陸殼基基底或陸核，，并在2.2和1.1Ga左右為為兩次強(qiáng)烈地殼增生期。。*北秦嶺陸殼主主體也形成于于0.8Ga以前的元元古宙，并顯顯示在2.2和1.1Ga左左右的兩次強(qiáng)強(qiáng)烈地殼增生生。但多種證證據(jù)表明北秦秦嶺不存在太古古宙陸殼基底底。因此，在成殼殼主期上南、、北秦嶺與揚(yáng)揚(yáng)子是一致的的，在具有太古宙陸殼基基底上南秦嶺嶺與揚(yáng)子一致致，而北秦嶺嶺與之不同。。這也表明北秦秦嶺原屬于揚(yáng)揚(yáng)子省，只是是缺少太古宙宙陸殼基底。。四、秦嶺造山山帶各構(gòu)造單單元Pb同位素填圖1.技術(shù)方方法：秦嶺及相鄰克克拉通區(qū)前寒寒武紀(jì)基底巖巖石、不同時(shí)時(shí)代花崗巖和和中、新生代代玄武巖的樣樣品的鉛同位位素組成（表表10），奠奠定了鉛同位位素填圖的基基礎(chǔ)?；◢弾r測(cè)定的的是長(zhǎng)石鉛，，基本可代表表巖石形成時(shí)時(shí)的同位素組組成，其中中中生代花崗巖巖長(zhǎng)石Pb同同位素組成可可以近似地代代表現(xiàn)代上地地殼的Pb同同位素組成；；各類前寒武紀(jì)紀(jì)巖石全巖的的現(xiàn)在Pb同同位素組成，，應(yīng)代表現(xiàn)代代中、下地殼殼的Pb同位位素組成；而中、新生代代玄武巖全巖巖的數(shù)據(jù)則應(yīng)應(yīng)反映近代上上地幔的Pb同位素組成成。2.秦嶺Pb同位素填圖圖數(shù)據(jù)3。Pb同位位素在四個(gè)構(gòu)構(gòu)造單元內(nèi)顯顯示出如下分分布規(guī)律華北陸塊南緣緣低206Pb/204Pb或低μ值殼幔區(qū)：：新太古代至古古、中元古代代基底巖石，，中生代燕山山期花崗巖類類長(zhǎng)石和和第第三紀(jì)玄武巖巖具有彼此接接近、且同華華北陸塊總體體殼、幔相一一致的相對(duì)貧貧放射成因鉛鉛的Pb同位位素組成。揚(yáng)子陸塊北緣緣相對(duì)高206Pb/204Pb或μ值殼幔區(qū)：：元古宙基底巖巖石、中生代代花崗巖長(zhǎng)石石和中、新生生玄武巖的206Pb/204Pb或μ值明顯高于華北北，但是揚(yáng)子子北緣西段（（西鄉(xiāng)-碑壩壩地區(qū)）元古古宙基底巖石石的Pb同位位素比值明顯顯高于東段。。這點(diǎn)可有力力地支持大尺尺度鉛同位素素填圖所得出出的揚(yáng)子與華華北應(yīng)屬于兩兩個(gè)不同的構(gòu)構(gòu)造-鉛同位位素省的結(jié)論論（朱炳泉，，1993；；張理剛等，，1993））。接上南秦嶺相對(duì)高高206Pb/204Pb或μ值區(qū)：元古古宙基底巖石石和中生代花花崗巖長(zhǎng)石顯顯示相近的相對(duì)高206Pb/204Pb或μ值的鉛同同位素組成特特征，并且其其東段和西段段在鉛同位素素比值上是可可與揚(yáng)子北緣緣東段和西段段分別對(duì)比的的。因此，南秦嶺嶺應(yīng)屬于揚(yáng)子子構(gòu)造-Pb同位素省，，并且同揚(yáng)子子北緣一樣，，東、西段巖巖石的Pb同同位素組成具具有一定的差差異，表明揚(yáng)揚(yáng)子陸塊發(fā)展展歷史的復(fù)雜雜性。北秦嶺高206Pb/204Pb或μ值區(qū)全部元古宙到到早古生代巖巖石（包括秦秦嶺群片麻巖巖、斜長(zhǎng)角閃閃巖、大理巖巖，寬坪群、、丹鳳群和二二郎坪群火山山巖，桐柏大大河麻粒巖，，以及新元古古代松樹溝蛇蛇綠巖中的各各種巖石）的的鉛及新元古古代和早古生生代花崗巖長(zhǎng)長(zhǎng)石鉛一致顯顯示十分富集集放射成因鉛鉛的特征。它它們?cè)赑b同同位素比值上上，接近于南南接上秦嶺和揚(yáng)子北北緣西段，而而明顯高于南南秦嶺東段，，更高于華北北陸塊南緣。。根據(jù)長(zhǎng)石鉛鉛能基本代表表巖石形成時(shí)時(shí)的同位素組組成，表明新新元古代花崗崗巖的源巖就就是顯著富于于放射成因鉛鉛的。據(jù)此可可以推斷北秦秦嶺巖石圈富富集放射成因因鉛的特征至至少應(yīng)于元古古宙早期就存存在，這也顯顯示北秦嶺的的特殊成因(張本仁等,1996)。北秦嶺殼幔Pb同位素組成特征是是完全可同揚(yáng)子陸陸塊邊緣部分的B2-3亞省的Pb同位素組成特特征相比的（見下下表），應(yīng)屬于揚(yáng)揚(yáng)子省。研究已經(jīng)經(jīng)證明，北秦嶺原原是在揚(yáng)子板塊洋洋域洋島基礎(chǔ)上發(fā)發(fā)育形成的微陸塊塊，主要由洋島或或地幔柱型源區(qū)巖巖漿成殼，所以北北秦嶺顯示缺乏太太古宙陸殼基底，，特別富放射成因因Pb,以及特別別富Ca、Sc及具有最高的的Sc/Th、Ba/La、Th/La和Yb/Hf比值。表3北秦嶺、南南秦嶺西段與揚(yáng)子子各Pb同位素亞亞省Pb同位素組成參數(shù)對(duì)對(duì)比揚(yáng)子各亞省參數(shù)根根據(jù)張理剛等（1995）數(shù)據(jù)計(jì)計(jì)算，北秦嶺和南南秦嶺西段參數(shù)根據(jù)我們的數(shù)據(jù)據(jù)計(jì)算五、秦嶺區(qū)域構(gòu)造造-地球化學(xué)分區(qū)區(qū)（一）區(qū)域一級(jí)地地球化學(xué)界面在上述區(qū)域殼、幔幔化學(xué)分區(qū)和演化化及地殼增生趨勢(shì)勢(shì)差異基礎(chǔ)上，又又通過區(qū)域Pb同位素填圖，揭揭示出揚(yáng)子北緣、、南秦嶺和北秦嶺嶺殼、幔均具有高高放射成因鉛的Pb同位素組成，而華華北殼、幔則顯示示低放射成因鉛的的Pb同位素組成成。這同樣說明，，秦嶺的一級(jí)地球球化學(xué)界面是位于于北秦嶺和華北陸陸塊之間的地質(zhì)界界面處（見下圖））。從而證明北北秦嶺于新元古代代前應(yīng)屬于揚(yáng)子板板塊組成部分，而而在秦嶺新元古代代—早古生代商丹丹古洋盆打開后，，才轉(zhuǎn)變?yōu)槿A北板板塊的大陸邊緣構(gòu)構(gòu)造單元。然而，，要使這一論斷成成立，尚需能證明明商丹古洋屬于揚(yáng)揚(yáng)子板塊巖石圈內(nèi)內(nèi)部裂解擴(kuò)張形成成類型,并能闡明明和解釋北秦嶺殼殼幔顯示上述特殊殊性的原因。圖29秦嶺地區(qū)區(qū)各類巖石207Pb/204Pb－206Pb/204Pb圖解SNC－華北南緣；NQ－北秦嶺；SQ－南秦嶺；NYC－揚(yáng)子北緣緣。Fig.6eNd(t)-206Pb/204PbplotforthePrecambrianmetabasaltsfromthefourtectonicunit（二）商丹古洋盆盆屬于揚(yáng)子板塊巖巖石圈內(nèi)部裂解類類型的證據(jù)晚古生代勉略洋盆盆形成于揚(yáng)子陸塊塊與南秦嶺之間，，應(yīng)屬于確定的揚(yáng)揚(yáng)子板塊內(nèi)部裂解解形成的類型，可可以作為該類型的的標(biāo)準(zhǔn)。商丹古縫合帶中新新元古代松樹溝蛇蛇綠巖片的近似N-MORB型玄玄武巖與勉略蛇綠綠巖帶的N-MORB型玄武巖具具有完全可對(duì)比的的Nd和Pb同位位素組成及特征元元素對(duì)比值（見下下表）。兩地的N-MORB型巖石均顯示示出比華北玄武巖巖高得多的Pb同同位素比值、Cu含量、Yb/Hf和Nb/Ta比值及偏低的Zr/Hf比值。。這也證明它們與與華北地幔無(wú)關(guān),而應(yīng)是屬于揚(yáng)揚(yáng)子地幔類型.樣品數(shù)εεNd(t)Ba/SrRb/SrBa/LaNb/LaTh/LaNb/Ta1.松樹溝3+6.80.4760.02623.41.1440.24513.832.勉-略7+6.10.4700.05326.70.6300.03913.51Yb/HfY/TbNi/CoZr/Zr*Ti/ZrTi/VCuV1.松樹溝1.56343.391.1461.294103.619.84643692.勉-略1.63543.131.4031.22597.020.2968342表4松樹溝和和勉-略蛇綠巖中中N-MORB型型變拉斑玄武巖的的化學(xué)和同位素組成特特征松樹溝N-MORB型巖石的微量量元素?cái)?shù)據(jù)引自周周鼎武等(1995)[14].兩地巖石的微量元素?cái)?shù)據(jù)均為為ICP-MS法法的測(cè)定值.Zr/Zr*=Zr/(Sm+Nd)/2,其中中Zr、Sm、Nd濃度為C1球球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值值.（四）區(qū)域構(gòu)造地地球化學(xué)分區(qū)研究究的意義通過北秦嶺原來(lái)屬屬于揚(yáng)子板塊，以以及新元古代-早早古生代商丹古洋洋盆和晚古生代勉勉略古洋盆均為揚(yáng)揚(yáng)子板內(nèi)裂解打開開類型的證明，可可以揭示出秦嶺造造山帶發(fā)展具有揚(yáng)揚(yáng)子裂解和華北增增生的明顯的動(dòng)力力學(xué)特征，亦即揚(yáng)揚(yáng)子北緣先后依次次裂解出北秦嶺和和南秦嶺微塊體，，然后再一一拼接接增生到華北板塊塊南緣。這啟示我我們今后應(yīng)注意探探索秦嶺造山帶發(fā)發(fā)展演化的地幔動(dòng)動(dòng)力學(xué)背景及其在在全球地幔動(dòng)力學(xué)學(xué)研究中的意義。。（一）應(yīng)用細(xì)粒碎碎屑沉積巖物源區(qū)區(qū)地球化學(xué)判別方方法約束古洋盆封封閉的時(shí)限思路：在有較開闊洋盆阻阻隔條件下，一側(cè)側(cè)大陸的陸源碎屑屑物質(zhì)難以漂洋過過海到達(dá)另一側(cè)陸陸緣，所以這時(shí)一一側(cè)陸緣海盆沉積積的碎屑物質(zhì)只能能來(lái)自它所屬的大大陸。然而，當(dāng)洋洋盆趨近閉合或封封閉時(shí)，則一個(gè)大大陸陸緣海盆沉積積則可獲得兩側(cè)大大陸的碎屑物質(zhì)的的供應(yīng)，顯示出二二元混合的化學(xué)特特征。因此，通過一側(cè)陸陸緣碎屑巖物源區(qū)區(qū)的判別，根據(jù)碎碎屑物質(zhì)來(lái)源隨時(shí)時(shí)間由本大陸的單單源變?yōu)閮蓚?cè)大陸陸物質(zhì)的混源時(shí)，，則該時(shí)期就應(yīng)為為兩大陸趨近或洋洋盆基本封閉的時(shí)時(shí)限。這樣就可將將地質(zhì)問題轉(zhuǎn)化為為地球化學(xué)性質(zhì)的的問題，以利于發(fā)發(fā)揮地球化學(xué)學(xué)科科的專長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)。。六、洋盆閉合及陸陸塊對(duì)接的地球化化學(xué)論證應(yīng)用條件：必須首先確定兩大大陸上地殼或剝蝕蝕區(qū)（可以用碎屑屑巖為代表）特征征元素成分的差異異，然后利用其差差異進(jìn)行判別。特特征元素為Th、、Sc、Co、REE(Ti、Nb、Ta)等在在風(fēng)化、搬運(yùn)和沉沉積過