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秦岭造山带是中央造山带的重要组成部分,呈东西走向横亘于中国中部,向东连接大别造山带,向西则与祁连昆仑造山带相接,是由华北板块和扬子板块碰撞形成的以走滑构造为特征的复合型大陆造山带。在新元古代至中生代期间,这个地区经历了多次碰撞造山。中生代以来,随着勉略洋闭合,扬子板块与华北板块发生碰撞,形成了大量的岩浆岩,尤其是花岗岩。这些花岗岩与秦岭造山带大规模钼矿成矿作用密切相关,形成了中国甚至是世界上最大的钼矿资源。研究者们对于这些钼矿床已经做了大量的地质年代学、地球化学以及成矿理论方面的工作,结果表明这些钼矿床成矿时代主要是燕山期。近年来,随着秦岭地区温泉、月河坪、懒板凳和梨园堂钼矿等一批印支期钼矿的发现,越来越多的学者开始关注秦岭地区印支期是否存在又一期大规模的钼成矿事件。然而,迄今为止,梨园堂钼矿花岗岩体的形成时代、岩石成因以及岩浆来源尚缺乏详细的研究。 本文以梨园堂含钼花岗岩为主要研究对象,开展了详细的岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os年代学以及Sr-Nd同位素研究,并结合全岩主量、微量、稀土元素锆石Lu-Hf同位素和微量元素特征,用以探讨梨园堂钼矿成岩成矿时代和岩体成因。 研究表明,梨园堂钼矿中的辉钼矿局限于石英脉和二长花岗岩中,蚀变类型有钾化、硅化、绢云母化和碳酸盐化。岩体的主要矿物组成为钾长石(30-40%)、斜长石(25-35%)、石英(20-30%)、白云母(2-3%)以及少于1%的黑云母,副矿物有锆石、磁铁矿等金属矿物。脉石矿物主要有石英、钾长石、白云母等,而矿石矿物主要有黄铁矿、黄铜矿以及辉钼矿等。 岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,给出206Pb/238U年龄210.1±1.9 Ma(MSWD=2.1,2σ;n=24),解释为岩体的侵位时代。这一时代处于前人所划分的南秦岭构造带印支期中期(215-201 Ma)花岗质岩浆作用的范围。 主量元素特征表明二长花岗岩为高钾钙碱性,准铝到过铝质,高硅,富碱,亏损TiO2、 Fe2O3T,MnO,MgO,CaO以及P205;富集Rb、Th、U等元素,而亏损Ba、Nb、P、Eu、Ti等元素;轻-重稀土分馏较明显((La/Yb)N=7.08-8.96),明显的Eu负异常(δ Eu=0.33-0.50);高Rb/Sr比值和低K/Rb比值;较低的锆石饱和温度和10000*Ga/Al值,这些特征表明梨园堂花岗岩体为高分异Ⅰ型花岗岩。同位素方面,具高的Sr初始值(0.7052-0.7060)和较低的εNd(t)值(-3.60-3.32)。其继承锆石核部产生的εHf(t)为-5.3,两阶段锆石模式年龄为1762 Ma,其余10个锆石颗粒εHf(t)值变化范围为-4.0-+1.5,单阶段模式年龄为807-1005 Ma,两阶段模式年龄为1155-1501 Ma。这些地球化学特征表明梨园堂岩体的岩浆可能源于元古代石英角闪岩的部分熔融,并经历了磷灰石、长石、含Ti矿物、黑云母和角闪石等矿物的结晶分异作用。 六件辉钼矿样品模式年龄加权平均值为202.5±2.6 Ma(MSWD=2.8)与Re-Oε等时年龄200.9±6.2 Ma(MSWD=4.9)在误差范围是一致的,表明梨园堂钼矿的形成时代为200.9 Ma左右,稍年轻于岩体成岩年龄,这一成矿年龄晚于前人所划分的秦岭造山带第一期钼矿成矿时代(233-221 Ma),而又早于第二期钼矿成矿时代(148-138Ma)。因此,晚三叠世至早侏罗世是秦岭造山带又一重要钼矿化时代,并且该时期高分异Ⅰ型花岗岩可能是该秦岭造山带钼矿勘探重要的方向。