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位于秦岭造山带商州-丹凤断裂北侧的松树沟岩体是北秦岭出露面积最大的橄榄岩体,也是探讨秦岭造山带构造演化的关键地区,但目前对松树沟岩体的成因及构造背景仍存在争议。本论文以松树沟橄榄岩体为研究对象,在详细的野外考察基础上,通过岩相学、矿物学、岩石地球化学和EBSD组构分析等工作,结合PGE和Re-Os同位素分析,探讨松树沟岩体的成因及构造意义,为全面认识秦岭造山带的构造演化提供新的制约。 松树沟橄榄岩均具有极低含量的Al2O3和CaO(均<1wt%),较高的MgO含量,且其橄榄石Fo值均较高,说明其经历了较高程度的部分熔融。中粒纯橄岩的橄榄石Fo值极高(>92),显示其地幔熔融残余成因,根据Herzberg(2004)的橄榄岩主量元素含量(MgO和Al2O3)模拟计算,其经历的部分熔融程度高达40%。而细粒纯橄岩的镜下特征和定向结构显示它是由中粒纯橄岩发生糜棱岩化形成的。方辉橄榄岩中可观察到斜方辉石包裹橄榄石的现象,结合其斜方辉石的成分,表明方辉橄榄岩是由纯橄岩经富硅熔体交代形成。松树沟橄榄岩普遍具有富集LREE和LILE的微量元素特征,结合其矿物成分和主量元素特征,表明其经历了熔/流体的交代。 松树沟橄榄岩PGE总含量普遍低于原始地幔(PUM)值,PPGE(Rh、Pt、Pd)呈现不同程度的亏损,且方辉橄榄岩亏损程度普遍高于纯橄岩,表明橄榄岩除受高程度部分熔融影响外,还可能受到了熔岩反应的影响。由于PPGE较IPGE(Os、Ir、Ru)更易进入熔体相中,在开放体系的交代过程中,橄榄岩中富PPGE的硫化物溶解进入熔体,并随熔体迁移出去,导致松树沟橄榄岩明显亏损的PPGE模式。由于Re为中等不相容元素,Os是强相容元素,因此经历过高程度部分熔融的橄榄岩中Re的含量减少,而使其具有较低的187Os/188Os值,而后期熔岩反应可能会带入Re,从而使橄榄岩中187Os/188Os增加。但松树沟橄榄岩的187Os/188Os值明显小于原始上地幔(0.1296)和对流上地幔值(0.1281),说明熔岩反应对松树沟橄榄岩Re-Os同位素影响有限,因此松树沟橄榄岩的Re亏损模式年龄(TRD)能指示其熔融事件发生的年龄。松树沟橄榄岩TRD峰值主要出现在新元古代(0.8Ga)和中元古代(1.1Ga)的峰值,表明它经历了多期次的部分熔融事件。 综合前人的研究成果和松树沟橄榄岩的岩相学、矿物学、EBSD组构分析和地球化学特征,推测松树沟岩体的成因为:松树沟中粒纯橄岩为经历过多期部分熔融事件的残余地幔橄榄岩,其TRD峰值年龄显示它可能与Rodinia超大陆有关。早古生代,古特提斯洋向松树沟橄榄岩体所在的块体下俯冲,俯冲板片部分熔融产生富硅熔体,并与纯橄岩发生反应形成方辉橄榄岩,同时俯冲带产生的玻安质熔体交代橄榄岩,使松树沟橄榄岩富集LREE和LILE,硫化物的溶解和迁移导致橄榄岩亏损PPGE,而对Re-Os体系影响有限。细粒纯橄岩由中粒纯橄岩发生糜棱岩化形成,在整个过程中地幔橄榄岩可能受到多期熔体/流体交代作用。