Question

（三）后坪硅质岩和互层变质中酸性火山岩年龄测定结果和Nd、Sr同位素地球化学特征

Answer 1

后坪位于葛条爬北，该地出露一套硅质岩间变质中酸性火山岩岩石组合，南与二郎坪变质镁铁质火山岩接触，北与原划二郎坪群大庙组炭硅质板岩、大理岩接触。变质中酸性火山岩，灰色、灰白色，斑状结构，斑晶石英、斜长岩，基质以石英为主。一般认为，硅质岩和变质中酸性火山岩属二郎坪蛇绿岩套上部组成单元。但是同位素分析结果显示，它们与二郎坪蛇绿岩变质镁铁质火山岩具有不同年龄和同位素地球化学特征。

1.Sm-Nd年龄同位素分析结果和Nd同位素地球化学特征

对采自后坪的1个硅质岩样品和3个夹于硅质岩层间的变质中酸性火山岩样品进行了Sm-Nd年龄同位素分析，结果列于表3-3-14 中。为了比较，对出露该地区与硅质岩接触的原划二郎坪群大庙组的1个炭质板岩和两个采自夏馆北分水岭小寨组的云母石英片岩样品也进行了分析（表3-3-14）。图3-3-25表示出了硅质岩和互层变质中酸性火山岩及有关变质岩石¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd-¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd关系。可以看出，后坪硅质岩和相间变质中酸性火山岩与上述二郎坪变质镁铁质火山熔岩具有不同Nd同位素特征。硅质岩和变质中酸性火山岩¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值与原划二郎坪群大庙组、小寨组变质沉积岩类似，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值变化范围宽，呈大致垂直¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd 轴直线，而后者——变质火山熔岩样品，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值随¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd变大而线性增加。变质中酸性火山岩可能是镁铁质火山熔岩分异中酸性岩浆与大量相当于原划二郎坪群大庙组、小寨组老的岩石物质混合，而后溢出地表产物，也不能排除后期地质事件地壳再熔产生。Nd-Sm关系，变质中酸性火山岩与原划二郎坪群变质沉积岩关系密切（图3-3-26）。

表3-3-14 河南省内乡县后坪硅质岩和互层变质中酸火山岩及其有关岩石样品Sm-Nd年龄同位素分析结果

图3-3-25 河南省内乡县后坪硅质岩、互层变质中酸性火山岩¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd-¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd图

为了比较，图中表示出了后坪原划二郎坪群大庙组炭质板岩，夏馆北小寨组云母石英片岩和后坪南葛条爬一带二郎坪变质镁铁质火山熔岩样品。变质镁铁质火山熔岩与熔岩上部硅质岩和相间变质中酸性火山岩具有不同Nd同位素特征

图3-3-26 河南省内乡县后坪硅质岩、互层变质中酸性火山岩，原划二郎坪群大庙组、小寨组变质沉积岩和葛条爬一带二郎坪变质镁铁质火山熔岩Nd-Sm关系图

后坪变质中酸性火山岩与硅质岩、原划二郎坪群大庙组，小寨组变质沉积岩关系密切，与葛条爬一带二郎坪变质镁铁质火山熔岩具有不同Nd-Sm关系

2.Rb-Sr年龄同位素分析结果和Sr同位素地球化学特征

同Sm-Nd年龄测定样品，1个采自后坪硅质岩样品和3个夹于硅质岩间的变质中酸性火山岩样品被用于Rb、Sr年龄同位素分析，结果列于表3-3-15。为了比较，对后坪原划二郎坪群大庙组的1个炭质板岩样品和2个采自夏馆北分水岭的小寨组云母石英片岩样品也进行Rb-Sr年龄同位素分析（表3-3-15）。图3-3-27表明，硅质岩和变质酸性火山岩样品⁸⁷Rb/⁸⁶Sr 和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 值小而分散，⁸⁷Rb/⁸⁶Sr 值4.6713×10^-2～6.2502×10^-1，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值0.705168～0.708211，但是它们与大庙组和小寨组的变质泥砂质岩石一起，除样品Q9424 外，形成一条很好的等时线。等时年龄t=476±52（2σ）Ma，I_Sr=0.7054±20（2σ），MSWD=32。这显示，加里东期该地区遭受的区域变质作用十分强烈，原划二郎坪群不同地层单元的不同类型岩石的Sr同位素系统达到了重置。与后坪南二郎坪蛇绿岩——变质镁铁质火山熔岩Rb-Sr等时年龄也在误差范围内一致。若把二郎坪变质镁铁质火山熔岩和后坪、夏馆北原划二郎坪群不同层位不同类型岩石样品一起处理，除样品Q9424、Q9429-1和Q9431-1 外，其余17个样品均呈很好线性分布（图3-7-28），等时年龄t=480±26（2σ）Ma，I_Sr=0.70501±60（2σ），MSWD=27。这明显表明，二郎坪蛇绿岩——变质镁铁质火山熔岩应该形成于早古生代之前。

表3-3-15 河南省内乡县后坪硅质岩和互层变质中酸性火山岩及其有关岩石样品Rb-Sr年龄同位素分析结果

图3-3-27 河南省内乡县后坪硅质岩和互层变质中酸性火山岩及有关岩石样品Rb-Sr等时年龄

图3-3-28 河南省湍河原划二郎坪群不同层位不同岩石类型样品Rb-Sr等时年龄

据表3-3-12、表3-3-15数据绘制。意义见文内说明

3.后坪变质中酸性火山岩锆英石U-Pb年龄

锆英石由采自后坪的变质中酸性火山岩样品Q9426分选。锆英石浅玫瑰色，四方或六方柱状，双锥发育，透明—半透明。U-Pb年龄同位素分析结果列于表3-3-16。锆英石No.1～4，在其形成后，基本保持封闭系统，母、子体未迁出或迁入，²⁰⁶Pb/²³⁸U、²⁰⁷Pb/²³⁵U、²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄基本一致，位于谐和线上（图3-3-29）。锆英石 No.1～No.3，²⁰⁶Pb/²³⁸U平均年龄t=470.0±1.4Ma，No.4为583.4±2.7Ma。锆英石No.5浅玫瑰色，半透明，短柱状，明显是残留的或捕获的老锆英石，在后期地质作用中，Pb严重丢失，表面年龄t（²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb）＞t（²⁰⁷Pb/²³⁵U）＞ t（²⁰⁶Pb/²³⁸U），²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄1406±14Ma。其值与大庙组炭质板岩Nd模式年龄值接近（表3-3-14）。

470.0±1.4Ma有可能是老的地壳岩石再熔中酸性火山岩形成时间。

表3-3-16 河南省内乡县后坪变质中酸性火山岩锆英石U-Pb年龄同位素分析结果

图3-3-29 河南省内乡县后坪变质中酸性火山岩锆英石U-Pb年龄

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