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近年来,随着造山带学术思路、研究方法以及测试技术的逐步发展,前人对北祁连造山带和北秦岭造山带早古生代蛇绿岩、弧火山岩、基性-中酸性侵入岩体、(超)高压变质岩进行了深入的研究,对于北祁连造山带和北秦岭造山带的形成演化历史取得了进一步认识。秦岭-祁连造山带结合部位是中国南北俩大陆块群和中央造山带东西衔接的十字结合带,是当今大陆动力学研究的关键地带。秦岭-祁连造山带结合部位被新阳-元龙断裂分割为北祁连东端和西秦岭北缘,西秦岭北缘发育有早古生代蛇绿岩组合,而北祁连东端未见早古生代蛇绿岩组合却发育有完整的沟-弧-盆体系,可见两者物质组成存在较大的差异,这对于研究秦祁结合部位早古生代岩浆活动、探讨秦祁结合部位早古生代构造格架以及对比西秦岭北缘和北祁连东端演化历史具有重要的地质意义。本文通过对北祁连造山带东端红土堡变基性岩进行细致的研究,并结合火成岩岩石学、实验岩石学、主、微量元素地球化学等分析结果,确定红土堡变基性岩的岩石成因、岩浆源区,还原其产出的大地构造背景,结合前人对北祁连造山带东端早古生代岩浆作用的研究,探讨北祁连造山带东端早古生代构造演化格局;对木其滩岩组斜长角闪岩进行主、微量元素地球化学、锆石U-Pb年代学测试分析,确定木其滩斜长角闪岩体的形成时代,并分析其岩石成因、源区性质及构造背景,结合前人对于西秦岭北缘早古生代岩浆作用的研究,探讨西秦岭北缘早古生代构造演化格局,得到以下认识:(1)红土堡变基性岩为一套浅变质岩系,变质级别可达低绿片岩相,原岩以基性火山岩(玄武岩)为主,有少量浅成辉绿岩侵入。变基性岩属于拉斑玄武岩系列;稀土元素含量较高,稀土元素配分曲线为弱的右倾型,轻稀土比重稀土稍富集;大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr变化明显;变基性岩富集Th、LREE元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti元素。Ti/Zr、Th/Ce比值不同于大陆地壳,表明其受地壳物质混染作用不明显。变基性岩样品显示出Ni、Cr与Mg O之间的正相关性,以及Al2O3与Mg O间的正相关性,这些关系表明橄榄石和单斜辉石分馏在红土堡变基性岩中起着重要作用;Ca O/Al2O3与Mg O相关性不明显以及Eu异常不明显(δEu=0.92~1.01)指示斜长石没有发生结晶分异作用。弧后盆地玄武岩不同于洋中脊玄武岩(MORB)单纯的减压熔融,亦不同于岛弧玄武岩(IAB)具有大量的俯冲流体加入的熔融,而是在减压和俯冲流体加入的共同作用下而产生不同程度熔融而形成,往往同时具有洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧玄武岩(IAB)地球化学特征。变基性岩样品重稀土(HREE)变化特征与富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)相似,轻稀土(LREE)和微量元素Th、U明显富集,具有强烈的Nb、Ta的负异常,这与岛弧玄武岩(IAB)相似,同时具有洋脊玄武岩和岛弧玄武岩的地球化学特征。变基性岩的Th/Nb比与Th/Yb比呈正相关,与弧后玄武岩特征相似;同时变基性岩弱的Eu异常(δEu=0.92~1.01)说明其岩浆没有大量的斜长石分离结晶,形成于拉伸的构造背景,岩浆快速上升。因此,推测本文研究的红土堡变基性岩形成于弧后盆地环境,与弧后拉张作用有关。(2)本文木其滩岩组斜长角闪岩主要出露于夏家坪-董家坪地区。微量元素La/Nb比值、Nb/U比值表明木其滩斜长角闪岩源区受到较明显陆壳混染作用;木其滩斜长角闪岩样品较低的Th/Yb比值(0.19~1.93)和较高的Sr/Nd比值(6.68~171.05)说明岩浆源区经历过俯冲板片流体的交代作用。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年得到488.9±4.4Ma岩浆锆石的结晶年龄,为斜长角闪岩的形成年龄;岩石地球化学特征显示出Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素富集,Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素亏损,与岛弧型火山岩的地球化学特征类似,表明其形成于活动陆缘岛弧或者洋内岛弧的构造背景,是岛弧型岩浆结晶分异作用的产物,为早古生代西秦岭北缘天水地区沿关子镇-李子园俯冲碰撞带洋壳俯冲作用的产物。