花岗质岩石作为大陆地壳的主要组分,花岗岩(广义上)成分多样性原因的探讨,对了解大陆地壳的形成与演化具有重要意义。花岗质岩浆自源区形成至侵位于上地壳,其成分受控于源岩类型和部分熔融条件,并受后期岩浆过程影响;同期大规模岩浆的产生又制约于构造环境。西秦岭造山带内发育大规模三叠纪花岗质岩体,其分布具有明显时空差异性;并出现I和S型等不同类型的花岗岩,为讨论花岗岩成分多样性提供了条件。本次论文以西秦岭地区柏家庄岩体和中川岩体为研究对象,通过详细野外调查及系统取样,结合矿物学、岩石学及地球化学研究,讨论源区及后期岩浆过程在塑造花岗岩成分多样性的作用。在此基础上,搜集整理区域上同期花岗岩研究资料,探讨西秦岭地区三叠纪花岗岩成因。获得的主要认识如下:(1)柏家庄岩体以出现原生白云母并呈过铝质为特征;Ba vs.Zr明显正相关,锆石微量元素中(REE+Y)与P摩尔数呈1:1线性关系,以及岩石低的氧逸度条件及大量继承锆石的出现,表明柏家庄岩体为S型花岗岩;低的CaO/Na2O比值指示其源区为变泥质岩。为了系统了解西秦岭地区S型花岗岩成因,搜集区域上已报道的S型花岗岩数据,结果显示均具有低的CaO/Na2O比值,暗示其源区均以变泥质岩为主。就地球化学特征而言,西秦岭S型花岗岩可分为高Sr低REE(Group A)和低Sr高REE(Group B)两类,源区不一致熔融(主要为熔融的云母/斜长石含量比),即白云母水致熔融和脱水熔融能很好解释二者主量和微量元素特征,即Group A具有高的Eu/Eu*值,CaO含量,低的Nb,Ta含量以及低的锆石和独居石饱和温度,相较于Group B。然而Rb与(87Sr/86Sr)i,以及P205与εNd(t)之间为负相关,暗示不一致熔融无法解释柏家庄岩体较大的Sr-Nd同位素变化;野外地质调查显示,岩体中无暗色包体以及区域上无同期基性岩出露等幔源物质,且1/Sr vs.(87Sr/86Sr)i呈明显负相关,暗示岩浆混合并非是柏家庄岩体Sr-Nd同位素变化的原因;而可能反映的是不均一的源区;浅部地壳Sr-Nd同位素不均一的存在暗示了柏家庄岩体由多批次岩浆递增侵位形成。(2)中川岩体具有同心环带结构,详细野外填图可将岩体由外向内分为4种岩性:似斑状二长花岗岩/花岗闪长岩(徐家坝单元)、含斑中粒二长花岗岩(张家庄单元)、中粒二长花岗岩和细粒二长花岗岩(关地沟单元)。暗色包体主要集中在徐家坝单元中,在张家庄单元中偶见。野外调查发现张家庄单元侵入徐家坝单元,未见其他各单元接触关系。哈克图解显示,张家庄和关地沟单元之间成分相互重叠,并无连续分异趋势,结合不同单元岩石不同的矿物组合和结构特征,表明各岩性单元代表独立岩浆批次侵位;这进一步被锆石微量元素所支持,即不同岩性之间具有相似的锆石Hf含量。靠近张家庄单元的徐家坝单元(样品GN1935)中锆石与靠近围岩的徐家坝单元中锆石具有不同的岩相学特征但相似的Hf含量,指示前者可能代表另外一期岩浆注入;因此中川岩体至少有6期岩浆递增侵位聚集形成。锆石LA-ICPMS定年显示,各期岩浆结晶年龄在误差范围内一致,约215 Ma;联系张家庄单元侵入徐家坝单元的事实,暗示岩浆冷却至固相线以下的时间小于5 Ma。徐家坝和张家庄单元中斜长石成分振荡环带以及暗色包体中斜长石反吸收特征指示岩浆混合过程;同时暗色包体和其寄主岩石中锆石相似的岩相学及微量元素特征,暗示包体中锆石捕获于寄主岩石岩浆,这进一步被二者相似的锆石Hf同位素特征所证实。全岩Sr-Nd同位素成分也表明岩浆混合的发生。岩浆混合作用影响中川岩体成分,尤其是徐家坝单元;中川岩体内部关地沟单元中未发育暗色包体,暗示受岩浆混合影响较小;关地沟单元主量元素SiO2与P2O5之间明显的负相关以及锆石微量元素中低的磷含量,暗示其应为I型花岗岩。(3)中川岩体为多批次岩浆侵位聚集形成,暗示岩体形成过程对研究岩体成因的重要性。与中川岩体类似,西秦岭地区出露的花岗质岩体与其所包含的暗色包体均具有相似的全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素特征,暗示三叠纪时期西秦岭地区发生大规模岩浆混合;然而区域缺乏同期基性岩的出露,其原因可能是深部大规模地壳熔融阻碍了基性岩浆的上升侵位。(4)西秦岭三叠纪花岗岩具有中元古代Nd-Hf模式年龄(1.3-1.6 Ga),而西秦岭三叠系沉积岩中碎屑锆石以及三叠纪花岗岩中的老锆石均缺乏中元古代年龄。对西秦岭三叠纪花岗岩中老锆石统计发现,出现～430 Ma,～750 Ma,870-960 Ma的年龄峰值及零星古元古代锆石颗粒。这可能暗示三叠纪花岗岩的源岩以扬子陆块西北缘新元古代基性岩为主,并有北秦岭地体新元古代和古生代物质的加入。西秦岭三叠纪花岗岩具有高的K2O含量,属于高钾钙碱系列;而扬子陆块新元古代基性岩多具有高Na低K特征,不足以解释西秦岭三叠纪花岗岩高钾特征。因此,三叠纪花岗岩高钾原因,一方面可能与北秦岭地体新元古代和古生代物质的加入有关;另一方面,来自先前交代地幔的暗色包体广泛发育于三叠纪花岗岩中,其常常表现富K特征;岩浆混合过程中这种富K地幔组分的加入可能在一定程度上也影响着西秦岭三叠纪花岗岩的高钾特征。