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西秦岭造山带位于中国腹心地带秦岭造山带的西段,是中国中央造山带的重要组成部分。中川花岗岩体位于西秦岭构造带东部礼县-罗坝-锁龙口断裂和礼县-洮坪断裂两大断裂之间,主要侵位于泥盆系舒家坝群和西汉水群中。其岩石类型主要为中粗粒似斑状黑云二长花岗岩、中粒含斑黑云二长花岗岩以及中细粒黑云二长花岗岩,这些岩石由外向内依次呈同心圆状分布。岩体中岩浆暗色包体发育,同时也发育后期侵入的细粒花岗岩脉。LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,似斑状黑云二长花岗岩的年龄为221±1Ma(MSDW=0.26),细粒黑云二长花岗岩为217±1Ma(MSDW=0.107);含斑晶岩浆暗色包体为220±1Ma(MSDW=0.107),细粒岩浆暗色包体为216±1Ma(MSDW=0.26);细粒花岗岩脉为207±1Ma(MSDW=0.29)。这表明该岩体从边部到中心年龄有逐渐变新的趋势,暗色包体和寄主岩石的形成年龄基本一致,岩脉的形成时间最晚。中川岩体中不同寄主岩石类型在矿物组成上基本一致,为碱性长石+斜长石+石英+黑云母±角闪石组合,暗色矿物以黑云母为主,可见少量角闪石,不含石榴子石、堇青石等富铝矿物,岩体中心晚期的细粒黑云二长花岗岩不含角闪石,并有极少量的白云母出现。岩浆暗色包体主要分布于岩体边部,矿物组成为黑云母、角闪石、石英、斜长石、碱性长石,岩石类型为细粒石英闪长岩,部分包体内部包裹钾长石巨晶。中川岩体寄主岩石的A/CNK=0.99~1.15,具高硅、铝和富碱的特点,属高钾钙碱系列,准铝质-弱过铝质I型花岗岩,同时细粒黑云二长花岗岩A/CNK大于1.1,铁镁含量较低,出现少量白云母,为高分异I型花岗岩。岩浆暗色包体具低硅、富铝和富碱的特点,属钾玄岩-高钾钙碱系列,准铝质岩。寄主岩石和岩浆暗色包体均表现出轻稀土相对富集的右倾的特征,轻、重稀土元素分馏明显,具弱的负铕异常;均富集LREE、Rb、Ba、K等大离子亲石元素,亏损HREE、Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素。同位素组成上,寄主岩石与暗色包体的εNd(t)分别变化于-7.31~-8.73和-5.32~-5.69之间,TDM2分别变化于1.59~1.71Ga和1.43~1.46Ga之间,εHf(t)值分别为-7.02~-0.31和-3.0~0,TDMC为1.27~1.70Ga和1.2~1.5Ga,暗色包体发育淬冷边和针状磷灰石,反映寄主花岗岩和岩浆暗色包体分别来源于不同源区,寄主岩石主要是古老地壳物质部分熔融的结果,暗色包体岩浆可能是来自岩石圈地幔,但与寄主花岗质岩浆已发生了一定的混合。该岩体外围金矿床的成矿年龄(171~210Ma)稍晚于岩体形成年龄,并且岩体、矿区岩脉以及金矿床年龄相近,金矿与岩体时空上联系密切,结合前人成矿物质来源的研究,认为成矿物质与成岩物质具有相似性。这表明该岩体与其周围的金矿可能具有同源性和继承性演化的特点。