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太白花岗岩体位于秦岭造山带商丹断裂带北侧,野外侵入关系和锆石U-Pb定年表明,该岩体由早志留世的五里峡岩体、晚三叠世的红崖河岩体与早白垩世的下板寺岩体组成。五里峡岩体的主要岩石类型为片麻状似斑状黑云母二长花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩,其中片麻状似斑状黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为431±2Ma;红崖河岩体的主要岩石类型为黑云母二长花岗岩和细粒黑云母花岗闪长岩,其锆石U-Pb年龄分别为214±2Ma和212±3Ma;下板寺岩体岩性比较简单,为粗粒黑云母花岗岩,锆石U-Pb年龄为130±1Ma。五里峡片麻状似斑状黑云母二长花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝的特点,属高钾钙碱性系列,弱过铝质I-A过渡型花岗岩;红崖河黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝的特点,属高钾钙碱性系列,弱过铝质I-A过渡型花岗岩,细粒黑云母花岗闪长岩Si O2含量相对较低,富碱、高铝,属于高钾钙碱性系列,准铝质I-A过渡型花岗岩;下板寺粗粒黑云母花岗岩具有富硅、碱、高铝的特点,属于钾玄岩系列,弱过铝质I型花岗岩,具有高分异的特点。太白花岗岩体的花岗质岩石属于准铝质-弱过铝质和高钾钙碱性/钾玄岩系列;球粒陨石标准化曲线表现为轻稀土相对富集的右倾特征,轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb)N=9.05~107.33],具有较弱的铕异常(δEu=0.38~1.21);原始地幔标准化微量元素蛛网图显示,各岩石具有相似的微量元素配分模式,富集K、Rb、Ba、Sr、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P等高场强元素。在同位素组成上,五里峡岩体全岩ISr=0.701935,εNd(t)=-4.98,tDM2=1.58Ga,锆石的εHf(t)=2.93~8.18,平均值为4.83,两阶段模式年龄tDM2=0.90~1.23Ga,平均年龄为1.11Ga;红崖河岩体全岩ISr=0.702754,εNd(t)=-8.02,tDM2=1.65Ga,锆石的εHf(t)=-7.10~-0.74,平均值为-3.52,两阶段模式年龄tDM2=1.29~1.70Ga,平均值年龄为1.47Ga;下板寺岩体全岩ISr=0.705506,εNd(t)=-6.00,tDM2=1.41Ga,锆石的εHf(t)=-10.21~-1.11,平均值为-5.54,两阶段模式年龄tDM2=1.26~1.84Ga,平均年龄为1.54Ga。元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成特征显示,组成太白花岗岩体的五里峡岩体、红崖河岩体和下板寺岩体的成岩物质以元古界地壳物质(宽坪群和秦岭群)为主,同时还有较多年轻组分的加入,并且从早到晚(五里峡岩体→红崖河岩体→下板寺岩体),年轻组分参与程度减小。结合区域构造和岩浆演化特征分析,五里峡岩体形成于秦岭古生代造山作用中的碰撞阶段,形成于块体碰撞挤出过程及略后的抬升环境;红崖河岩体可能是扬子地块与华北地块后碰撞阶段岩浆作用的产物;下板寺岩体形成于挤压向伸展转换的构造环境,是板内岩浆作用的产物,可能和太平洋板块向欧亚板块俯冲导致岩石圈伸展减薄有关。