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摘要：皖南鋪嶺地區(qū)鋪嶺新元古代鋪嶺組變火成巖的元素地球化學(xué)研究表明：該變火成巖SiO₂含量在49%～52%之間，屬于基性巖類，里特曼指數(shù)介于3.1～4.7之間，屬于鈣堿性向堿性過渡，屬鈣堿性玄武巖類。Rb和K等大離子親石元素具有明顯的虧損，富集U、LREE等元素。皖南鋪嶺組變玄武巖稀土總量介于（61.07-85.41）×10^-6之間，輕重稀土分異不明顯，總體為輕稀土元素略富集的右傾模式，其重稀土元素曲線較平坦。皖南上溪口鋪嶺組變玄武巖為弧后盆地?cái)U(kuò)張晚期產(chǎn)物，有一定的島弧特征，同時(shí)也越來越多地表現(xiàn)出MORB的特征。

關(guān)鍵詞：江南造山帶東段 鋪嶺組 變玄武巖 島弧玄武巖

1 引言

皖南造山帶位于揚(yáng)子板塊南緣的江南造山帶東段，是一期主要發(fā)生在元古代的造山運(yùn)動形成的造山帶。皖南造山帶的地層包括以往文獻(xiàn)資料中所說的中元古代上溪群（包括樟前、板橋、木坑和牛屋組）、新元古代歷口群（包括鄧家、鋪嶺＼景潭組）和部分震旦紀(jì)地層（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987）。江南造山帶是指出露于揚(yáng)子板塊與華夏板塊之間，主要由一套淺變質(zhì)、強(qiáng)變形的（中）——新元古代巨厚沉積——火山巖系及時(shí)代相當(dāng)?shù)那秩塍w所構(gòu)成的地質(zhì)構(gòu)造單元，它呈弧形跨越了桂北、黔東、湘西、湘北、贛北、皖南和浙北的廣大區(qū)域，制約著我國南方顯生宙以來地質(zhì)構(gòu)造的演化（薛懷民等，2010）。

對于江南造山帶東段的結(jié)構(gòu)，眾多學(xué)者先后對其進(jìn)行了劃分，概括起來有溝弧盆體系（郭令智等，1980；水濤等，1986；徐備，1990）、地體構(gòu)造（郭令等，1984；徐備等，1992；馬長信等，1992；劉繼順，1992；舒良樹等，1995；徐等，1998）、碰撞混雜巖帶（許靖華等，1987；李繼亮等，1989；李繼亮，1992；馬榮生和王愛國，1994：曾勇和楊明桂，1999）等多種觀點(diǎn)。本文通過江南造山帶東段皖南的基性巖進(jìn)行了詳細(xì)的野外調(diào)查，并對該巖體進(jìn)行了系統(tǒng)的主量、微量和稀土元素分析，示蹤了巖漿來源，探討了巖漿作用的構(gòu)造環(huán)境及演化特征。

2 地質(zhì)概況

本次的研究區(qū)大地構(gòu)造上位于揚(yáng)子板塊東南部、江南造山帶東段。研究區(qū)出露的前寒武紀(jì)基底巖系為中元古代溪口群（圖2）。溪口群分布在皖南地區(qū)歷口群之下的一套淺變質(zhì)巖系，自下而上分為樟前（巖）組、板橋（巖）組、木坑（巖）組、牛屋組。巖性主要是一套淺變質(zhì)的板巖和千枚巖，局部夾薄層灰?guī)r條帶或灰?guī)r透鏡體。巖石的粒度以砂——粉砂級和粘土級占優(yōu)勢，碎屑成分復(fù)雜，其中樟前組、板橋組和木坑組富含火山碎屑成分。（薛懷民等，2010）。

2.1地層

皖南造山帶卷入底層包括中元古代上溪群（包括樟前、板橋、木坑和牛屋組）、新元古代歷口群（包括鄧家、鋪嶺＼景潭組）和部分震旦紀(jì)地層（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987）。本文主要以鋪嶺組火山巖為對象。鋪嶺組地層在研究區(qū)內(nèi)出露面積不大，褶皺形態(tài)以單斜為主，較為簡單，它與牛屋組之間有一層厚度不大（50～200米）分布不穩(wěn)定含礫石砂巖硬砂質(zhì)砂巖（鄧家組）（徐樹桐，1979）。

3 采樣與分析方法：

本文的研究樣品采自E117°31′24″，N29°58′04″，出露巖石為灰綠色變玄武巖，與溪口群呈斷層接觸。共集樣品7個(gè)，采集的樣品大多新鮮無風(fēng)化，呈灰色出露，少部分樣品表面有輕微風(fēng)化。樣品地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析均在國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督測試中心（武漢）完成，測試方法及步驟如下：

主量元素分析：全分析主量元素采用熔片-X熒光光譜法，方法是取烘干樣品于Pt-Au坩堝中，用Li2B407跟3LiB02（2：1）混合熔劑于1100～1200℃熔融制得玻璃片，由計(jì)算機(jī)全程自動控制分析過程，通過測定特征譜線的強(qiáng)度來進(jìn)行分析物質(zhì)中元素含量的定量。所用儀器為荷蘭帕拉科生產(chǎn)的AXIOS型X-熒光光譜儀，端窗銠靶X光管；4KW，SuperQ分析軟件，分析精度1%。

微量及稀土元素分析：微量及稀土元素分析采用ICP-MS法，方法是酸溶樣品制成溶液上機(jī)進(jìn)行測定，所用儀器為美國熱電公司生產(chǎn)的X Ⅱ Series型等離子體質(zhì)譜儀，工作參數(shù)如下：功率：1350W；冷卻氣流量：13mL/min，輔助氣流量：0.8mL/min；霧化器流量：0.8L/min；樣品提升量：1.0mL；采樣錐孔徑：1.0mm；截取錐孔徑：0.7mm；分辨率：0.7aum；測量方式：跳峰；分析方式：脈沖計(jì)數(shù)；采樣深度：135mm；掃描次數(shù)：15；停留時(shí)間：10ms；每個(gè)質(zhì)量通道數(shù)：3；校正方式：外標(biāo)法；內(nèi)標(biāo)元素：Rh，分析精度優(yōu)于5%。

4 地球化學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)鋪嶺組火成巖樣品的主微量元素分析結(jié)果見下表

4.1主量元素地球化學(xué)特征

研究區(qū)所采鋪嶺組火成巖的樣品見表1，根據(jù)圖3所示的火山巖TAS圖解可知，所測樣品落在玄武巖——粗面玄武巖——玄武質(zhì)粗面安山巖區(qū)域內(nèi)，SiO₂含量在49%～52%之間，屬于基性巖類，里特曼指數(shù)介于3.1-4.7之間，屬于鈣堿性向堿性過渡，MgO的含量介于6.25%～8.87%之間，CaO含量介于2.2%～6.5%之間，Al₂O₃含量介于15.5%～17.54%之間。在TAS圖解（圖3）以及SiO₂-FeO*/MgO圖解中，研究區(qū)內(nèi)鋪嶺組玄武巖屬鈣堿性玄武巖類。

4.2微量元素地球化學(xué)特征

樣品的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解如圖5所示，Rb和K等大離子親石元素具有明顯的虧損，具有顯著的Nb、Ti谷，富集U，LREE等元素。鋪嶺地區(qū)鋪嶺組變玄武巖虧損高場強(qiáng)元素，具有一定的島弧玄武巖特征。鋪嶺組玄武巖Na/La=0.78～1.38，Hf/Ta=5.1～16，La/Ta=17.5～67.92，Ti/Y=195.77～257.87，Tb/Yb=0.238～0.251，Th/Nb=0.25～0.88，Hf/Th=1.55～1.73，具有一定的島弧特征。

4.3稀土元素地球化學(xué)特征

皖南鋪嶺組變玄武巖稀土總量介于（61.07～85.41）×10^-6之間，平均為70.47×10^-6，（La/Yb）N=3.01～3.89，輕重稀土分異不明顯，皖南鋪嶺組的稀土配分模式接近島弧的稀土配分模式，總體為輕稀土元素略富集的微右傾模式（圖6），總體較為平坦。其REE配分模式介于島弧和MORB之間。其重稀土元素曲線較平坦，Eu無明顯負(fù)異常（Eu/Eu*=0.88～1.11），微弱正Eu異?？赡苡捎谛遍L石的堆積所致。

5 討論

5.1巖石成因

研究區(qū)內(nèi)鋪嶺組高M(jìn)gO玄武巖的MgO含量較前人研究結(jié)果略低。皖南鋪嶺組變玄武巖的稀土元素配分模式看出，總體上輕稀土略富集。鋪嶺地區(qū)鋪嶺組變玄武巖的稀土配分模式介于島弧與MORB之間，為總體平坦，輕稀土略富集。下圖為鋪嶺組變玄武巖Ti-Zr圖解（圖7a），鋪嶺組變玄武巖表現(xiàn)出明顯的幔源特征，投影落在MORB區(qū)域內(nèi)。在鋪嶺組玄武巖的Zr/Y-Zr圖解中（圖7b），鋪嶺組玄武巖的投影投點(diǎn)同樣落在MORB區(qū)域內(nèi)。但是，在玄武巖的Hf/3-Th-Nb/16判別圖解（圖8e）中，投影落在島弧玄武巖的區(qū)域內(nèi)。同樣，鈣堿性的玄武巖性質(zhì)也表現(xiàn)出了島弧的特征。即研究區(qū)內(nèi)的鋪嶺組變玄武巖既表現(xiàn)出島弧玄武巖的地球化學(xué)特征又表現(xiàn)出一定的MORB地球化學(xué)特征。

5.2構(gòu)造環(huán)境及構(gòu)造意義

皖南鋪嶺組巖漿巖的成因和形成的構(gòu)造背景與江南造山帶及揚(yáng)子板塊有著密切關(guān)系。一種觀點(diǎn)認(rèn)為揚(yáng)子板塊內(nèi)元古代巖漿巖的形成于與Rodinia超大陸聚合有關(guān)的四堡期造山運(yùn)動，而新元古代中期（860Ma-740Ma）的巖漿巖為板內(nèi)非造山成因（Li Z X etal，1999）；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為揚(yáng)子板塊內(nèi)新元古代火成巖（特別是大于等于800Ma），巖漿巖是與造山運(yùn)動有關(guān)的大陸邊緣巖漿弧。（Li X H et al，1996）。對于鋪嶺組的形成時(shí)代，雖然沒有比較確切的同位素年齡但是基本認(rèn)為與井潭組是同期異相的產(chǎn)物（劉壽和夏邦棟，1990）（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997）其井潭組火山巖年齡的研究近年來有了新的進(jìn)展，徐備等（1992）利用Sm-Nd等時(shí)線年齡獲得了井潭組火山巖的年齡829±35Ma還有通過對皖南江南造山帶新元古代井潭組火山巖樣品的鋯石微區(qū)U-Pb定年確定井潭組火山巖存在二期形成時(shí)代分別為820±16Ma和776±10Ma并且認(rèn)為在皖南地區(qū)約820Ma的巖漿活動廣泛存在包括火山巖和侵入巖。

在Ti/100-Zr-Sr圖解中（圖8b），皖南鋪嶺組玄武巖主要落在MORB區(qū)域內(nèi)，表現(xiàn)出來洋脊玄武巖的特征.在2Nb-Zr/4-Y圖解中（圖8a），皖南鋪嶺組玄武巖主要落在N-MORB區(qū)域內(nèi)，同樣表現(xiàn)出洋脊玄武巖的特點(diǎn)。而在Hf/3-Th-Nb/16判別圖解（圖8c）中，皖南鋪嶺組玄武巖表現(xiàn)出了島弧玄武巖的特點(diǎn)。出現(xiàn)這種情況的原因可能是弧后盆地?cái)U(kuò)張?jiān)缙谛纬傻膸r漿在化學(xué)組成上有許多島弧的特征（類似于樣品本區(qū)玄武巖以及一些據(jù)島弧特征的火山巖），隨著弧后盆地?cái)U(kuò)張發(fā)展演化至晚期，洋-弧俯沖帶離盆地?cái)U(kuò)張中心越來越遠(yuǎn)，而巖漿的島弧特征則越來越不明顯，但越來越多地表現(xiàn)出MORB的特征（趙建新等，1995）。皖南上溪口鋪嶺組玄武巖為弧后盆地?cái)U(kuò)張晚期產(chǎn)物，其島弧特征不明顯，越來越多地表現(xiàn)出MORB的特征。

Li et al（2003b）證實(shí)華南新元古代時(shí)期有兩個(gè)主要的雙峰式巖漿活動階段：（1）830～795Ma前裂谷階段，由裂谷發(fā)育前開始到裂谷早期階段；（2）780～745Ma同裂谷階段，為裂谷發(fā)育的晚期階段。作者將這兩期巖漿活動與超大陸裂解之前的板塊（巖石圈）拉張和裂谷構(gòu)造作用相聯(lián)系，認(rèn)為早期巖漿活動是弧-陸碰撞造山帶拉張垮塌的熔融產(chǎn)物。

通過以上分析討論，可以將皖南上溪口鋪嶺組玄武巖形成與演化的過程概括如下

經(jīng)過早期（830-795Ma）的俯沖，進(jìn)入弧后盆地?cái)U(kuò)張晚期（780-745Ma）所形成的弧后盆地隨著弧后盆地的擴(kuò)張發(fā)展，俯沖帶與盆地?cái)U(kuò)張中心的遠(yuǎn)離，巖漿的島弧特征越來越不明顯，越來越多地表現(xiàn)出了MORB的特征。

6 結(jié)論

皖南上溪口鋪嶺組變玄武巖具既具有洋脊玄武巖的地球化學(xué)特征又具有島弧玄武巖的地球化學(xué)特征，MgO含量高，巖漿形成深度較大，同時(shí)有地殼物質(zhì)的混染。鋪嶺組玄武巖形成于江南造山帶晚期的弧后盆地，是弧后盆地?cái)U(kuò)張的晚期產(chǎn)物。