吳柏興

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州，350013)

莆田渡邊位于長樂—南澳斷裂帶的北段[1]。分布一套英安質(zhì)-流紋質(zhì)火山巖組合，屬未卷入長樂—南澳斷裂帶構(gòu)造活動(dòng)的地質(zhì)體。這套中酸性火山巖地層原歸屬為早白堊世石帽山群，但福建省境內(nèi)石帽山群火山巖年齡范圍為102～125 Ma[2]。此次研究發(fā)現(xiàn)該火山巖時(shí)代為晚白堊世(82.9±1.6)Ma，其是否仍可歸屬石帽山群？此外，渡邊英安巖年齡與研究區(qū)東側(cè)的晶洞花崗巖年齡相近，是否為同一巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物？這些問題的提出，對(duì)于長樂—南澳斷裂帶構(gòu)造演化的研究具有十分重要的地質(zhì)意義。

1 地質(zhì)概況

長樂—南澳斷裂帶是環(huán)太平洋構(gòu)造的一部分[3-8]，也是華夏陸塊東緣重要的構(gòu)造活動(dòng)帶，主要卷入變形變質(zhì)作用的地質(zhì)體為早侏羅世—早白堊世[9](圖1)，但位于其北段的莆田渡邊一帶英安質(zhì)-流紋質(zhì)火山巖等沒有變形變質(zhì)，與下覆地層呈不整合關(guān)系。接觸界面呈不規(guī)則狀，二種巖性呈突變關(guān)系。野外接觸面上見有糜棱巖化花崗巖，呈團(tuán)塊狀及殘積物分布。接觸面之下為早白堊世中期糜棱巖化花崗巖，其上為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，向上約2 m為英安巖。英安巖有多層，夾在流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中，本次鋯石定年樣品取自上述接觸關(guān)系之上的英安巖(圖2)。

英安巖呈灰黑色，風(fēng)化略帶紅色，巖石具斑狀結(jié)構(gòu)，似流紋構(gòu)造，由不同顏色的細(xì)紋(條紋)相間定向排列，細(xì)紋繞斑晶、巖屑(角礫)彎曲。巖石組分有斑晶、基質(zhì)、巖屑(偶含角礫)。斑晶分布較均勻，斑晶含量為27%(斜長石24%、角閃石3%、輝石含量少)，粒徑為0.2～2.5 mm，長軸顯定向排列(與似流紋構(gòu)造一致)。斜長石呈半自形晶，寬板狀晶形，被基質(zhì)熔蝕，具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶，環(huán)帶結(jié)構(gòu)。角閃石呈半自形晶，柱狀晶形。輝石呈半自形晶，短柱狀晶形，基質(zhì)含量為70%(長石質(zhì)55%、暗色礦物13%、斜長石2%)，為隱晶-霏細(xì)狀結(jié)構(gòu)。斜長石呈半自形晶，柱狀微晶。暗色礦物呈塵埃狀，半透光-不透光。巖屑(角礫)含量為3%(英安巖、流紋巖)。副礦物有磁鐵礦、磷灰石。

2 巖石地球化學(xué)特征

2.1 主量元素特征

研究區(qū)主、微量元素分析數(shù)據(jù)及特征參數(shù)(表1)，1號(hào)為本次采集樣品，巖性為英安巖，2號(hào)樣品引自前人資料*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建海域1∶5萬平海、浮葉幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，2016。。

表1研究區(qū)主、微量元素分析數(shù)據(jù)及特征參數(shù)(主量元素：%；微量元素：10-6)

Table1Dataandcharacteristicparametersofmajorandtraceelementsinthestudyarea(Majorelements: %；traceelements:10-6)

序號(hào)巖性主量元素SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2O1英安巖66.440.815.312.081.860.1051.313.144.323.462英安質(zhì)角礫晶屑凝灰熔巖64.820.8215.211.971.840.092.253.614.213.25序號(hào)主量元素CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物P2O5燒失量總量apilmtorabanDi(wo)Di(en)Di(fs)10.1770.6599.750.391.542.4920.6636.9412.290.950.610.2820.181.1199.360.401.592.3719.5636.2713.241.581.140.30序號(hào)CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物巖石化學(xué)參數(shù)微量元素Hy(en)Hy(fs)qσAKIA/CNKA.R.VCrCoNiLi12.691.2419.892.580.710.922.4652.234.16.276.9761.9124.571.2017.762.550.690.892.3157.3043.409.2062.708.10序號(hào)微量元素BeRbCsZrNbHfTaScYLaYbCu199.65299.110.087.2527.833.12.3821.801072.6429013.609.140.9512.2132.6235.732.3016.2序號(hào)微量元素特征值PbZnAgWSnMoBiSrBaThURb/Sr117.5261.910.0990.932.282.250.12354985.212.12.920.28211.941.90.0711.91.60.123678749.483.080.29序號(hào)特征值稀土元素Rb/BaK/RbLaCePrNdSmEuGdTbDyHo10.10288.2433.170.217.932.156.431.575.110.844.840.8420.12252.1535.73110.718.0331.435.761.405.270.994.920.83序號(hào)稀土元素特征值ErTmYbLuYδEu∑REELR/HR(La/Yb)N(La/Sm)N(Gd/Yb)NδCe12.420.342.380.3327.80.84168.468.859.383.241.731.0522.830.432.300.3632.620.78210.9810.7710.483.901.851.57

總體上，其巖石化學(xué)成分與全省黃坑組的粗面英安巖平均值存在較大的差別，如Fe2O3和K2O含量略低(粗面英安巖平均值為Fe2O3=2.85，K2O=4.12)，MgO和CaO含量略高(粗面英安巖平均值為MgO=1.32，CaO=2.52)。SiO2含量為64.82～66.44，K2O和Na2O含量為7.46～7.78，Na2O>K2O，過堿指數(shù)(AKI)0.69～0.71(<0.9)較低，里特曼指數(shù)(σ)2.55～2.58，堿度率指數(shù)(A.R.)2.31～2.46，堿鋁指數(shù)(A/CNK)為0.89～0.92，出現(xiàn)CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物石英(q)，將取得的樣品成果進(jìn)行TAS硅堿圖投影(Na2O+K2O-SiO2)[10，11](圖3)，主要分布在T(粗面巖)區(qū)，火山巖屬于太平洋型鈣堿性巖系，具有高鈣、富鎂、富鈉的特征，采源于伸展環(huán)境下噴發(fā)形成的火山巖。

2.2 微量和稀土元素特征

通過對(duì)渡邊英安巖巖石微量元素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解[12](圖4)。渡邊英安巖富集Rb、Ba等大離子親石元素及Th、U等放射性生熱元素，虧隕Nb、Ti等高場強(qiáng)元素。特征比值Rb/Sr=0.28～0.29、Rb/Ba=0.10～0.12，K/Rb=252.15～288.24，略高于或約等于地殼平均值(Rb/Sr=0.2，Rb/Ba=0.11 ，K/Rb=274)[13]，反映巖石經(jīng)歷了弱的分異演化[14-15]。

渡邊英安巖稀土元素特征，從La到Lu整體上呈下降趨勢，稀土配分曲線下降趨勢明顯(圖5)。巖石稀土總量∑REE為168.46×10-6～210.98×10-6，LR/HR值為 8.85～10.77，(La/Yb)N比值為9.38～10.48，(La/Sm)N比值為3.24～3.90，均反映輕稀土的分餾程度較好；(Gd/Yb)比值為1.73～1.85，反映重稀土元素較弱的分餾。具弱的Eu異常(δEu=0.78～0.84)。明顯的Ce正異常(δCe=1.05～1.57)。

3 鋯石LA-ICP-MS年齡測定

3.1 取樣巖石與測定

樣品取自莆田渡邊英安巖(編號(hào)為D4366)。樣品為新鮮巖石，露頭尺度內(nèi)未見侵入巖等引起熱事件的干擾物，巖石中取得的鋯石可作為測試對(duì)象。配套樣品包括薄片分析，巖石主量元素、微量元素分析，人工重砂等。鋯石同位素定年工作在中國冶金地質(zhì)總局山東局測試完成。

3.2 鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像

鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像(圖6)表明，渡邊英安巖(D4366)所挑選出的鋯石均具發(fā)育程度不同的環(huán)帶，Th/U比值一般在0.3～0.5，具巖漿鋯石特征。將鋯石依據(jù)206Pb/238U年齡進(jìn)行排列后，具有2個(gè)特點(diǎn)，≤87.8 Ma的鋯石多具棱角狀或尖棱角狀，晶形大小不一，在50～200 μm，結(jié)晶內(nèi)核不明顯，環(huán)帶較寬但較發(fā)育，可能為英安巖形成時(shí)的巖漿鋯石；≥97.6 Ma的鋯石晶形變化大，有次棱角狀或自形晶，晶形大小不一，在50～300 μm，環(huán)帶較發(fā)育，Th/U比值一般為0.3～0.61，可能為巖漿噴發(fā)過程中捕獲圍巖的巖漿鋯石。

3.3 測年結(jié)果

從D4366樣品中共獲得39組有效鋯石定年數(shù)據(jù)，鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果和計(jì)算的表面年齡值(表2)。該次研究主要采用圖解的方法處理相關(guān)數(shù)據(jù)及求得年齡值。因年齡值小于1 000 Ma，均采用鋯石206U/238Pb的表面年齡。

將所測鋯石同位素年齡數(shù)據(jù)作年齡圖解(圖7)，渡邊英安巖(D4366)的鋯石具2組年齡值。一組206U/238Pb表面年齡為76～88 Ma，加權(quán)平均值為(82.9±1.6)Ma(MSWD=2.7，n=18)；另一組206U/238Pb表面年齡在98～124 Ma，加權(quán)平均值為(105.4±3.0)Ma(MSWD=5，n=13)。對(duì)應(yīng)的諧和年齡值分別為(82.9±2.8)Ma和(105.2±2.3)Ma，二者十分接近。

表2 鋯石U-Pb 同位素分析數(shù)據(jù)和計(jì)算的年齡值

續(xù)表2

4 討論和結(jié)論

4.1 U-Pb年齡的地質(zhì)意義

從樣品測年分析結(jié)果可以看出，渡邊英安巖的鋯石206Pb/238U表面年齡有2組，即76～88 Ma和98～124 Ma。前者鋯石具尖棱角狀或不規(guī)則狀，環(huán)帶寬大，應(yīng)為火山噴發(fā)過程中鋯石結(jié)晶年齡，其年齡代表了火山巖的形成年齡，即(82.9±1.6)Ma,屬晚白堊世，在同一套巖石中取得的鋯石年齡(84.5±1.0)Ma相一致。后者的鋯石具密集的環(huán)帶構(gòu)造，呈柱狀或次棱角狀晶形，亦屬巖漿巖結(jié)晶的鋯石。研究區(qū)內(nèi)廣泛分布早白堊世花崗巖體，該區(qū)內(nèi)火山巖與下伏花崗巖體呈不整合接觸關(guān)系，因此認(rèn)為98～124 Ma年齡代表了在火山作用過程中，巖漿上升捕獲圍巖(花崗巖)中的鋯石。

4.2 渡邊英安巖巖漿成因探討

(1)渡邊英安巖巖石主量元素具有高鈣、富鎂、富鈉的特征，堿鋁指數(shù)A/CNK較小(0.89～0.92)，與I型花崗巖相似；微量元素富集Rb、Ba等大離子親石元素及Th、U等放射性生熱元素，虧隕Nb、Ti 等高場強(qiáng)元素。特征比值Rb/Sr、Rb/Ba、K/Rb接近于地殼平均值。稀土元素具弱的Eu異常，明顯的Ce正異常。以上特征表明，火山巖源巖可能來自中下地殼，并有地幔物質(zhì)的加入，具有I型花崗巖特征。

(2)中生代晚期(晚白堊世)，福建的沿海地區(qū)大量分布A型(晶洞)花崗巖，代表華南地區(qū)進(jìn)入了造山后的伸展構(gòu)造階段。該區(qū)東側(cè)的晶洞花崗巖年齡(84.90±0.46)Ma與渡邊火山巖年齡相近，空間距離較近(小于10 km)，且屬同一構(gòu)造單元。渡邊火山巖亦形成于伸張構(gòu)造環(huán)境，具殼?；旌闲蛶r漿特征，其很可能來源于晚中生代俯沖板片的重熔。

(3)長期以來，渡邊地區(qū)的英安質(zhì)-流紋質(zhì)火山巖組合劃作石帽山群，其年齡歸為早白堊世，該次工作表明，其形成時(shí)代為(82.9±1.6)Ma，屬晚白堊世。這是否表明石帽山群火山作用從早白堊世延續(xù)至晚白堊世，或者該地層不屬于早白堊世，而是晚白堊世火山作用產(chǎn)物。上述問題有待于今后工作中加以研究。

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2 福建省地質(zhì)調(diào)查研究院.福建省區(qū)域地質(zhì)志. 北京：地質(zhì)出版社，2013.

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