华南地质与矿产2010年第4期GeologyandMineralResourcesofSouthChina
文章编号:1007-3701(2010)04-0008-08大别造山带晚造山期花岗岩类
（1.同济大学海洋地质国家重点实验室，上海200092；2.郑州工业贸易学校，郑州450007）摘要：大别造山带存在中侏罗世花岗质岩浆活动，相关花岗岩类在成分上与准铝质岩一致，其锆石U-Pb与全岩Rb-Sr年龄为174~161Ma。这些岩体主要属于造山带中下地壳深部熔融、侵入之产物，具有晚造山挤压型花岗岩的特点。岩体出露面积与剥露深度的区域变化，主要与后期强烈的热窿伸展差异改造作用有关。大别造山带晚造山期的挤压环境，还控制合肥盆地前陆挤压阶段(中侏罗世–晚侏罗世早期)以及南北两侧逆冲推覆构造的发育。西太平洋汇聚特性的急剧变化(侏罗纪末)，是促成大别山造山根突发性拆沉事件以及区域伸展机制取代晚造山期挤压作用的根本原因，推测这种晚造山期挤压环境大致结束于~160Ma，即造山根突发性拆沉作用发生之时。关键词：花岗岩类；晚造山期挤压；热隆伸展；大别造山带中图分类号：P618.51文献标识码：A
收稿日期：2010-07-16基金项目：国家自然科学基金项目(No.40872138)资助.作者简介：王超(1986—),男,硕士生,主要从事岩石地球化学研究.E-mail:ciaotongji@126.com
王超1，赵展2，焦若鸿1，王绪诚1，许长海1
大规模高压/超高压(UHP/HP)岩石的出露，使得大别造山带成为研究碰撞过程与折返动力学的热点地区之一。扬子板块斜向俯冲、碰撞华北板块，其俯冲深度沿造山带延展方向自西(20~30km)向东(125~200km)急剧增加[1]，这一特征成为理解HP/UHP碰撞折返(T2-J2)以及热窿伸展(J3-K1)区域差异性的关键。大别造山带HP/UHP峰变质作用形成于245~225Ma，角闪岩相退变质阶段是在195~225Ma，HP/UHP单元于206~178Ma剥露通过300°C等温面，并在170Ma±剥露至200°C深度附近[1~3]。在现今剥露面内，大别造山带以伸展热窿格局为主导，这种伸展在商城-麻城断裂两侧差异性十分显著：大别段的伸展格局包括北大别热窿核(NDC),北淮阳下滑翼(NHF)与南大别下滑翼(SDF)；红安段的伸展格局由新县热窿核(XXC)、红安下滑翼（HAF）以及北淮阳下滑翼组成(图1)。主要断裂包括NWW向襄樊-广济断裂、大悟-浠水断裂与磨子潭-晓天断裂，NNE向商城-麻城断裂与郯庐断裂带等。热窿伸展促使造山带重新加热至>250°C~>700°C，伸展拓宽幅度约70km，剥露幅度<30km；伸展方向区域上经历了由早期NW-SE、N-S向到晚期NE-SW向的转变[4]，而且伴随
热窿中心的间歇性迁移，这些特性可与造山根间歇性的大规模拆沉作用相联系[5]。本文综合晚造山期花岗岩类及与其相关的研究成果，探讨本区构造活动机制。
1中侏罗世花岗岩类分布特征在大别造山带，除广泛分布的伸展型花岗岩外(锆石U-Pb年龄134.0~125.6Ma[2])，锆石U-Pb、全岩Rb-Sr等时线还获得另一组花岗岩类的年代值为174~161Ma[8,13~15]，它们分布比较局限，主要由二长
花岗岩、二长岩与钾长花岗岩等组成。这些花岗岩类包括西熊文、小寨、石鼓尖、姚河、古碑、以及灵山等侵入体(图1)。西熊文岩体位于北大别穹窿核（NDC）罗田穹窿（LtD）内，李石等[14]测得其锆石U-Pb年龄为168Ma(封闭温度取800°C)，这一年龄值与角闪石第4期Ar-Ar坪年龄161.5Ma[5](封闭温度取520°C)相当的一致。该岩体出露面积约8km2，主要岩性为二长花岗岩，中细粒结构，面理构造发育，岩体中闪长质、辉长质微粒包体较普遍，岩体与变质围岩间为渐变关系，即二长花岗岩→雾迷状混合岩→眼球状混合岩→条带状混合岩。根据角闪石全Al压力计计算[16]，岩体剥蚀深度可达21.5km。石鼓尖岩体位于北大别穹窿核（NDC）中，测得其锆石U-Pb年龄为166Ma[14]（封闭温度取800°C），这与我们获得的角闪石Ar-Ar坪年龄149.2Ma（封闭温度取520°C）以及黑云母Ar-Ar坪年龄146.5Ma（封闭温度取300°C）[5]是一致的。该岩体出露面积约30km2，岩性主要为石英二长岩，面理发育，多见角闪质、闪长质微粒包体，岩体与围岩之间为渐变过渡关系，剥露深度约17.8km。小寨岩体分布于北大别穹窿核（NDC）内，其角闪石Ar-Ar坪年龄为152.2Ma[5]，代表该岩体剥露通过520°C深度的冷却年龄，它的岩浆作用时代要早于152.2Ma。该岩体出露面积不足10km2，岩性多为二长闪长岩、二长花岗岩，面理发育，多见角闪质、闪长质微粒包体，岩体与围岩之间为渐变关系，剥露深度约17.8km。姚河岩体分布在北大别穹窿核（NDC）北缘，其全岩-矿物图1大别造山带碰撞后岩浆岩分布与构造伸展格局（据文献[2，6~12]修编）Fig.1Tectonicframeworkofextensionalstructuresandpost-collisionaligneousrocksinDabieorogenicbelt1.第三纪玄武岩；2.晚白垩世玄武岩；3.铁镁质侵入体(130~120Ma)；4.安山岩-玄武岩(149~116Ma)；5.晚造山期花岗岩类(174~161Ma)；6.热窿期花岗岩类(134~125Ma)；7.正长岩(122Ma)；8.穹窿；9.橄榄岩露头；10.蓝片岩；11.含柯石英榴辉岩露头；12.榴辉岩露头；13.麻粒岩露头；14.一级伸展拆离带；15.次级伸展拆离带；16.其它断裂.伸展单元包括:北淮阳下滑翼(NHF),北大别热窿核(NDC),南大别下滑翼(SDF),新县热窿核(XXC),红安下滑翼(HAF),岳西穹窿(YxD),罗田穹窿(LtD),福田河穹窿(FtD).断裂说明：①明港–六安断裂,②磨子潭–晓天断裂,③郯庐断裂,④襄樊–广济断裂,⑤大悟–浠水断裂,⑥丰店–七里坪断裂,⑦熊店–浒湾断裂,⑧平天畈断裂,⑨大悟–花园断裂,⑩商城–麻城断裂.NCP:华北板块,YZP:扬子板块,QDO:秦岭–大别造山带；K2-E-第三系砂砾石夹页岩；K1-下白垩统长英质与凝灰质砂岩；J2+3-中上侏罗统砂岩夹火山岩；C-石炭系浅变质砂砾岩；D2-中泥盆统南湾组斜长角闪片岩、石英片岩与变粒岩；Pz-二郎坪群绿片岩相细碧角斑岩与碎屑岩；Z-Є-龟山组黑云变粒岩、片麻岩与斜长角闪岩；(Z-Є)fz-佛子岭群云母石英片岩；Pt3Pz1lz-卢镇关群片麻岩、斜长角闪岩与碳酸盐；Pt3Pzsj-苏家河群片麻岩与片岩；Pt1qn-秦岭群大理岩与角闪片岩；Pt2-3hn-红安群片麻岩、片岩与变粒岩；Pt2-3ss-宿松群片麻岩、片岩夹含磷碳酸盐；(Ar-Pt1)tn-桐柏群片麻岩夹浅粒岩；(Ar-Pt1)db-大别群片麻岩、斜长角闪岩与混合岩王超等：大别造山带晚造山期花岗岩类9华南地质与矿产2010年Rb-Sr年龄为174Ma[15](封闭温度取700°C)，这与我们获得的角闪石Ar/Ar坪年龄155.8Ma[5]是一致的，因而将174Ma近似为岩浆活动的时代是可靠的。该岩体出露约120km2，磨子潭–晓天断裂切割岩体北缘，岩性以二长花岗岩为主，多具似斑状结构，岩体中多见闪长质微粒包体，面理比较发育。岩体与变质围岩间为渐变–侵入关系，岩体中可见基性与酸性岩浆的混合现象，剥露深度约13.7km。古碑岩体分布于北淮阳下滑翼(NHF)内，并靠近商城–麻城断裂，出露面积约300km2，主要岩性为钾长花岗岩，岩体与佛子岭群为侵入接触关系，岩体内面理不发育，剥露深度约为8.5km。古碑岩体的锆石U-Pb年龄为166Ma[14]，这一年龄与该岩体周缘同类岩性岩体的锆石U-Pb年龄(159~183Ma)[17]是一致。灵山岩体位于北淮阳下滑翼(NHF)，出露面积约800km2，其锆石U-Pb年龄为161Ma[18]。总之，现有热年代数据对大别造山带中晚侏罗世花岗岩类岩浆作用时代的约束是比较可靠的。这类花岗岩体在热窿核部(NDC)以小面积出露(8~30km2)、剥露深度大(18~22km)为特征，岩体面理较为发育，岩体与变质围岩呈现渐变接触；向南、北两翼方向伸展，岩体出露面积增大(100~800km2)、剥露深度急剧减小(4~9km)，面理不发育，与变质围岩多为侵入接触关系，岩体中有铁镁质微粒包体，局部见岩浆混合作用现象。由此认为，大别造山带中侏罗世花岗质岩浆作用较为活跃，只是由于受后期伸展作用的强烈改造，才使得剥露面内这些岩体出露十分稀少。岩体在热窿核部(NDC)内遭受强烈抬升剥露，因而具有剥露深度大、出露面积小以及与变质围岩呈渐变关系等特点；而向热窿南、北下滑两翼方向，隆升剥露强度减弱，因而岩体又以剥露深度小、大面积出露以及与围岩呈侵入接触关系为特征。
2化学成分与构造环境判别大别造山带中侏罗世花岗岩类(174~161Ma)的化学成分数据总结于表1，总体上它们相当于准铝质岩(图2)。这些花岗岩类在R1-R2主元素变异图
解[19]上(图3)落入碰撞后隆升与晚造山环境，在微量元素组合(Y+Nb)-Rb图解[20]上无一例外地落入碰撞后花岗岩区(图4)。
岩石稀土元素(REE)配分模式有助于揭示岩浆源区特点与演化过程，大别造山带中侏罗世花岗岩类(174~161Ma)稀土总量变化较大，∑REE=100.7×10-6~438.9×10-6，轻稀土含量相对于重稀土
明显富集，(La/Yb)N=6.28~64.99，δEu=0.55~1.10，
岩体REE配分模式与平均中下地壳一致(图5)，这表明这些花岗岩类(174~161Ma)的形成受控于类似的源区与环境。此外，洋脊花岗岩(ORG)标准化蛛网图也是判别岩浆源区与构造环境的有效途径[24]，蛛网图(图6)中各元素自左向右以相容性增强的顺序排列。从图6可以看出，大别造山带花岗岩类(174~161Ma)具有相似的ORG标准化蛛网模式，K2O、Rb、Ba、Th、Ce、Sm组分相对富集，Y、Yb含量显著低于ORG。这说明，大别造山带花岗岩类(174~161Ma)的形成主要源于中、下地壳的深部熔融，并有部分幔源熔浆的混入，而幔源岩浆不断向上囤积可能成为中、下地壳熔融的重要热源。大别造山带花岗岩类(174~161Ma)多元素蛛网变异特点与Tibet、Oman造山型花岗岩[24]较为一致，而Ba含量差异可能与中、下地壳源区的组成有关。马昌前等[13]认为，仅通过造山带中、下地壳的熔融是无法形成