安徽廬樅地區(qū)中生代A型花崗巖類及其巖石包體：對碰撞后到造山后構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變和巖漿演化的意義

1、曹毅 杜楊松 秦新龍 李順庭 向文帥地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室,中國地質(zhì)大學,北京(100083E-mail: caoyi11022摘 要 安徽廬樅地區(qū)位于下?lián)P子斷陷帶內(nèi),區(qū)內(nèi)分布有中生代A型花崗巖類及其巖石包體。通過對其巖石學和地球化學進行研究表明,廬樅地區(qū)A型花崗巖類主要由石英正長斑巖、正長斑巖、輝石二長巖和堿長花崗巖組成,造巖礦物均以堿性長石、斜長石、石英、黑云母、角閃石為主,其中堿性長石含量較高,超過50%,但暗色礦物含量較少,一般不超過5%,以黑云母為主。在巖石化學上以富堿富鉀為特征,為準鋁質(zhì)硅飽和巖石,具有高的104*Ga/ Al比值(3.584.79和REE含量,明顯富集R

2、b、Th等大離子親石元素,而Nb、Ta、Ti和Zr 等高場強元素和Sr、P相對虧損。與寄主巖相比,其巖石包體SiO2和全堿含量偏低,Cr、Co、Sc、V等元素明顯偏高,Zr和Eu的負異常不明顯。結(jié)合區(qū)域背景和巖石地球化學特征綜合分析表明,廬樅地區(qū)A型花崗巖類形成于巖石圈伸展背景下的碰撞后巖漿活動的末期。廬樅地區(qū)A型花崗巖類是富集程度較低的地幔玄武質(zhì)巖漿首先與下地殼物質(zhì)發(fā)生同化混染作用,再經(jīng)結(jié)晶分異作用的產(chǎn)物。關(guān)鍵詞 碰撞后到造山后;構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變;巖漿演化;A型花崗巖;巖石包體;安徽廬樅地區(qū)中圖分類號:P581 引 言近些年來,碰撞后到造山后構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變和巖漿演化問題已經(jīng)成為大陸動力學理論研究的

3、熱點。劉洪濤等1和杜楊松等2分別提供了中國東部華北克拉通北緣和安徽沿江地區(qū)中生代碰撞后到造山后構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變和相應巖漿活動的證據(jù),Bonin3論述了地中海西部地區(qū)和阿爾卑斯西部地區(qū)古生代碰撞后到造山后構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變和相應的巖漿活動。另一方面,A 型花崗巖類形成的構(gòu)造環(huán)境問題一直受到廣大地學工作者的關(guān)注。Eby4將A型花崗巖類分為A1和A2兩種類型,并認為A1產(chǎn)于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境,由底侵的地幔玄武巖漿通過高度結(jié)晶分異作用產(chǎn)生,A2形成于碰撞后等構(gòu)造環(huán)境,主要與受到陸-陸碰撞或島弧巖漿作用影響的大陸地殼(或底侵地殼有關(guān)。劉新秒5認為A型花崗巖類主要形成于碰撞后構(gòu)造環(huán)境。Zhang et al.6研究了松潘

4、-甘孜褶皺帶A型花崗巖類和埃達克質(zhì)巖石組合,認為其形成過程與巖石圈拆沉有關(guān)。Konopelko et al.7提供了吉爾吉斯坦Kokshaal Range地區(qū)的海西期A型花崗巖類形成于碰撞后構(gòu)造環(huán)境的證據(jù)。由此可見,A型花崗巖類究竟是形成于碰撞后還是造山后或者是板內(nèi)(主要指非造山等構(gòu)造環(huán)境,是一個有待進一步深入研究的問題。安徽廬樅地區(qū)位于下?lián)P子斷陷帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)分布著晚中生代火山巖系和A型花崗巖類,其中產(chǎn)有一些同源巖石包體。這些A型花崗巖類與安徽沿江地區(qū)的其它A型花崗巖類一起構(gòu)成了兩條沿江分布的A型花崗巖帶8。孫冶東等9研究了廬樅地區(qū)的火山巖系,認為其形成于擠壓到引張的過渡環(huán)境。邢鳳鳴等8和樓亞兒

5、等10研究了安徽沿江地區(qū)的A型花崗巖類,認為它們形成于伸展后期地殼強烈拉張的構(gòu)造環(huán)境。本文旨在提供安徽廬樅地區(qū)A型花崗巖類及其巖石包體的巖石學和地球化學新資料,本文研究由國家自然科學基金項目(40672045,40272034資助 圖1 安徽廬樅盆地中生代火山-侵入雜巖分布略圖11,11、浮山組火山巖;2、雙廟組火山巖;3、磚橋組火山巖;4龍門院組火山巖;5、正長質(zhì)-二長質(zhì)侵入巖;6、正長閃長巖;7、采樣點及編號。、華北板塊;、楊子板塊;、大別造山帶;、蘇魯造山帶。Fig.1 Sketch distribution map of the Mesozoic volcanic-intrusive

6、complexes in lujiang-Zongyangarea, Anhui province2 地質(zhì)背景和樣品分析方法廬樅地區(qū)地處揚子板塊北緣(圖1a。其西北側(cè)以NNE 向的羅河裴崗練潭斷裂為界,東南側(cè)緊鄰 NEE 向的沿江大斷裂,構(gòu)成一個長約56km,寬約24km,面積約1032km2的“基底坳陷型”火山盆地。盆地內(nèi)晚中生代巖漿作用強烈,形成了一套由龍門院組、磚橋組、雙廟組和浮山組構(gòu)成的火山巖系和大量A型花崗巖類(圖1b。A型花崗巖類巖體主要分布于盆地東南緣,從安慶的大龍山巖體,經(jīng)樅陽縣的城山巖體到黃梅尖巖體,作NE方向延伸,另有少量A型花崗巖類巖體散布于盆地中,如礬山鎮(zhèn)和巴家灘等巖體

7、(圖1b。這些巖體大都是復式巖體,其內(nèi)產(chǎn)有一些同源巖石包體,與上覆中生代火山巖地層呈侵入接觸關(guān)系12-15。將樣品在無污染情況下粉碎至200目以下。主量元素和微量元素分析分別在韓國國立忠南大學的Rigaku® RIX 2100 XRF和ELAN® 6000 ICP-MS上進行。銣-鍶和釤-釹同位素分析采用同位素稀釋質(zhì)譜法在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所VG-354質(zhì)譜計上完成,以86Sr/87Sr=0.1194和146Nd/144Nd=0.7219進行標準化,Rb/Sr和Sm/Nd的相對誤差分別小于±2%和±0.5%。廬樅地區(qū)A型花崗巖類的巖石類型主要是

8、石英正長斑巖和正長斑巖,次為石英二長斑巖、輝石二長(斑巖和堿長花崗巖。輝石二長巖:區(qū)內(nèi)分布較少,主要見于巴家灘巖體。巖石呈粒狀結(jié)構(gòu)(圖2a,主要由堿性長石(35%40%、斜長石(35%40%、輝石(10%15%和黑云母(2%3%組成。堿性長石多呈半自形粒狀,高嶺土化嚴重,表面模糊不清;斜長石多呈自形-半自形板柱狀,有的發(fā)育聚片雙晶;黑云母多為自形-半自形片狀;輝石多呈自形粒狀、柱狀,由于受后期影響,局部邊界不平直。副礦物主要是磁鐵礦、磷灰石和榍石。正長斑巖:主要見于礬山鎮(zhèn)和謝瓦泥巖體。巖石呈斑狀結(jié)構(gòu)(圖2b,斑晶占10%20%,成份主要是正長石(占長石含量>70%、斜長石和黑云母,斑晶正

9、長石多呈自形-半自形板柱狀,粒度較大;斑晶斜長石多呈自形-半自形板柱狀,發(fā)育聚片雙晶;斑晶黑云母多為半自形片狀,含量較少?；|(zhì)具粒狀結(jié)構(gòu),蝕變較嚴重。副礦物以磷灰石、榍石和磁鐵礦為主。石英正長斑巖:主要見于黃梅尖,呈似斑狀結(jié)構(gòu)(圖2c,塊狀構(gòu)造,斑晶占50%以上,以堿性長石、斜長石、黑云母為主,斑晶堿性長石多呈自形-半自形板柱狀,占長石含量60%以上;斑晶斜長石多呈自形板柱狀,斑晶黑云母多為自形柱狀?；|(zhì)呈粒狀結(jié)構(gòu),主要由長石、石英等礦物組成。副礦物以磷灰石、鋯石、榍石、磁鐵礦為主。堿長花崗巖:主要見于大洋巖體。巖石呈花崗結(jié)構(gòu)(圖2d,主要由石英、堿性長石、堿性角閃石和極少量斜長石組成。石英多

10、呈它形粒狀,含量>20%;堿性長石呈半自形-它形粒狀,含量>60%;堿性角閃石呈自形柱狀或呈菱形,含量<10%;斜長石多呈自形板柱狀,發(fā)育聚片雙晶。副礦物以榍石、鋯石和磁鐵礦為主。侵入巖內(nèi)發(fā)育多種巖石包體,主要類型為輝長巖、輝長閃長巖、微粒輝長閃長巖和鈉長閃長巖。輝長巖包體:主要見于巴家灘輝石二長巖中。灰黑色,呈扁長圓形、窄條狀橢圓形、卵圓形及少量不規(guī)則球形,邊緣常呈不規(guī)則細鋸齒狀,大小在1.28.0cm。巖石為輝長結(jié)構(gòu)(圖2e,主要由長石(斜長石和少量堿性長石,75%80%、黑云母(28%和輝石(<20%組成。輝石呈半自形粒狀、短柱狀及不規(guī)則狀,無色淡黃色調(diào)。黑云母呈

11、半自形片狀,長柱狀他形不規(guī)則狀。副礦物以磷灰石、榍石、黃鐵礦和磁鐵礦為主。輝長閃長巖包體:主要見于礬山鎮(zhèn)和謝瓦泥正長斑巖中?；液谏?形態(tài)一般為不規(guī)則卵圓形,大小在15cm。巖石為粒狀結(jié)構(gòu)(圖2f,主要由斜長石(60-80%、輝石(1220%、黑云母(210%和角閃石組成。斜長石呈半自形板柱狀,輝石為半自形柱狀或不規(guī)則粒狀,近無色的淡綠色調(diào)。黑云母呈半自形片狀,長柱狀他形不規(guī)則狀。角閃石為半自形菱形及不規(guī)則狀,部分已綠泥石化并析出磁鐵礦。副礦物為磁鐵礦、磷灰石為主。微粒輝長閃長斑巖包體產(chǎn)于黃梅尖石英正長斑巖中,具微粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖2g,與輝長閃長巖的特征相近,只是包體礦物粒度較細小。(鈉長閃

12、長巖包體見于樅陽大洋堿長花崗巖中,淺灰黑色,透鏡狀、渾圓狀球形,直徑在519cm。巖石為粒狀結(jié)構(gòu)(圖2h,主要成分為斜長石(85%、角閃石(57%、黑云母(35%和輝石。斜長石呈半自形板柱狀,發(fā)育鈉長石化,形成鈉長石環(huán)邊。角閃石呈半自形柱狀、粒狀,發(fā)生綠泥石化。黑云母呈半自形片狀。輝石為半自形他形粒狀,近無色的淡綠色調(diào),僅見個別顆粒。 圖2 廬樅地區(qū)中生代A型花崗巖類及其巖石包體的顯微照片(正交偏光(a 巴家灘輝石二長巖;(b 謝瓦泥正長斑巖;(c 黃梅尖石英正長斑巖;(d 大洋堿長花崗巖;(e 巴家灘輝長巖包體;(f 礬山鎮(zhèn)輝長閃長巖包體;(g 黃梅尖微粒輝長閃長斑巖包體;(h 大洋(鈉長閃

13、長巖包體;Or 正長石;Q 石英;Cpx 單斜輝石;Pl 斜長石;Bi 黑云母;Kf鉀長石。Fig.2 Photographs illustrating the petrographic characteristics of the Mesozoic A-type granitoids and xenoliths inthe Lujiang-Zongyang area, Anhui Province4.1 主量元素主量元素分析結(jié)果(表1表明,研究區(qū)A型花崗巖類為硅飽和的準鋁質(zhì)富堿鉀質(zhì)巖石。其SiO2含量不高(57.0267.46%,但巖石中均有石英出現(xiàn); Al2O3含量中等(14.47 17.

14、35%,A/NK>1,A/CNK=0.800.90; Na2O+K2O含量高(9.3911.81%,K2O/Na2O比值>1(1.131.30,但在絕大多數(shù)巖石及其標準礦物中均未出現(xiàn)Ne、Lc和Ac等過堿性礦物。與A型花崗巖類相比,其巖石包體SiO2含量偏低(52.6957.44%,基性程度更高,標準礦物出現(xiàn)Ne(平均1.8%,全堿含量稍低(Na2O+K2O = 8.038.71%,DY-2-5除外,K2O/Na2O <1,表明包體為準鋁質(zhì)硅不飽和富堿中鉀-高鉀巖石。在K2O-SiO2圖解(圖3中A型花崗巖類及其巖石包體樣品點落入橄欖安粗巖區(qū),與區(qū)內(nèi)火山巖系一致,反映出與區(qū)內(nèi)

15、橄欖安粗巖系列火山巖的成因聯(lián)系。 圖3 安徽廬樅地區(qū)中生代A型花崗巖類及其巖石包體SiO2-K2O圖20Fig. 3 SiO2-K2O diagram of the Mesozoic A-type granitoids and xenoliths in the Lujiang-Zongyang area, AnhuiProvince4.2 微量元素和稀土元素微量元素分析結(jié)果(表1表明,與世界典型的M型、I型、S型花崗巖平均值16相比,區(qū)內(nèi)A型花崗巖類中Ti、Nb等高場強元素含量偏高,但與典型A型花崗巖類的平均值接近16,同時具有高的104*Ga/ Al比值(3.584.79和REE含量(絕大數(shù)

16、樣品中REE >20010-6,不含Y,Ce >85×10-6,均大于A型花崗巖的下限值。在104*Ga/ Al- Na2O+K2O、104*Ga/ Al-Nb、104*Ga/ Al-Zr和104*Ga/ Al-FeO*/MgO分類圖解(圖4中,區(qū)內(nèi)巖石樣品點均落入A型花崗巖區(qū),這與前人研究結(jié)果相一致8,12。在球粒隕石標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5上,A型花崗巖類明顯富集Rb、Th、K等大離子親石元素,而Nb、Ta、Ti和Zr等高場強元素和Sr、P相對虧損。Rb/Sr和Rb/Ba比值分別對于A型花崗巖類,104*Ga/ Al >2.6、REE(不含Y> 200p

17、pm、Ce > 85ppm17-191,反映出巖漿經(jīng)歷了較高程度的分異演化。Nb/Ta比值在14.7318.39之間,接近原始地幔和球粒隕石的Nb/Ta比值(17.5±2.0,表明原始巖漿主要來源于地幔。A型花崗巖類球粒隕石標準化稀土元素配分圖(圖6為一平滑的右傾曲線(Eu谷除外,輕稀土明顯富集,LREE/HREE平均值為5.33,Eu平均值為0.58,表明巖漿形成過程中發(fā)生過斜長石的分異。與A型花崗巖類相比,在球粒隕石標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5和稀土元素配分圖(圖6上巖石包體與A型花崗巖類具有相似的分布模式,反映出其同源性。但Cr、Co、Sc、V 等元素明顯偏高,而Ni偏低(

18、DY-2-7除外,可能與蝕變有關(guān),未出現(xiàn)Zr的負異常(圖5。REE和Eu(平均0.81偏高。 圖4 A型花崗巖判別圖解17Fig. 4. A-type granites discrimination diagram 圖5 球粒隕石標準化微量元素蛛網(wǎng)圖21Fig.5. Chondrite-normalized element spider diagram. Normalizing values 圖6 球粒隕石標準化稀土配分圖22Fig.6. Chondrite-normalized REE patterns. Normalizing valuesB %、微量元素(g/g 分析結(jié)果 Table.1

19、. Major (w B % and trace elements (g/g of intrusive rocks and autoliths from the Luzong area, Anhuiprovince, East China巖體巖石類型正長斑巖(主巖輝長閃長巖(包體輝石二長巖(主巖輝長巖(包體正長斑巖(主巖輝長巖(包體輝長閃長巖(包體石英正長斑巖(主巖微粒輝長閃長巖(包體堿長花崗巖(主巖(鈉長閃長巖(包體樣品號FSZ-1FSZ-1BJT-3BJT-3XWN-7XWN-4XWN-7HMJ-4HMJ-4DY-1-2DY-2-7SiO 262.2054.7557.0252.6960.6

20、152.7354.4664.0353.6167.4657.44TiO 20.630.92 1.02 1.010.83 1.22 1.230.71 1.400.47 1.26Al 2O 316.6215.6216.9116.6817.3516.9416.8316.9817.9514.4716.43Fe 2O 3 3.617.357.1210.53 4.887.87 6.69 2.918.07 2.767.12FeO 0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00MnO 0.250.370.210.230.170.180.210.220.190.190.3

21、3MgO 1.66 5.10 3.08 3.07 1.58 2.48 1.84 1.03 3.410.55 3.41CaO 3.20 5.73 4.02 4.63 2.40 4.10 5.94 2.09 3.89 1.08 2.44Na 2O 5.04 5.24 4.08 5.28 5.42 5.40 5.39 5.04 6.16 5.04 6.69K 2O 6.09 3.04 5.31 2.75 6.39 3.07 3.32 6.18 2.53 5.72 4.36P 2O 50.290.350.550.310.330.350.430.210.430.090.56total 99.5998.4

22、799.3197.1899.9594.3496.3499.4097.6497.81100.03Na 2O+K 2O 11.138.289.398.0311.818.478.7111.218.6910.7611.05K 2O/Na 2O 1.210.58 1.300.52 1.180.570.62 1.230.41 1.130.65ACNK 0.800.700.860.830.860.860.720.900.900.880.81Li 25.5248.6020.2929.908.0223.6016.409.6059.7036.4160.58Sc 7.1318.3013.7314.608.6717.

23、1011.90 5.4919.00 5.110.00V 66.02123.20164.91163.7083.42176.70139.6039.81139.6028.0441.23Cr 14.37245.9027.5575.4049.4039.3023.8413.3747.4019.209.44Co 6.2525.2015.8172.3018.5022.507.69 1.7925.20 2.33 5.77Ni 183.654.70410.850.0010.209.70260.5151.713.20155.0201.0Ga 39.1842.8739.5537.6227.44Rb 266.9169.

24、6157.3116.6184.2129.3105.6130.7119.2236.8133.1Sr 483.6587.6745.41075.7496.5512.2641.6435.3658.297.5552.7Y 19.8126.9716.5721.8719.5629.3931.0019.2229.3631.0937.18Zr 67.85343.490.48189.141.65306.7254.622.33396.069.1980.25Nb 41.0932.4013.7615.9019.9317.4018.6022.0625.3026.8321.76Ta 2.79 2.200.840.70 1.

25、08 1.60 1.40 1.28 1.60 1.60 1.20Th 54.1646.7015.1414.1011.678.807.9012.4413.8023.3811.73Hf 2.999.50 3.20 5.20 1.997.90 5.50 1.4010.20 3.57Ba 719.5492.7855.9414.3733.6432.3478.3692.9481.1309.2849.4La 47.7368.7938.5742.0245.2759.9070.6841.3670.2164.9978.26Ce 94.69138.9975.7287.1086.34120.5145.6888.901

26、46.37122.11146.91Pr 10.7515.498.669.7210.1214.2716.409.9516.9813.5116.11Nd 54.0456.9743.6537.8150.9454.8967.5349.9063.2966.1981.52Sm 7.649.20 6.918.327.799.8112.017.4711.509.379.80Eu 1.45 1.53 1.61 1.94 1.84 2.65 2.44 1.49 3.04 1.15 3.95Gd 7.728.277.01 6.318.158.719.917.9710.4610.079.79Tb 0.76 1.130

27、.680.830.82 1.22 1.230.78 1.48 1.09 1.14Dy 4.18 6.07 3.53 4.28 4.30 6.577.01 4.21 6.92 6.28 5.46Ho 0.69 1.120.590.920.68 1.34 1.270.68 1.29 1.08 1.07Er 2.41 2.93 1.86 2.61 2.15 3.32 3.39 2.11 3.48 3.62 3.28Tm 0.310.460.250.380.270.450.470.270.510.470.45Yb 2.24 3.21 1.66 2.37 1.77 3.05 3.01 1.78 3.17

28、 3.27 3.08Lu 0.320.490.250.330.240.460.470.270.510.440.43Nb/Ta 14.7314.7316.3822.7118.3910.8813.2917.2915.8116.7518.08104*Ga/Al 4.46 4.79 4.31 4.19 3.58REE 234.9314.7190.9204.9220.7287.1341.5217.1339.2303.6361.3LREE/HREE 5.63 5.74 5.41 4.68 5.33 4.81 5.45 5.34 5.45 4.83 5.44Eu0.570.530.700.790.700.8

29、60.660.590.830.361.22黃梅尖大洋礬山鎮(zhèn)巴家灘謝瓦泥研究區(qū)A型花崗巖及其巖石包體的Sr、Nd同位素數(shù)據(jù)列于表2。根據(jù)已有資料可知,區(qū)內(nèi)侵入巖及其巖石包體的形成時代相近(129-136Ma12,19,(87Sr/86Sri值變化不大(0.7053 0.7089,Nd大多集中在-4.31-8.66之間,反映出同源的特征。但是,巖石包體(87Sr/86Sr i和Nd值均處于侵入巖范圍內(nèi)(表2,圖7,說明這些包體和侵入巖分別為同一巖漿演化到不同階段的產(chǎn)物。與起源于上地幔源區(qū)的玄武巖相比,區(qū)內(nèi)侵入巖及其巖石包體的(87Sr/86Sr i值偏高,Nd偏低。與區(qū)內(nèi)火山巖相比,兩者具有相近的

30、(87Sr/86Sri和Nd值。 圖7 (87Sr/86Sri -Nd圖解23Fig. 7. The (87Sr/86Sri -Nd diagram of intrusive rocks and its autoliths from Luzong area, Anhui province表2 廬樅地區(qū)富堿侵入巖及其巖石包體Sr、Nd同位素數(shù)據(jù)Table. 2. The Sr、Nd isotopes of intrusive rocks and its autoliths from Luzong area, Anhui province巖體 巖性 T(Ma (87Sr/86Sr iNd(t 資料

31、來源礬山鎮(zhèn) 輝長閃長巖(包體 140 0.705912巴家灘 輝長巖(包體 140 0.705968 -6.50謝瓦泥 輝長巖(包體 140 0.706059黃梅尖 微粒輝長閃長巖(包體140 0.705801 -4.17大洋 (鈉長閃長巖(包體 140 0.705793 -5.14本文石英正長巖 129 0.706100 -6.70礬山鎮(zhèn)正長斑巖 129 0.705300 -2.20輝石二長巖 130(150*0.705970 -7.79 巴家灘黑云母二長巖 130(150*0.705950 -8.66黃梅尖 黑云母石英正長巖 133 0.708900 -2.50斜長角閃片巖 137 0.7

32、21300 -7.00 董嶺群半月湖斜長角閃片巖 137 0.716200 -18.50唐永成等,1998* 原文中T=150Ma,但是,楊榮勇等14研究表明,巴家灘巖體與區(qū)內(nèi)晚侏羅世火山巖地層呈侵入接觸關(guān)系,而與早白堊世火山巖地層呈沉積接觸關(guān)系,劉洪等(2002研究表明,區(qū)內(nèi)火山巖(包含晚侏羅世-早白堊世火山巖形成年齡為125.5-140.1Ma,故本文將巴家灘巖體的同位素數(shù)據(jù)按T=130Ma進行了校正.已有的研究表明,碰撞后到造山后火成巖組合與板內(nèi)火成巖組合形成于明顯不同的地球動力學環(huán)境條件24,25。碰撞后到造山后火成巖組合是在陸-陸碰撞事件結(jié)束后,加厚地殼的重力崩塌、巖石圈拆沉和巨量巖

33、漿侵位導致區(qū)域隆升、剝蝕和伸展的條件下形成的3,而板內(nèi)火成巖組合是在造山事件結(jié)束后,地幔熱柱對流上升或巖石圈拉張引起軟流圈絕熱上升的條件下形成的26,27。碰撞后火成巖組合包含過鋁質(zhì)巖套和準鋁質(zhì)鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)巖套,而準鋁質(zhì)鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)巖套的巖性從中鉀-高鉀鈣堿性巖系,橄欖安粗巖系變化到過鉀質(zhì)巖系;造山后火成巖組合富鈉貧鉀,巖性從堿鈣性準鋁質(zhì)巖系變化到堿性和過堿性巖系3。板內(nèi)火成巖組合主要由堿性鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖套構(gòu)成27。從巖石組合來看,廬樅地區(qū)的A型花崗巖類主要由石英正長斑巖、正長斑巖、輝石二長巖和堿長花崗巖組成,屬于橄欖安粗巖系,它們與區(qū)內(nèi)龍門院組和磚橋組火山巖、寧蕪龍王山組和大王山組火

34、山巖以及銅陵地區(qū)中鉀-高鉀鈣堿性侵入巖一起構(gòu)成碰撞后準鋁質(zhì)鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)巖套。從形成時間來看,區(qū)內(nèi)A 型花崗巖類主要形成于129136Ma12,19,在碰撞后巖套中形成相對最晚(該巖套中高鉀鈣堿性侵入巖形成于136.6142.9Ma2,19,28,29,但早于造山后巖套(105125Ma2。特別有意義的是,在Nb-Y-Ce、Nb-Y-3Ga和Rb/Nb-Y/Nb等圖(圖8上,成分投影點均落在交界線附近,表明廬樅富堿侵入巖為A1-A2的過渡類型。由此可見,A型花崗巖類屬于碰撞后結(jié)束階段的產(chǎn)物,是碰撞后階段結(jié)束的標志。 圖8 A型花崗巖亞類(A1、A2判別圖4Fig.8. A1 and A2 su

35、bgroup discrimination of A-type granites 6 巖石成因分析 由前面論述可知，區(qū)內(nèi)富堿侵入巖的（87Sr/86Sr）i值雖偏高，但與地幔玄武巖接近，同 時Nb/Ta比值接近原始地幔，反映出本區(qū)巖石來源于地幔。 區(qū)內(nèi)富堿侵入巖富集Rb、Th、K等大離子親石元素和LREE，具有顯著的Nb、Ta、Ti和 Zr的負異常（圖 5，6） ，同時具有（87Sr/86Sr）i值偏高，Nd偏低等同位素特征。對于幔源 巖漿，通常認為有兩種情況可以導致上述特征， （1）巖漿直接產(chǎn)生于富集地幔，例如劉洪等 1 研究認為，廬樅富鉀火山巖來源于受俯沖流體交代的富集地幔； （2）巖漿形

36、成過程中受到 陸殼組分的混染作用，因為陸殼巖石也具有以上特征。當然，除以上兩點外，結(jié)晶分異作用 也會有貢獻。因此，弄清區(qū)內(nèi)富堿侵入巖的這些特征到底是與富集地幔有關(guān)，還是由陸殼混 染所致，或者是二者兼而有之，對于深入認識其成因非常重要。 在Nd-1000/Nd圖解（圖 9）上，樣品點排列為兩條直線，指示成巖過程中存在同化混 染作用和結(jié)晶分異作用。但是目前研究表明，區(qū)內(nèi)中生代巖石圈地幔為富集型地幔1,30,31。 因此，推測產(chǎn)生富堿侵入巖的地幔必然也具有富集特征，但其富集程度有待進一步探討。 圖 9 Nd-1000/Nd 圖解 Fig. 9. TheNd-1000/Nd diagram of in

37、trusive rocks and its autoliths from Luzong area, Anhui province 在（87Sr/86Sr）i -Nd圖解（圖 7）中，幾乎所有樣品均落入地幔趨勢線上，并且靠近 原始地幔，構(gòu)成一條曲線分布趨勢，向下延伸指向揚子下地殼，向上指向原始地幔，反映出 區(qū)內(nèi)富堿侵入巖是幔源巖漿與下地殼物質(zhì)混合的產(chǎn)物， 并且以幔源巖漿為主， 同化下地殼物 質(zhì)較少。邢鳳鳴等8采用DePalo的AFC模型對區(qū)內(nèi)富堿侵入巖進行了模擬計算，其結(jié)果反映 出幔源物質(zhì)約占 80%，同時其混合曲線的r=0.75，接近 1.0，也表明同化作用發(fā)生在下地殼， 與本文觀點一致。 根

38、據(jù)混合模型，結(jié)合圖 7 可推測，形成富堿侵入巖的地幔端元的Sr、Nd同位素特征應 處于富堿侵入巖與原始地幔的Sr、Nd同位素特征之間，即（87Sr/86Sr）i = 0.70430.7053（原 ，Nd = -2.200。與形成區(qū)內(nèi)富 始地幔（87Sr/86Sr）i調(diào)整至 130Ma，現(xiàn)今值取 0.704532） 鉀火山巖的地幔（ 87Sr/86Sr）i=0.70570.7065，Nd = -9.96-5.01）相比，其富集程度有 （ 所降低。這一特征表明隨著后碰撞期的結(jié)束，其地幔的富集程度逐漸降低，符合區(qū)域構(gòu)造演 化的特征。因為在陸-陸碰撞期間，陸殼物質(zhì)被俯沖進入地幔，經(jīng)脫水產(chǎn)生流體，并對地

39、幔 源區(qū)混染交代形成富集地幔1,33。隨著碰撞階段的結(jié)束，進入后碰撞期，地幔交代作用將減 11 弱甚至消失，同時伴隨著地幔對流和巖漿活動，致使地幔的富集程度逐漸減小。另外，劉昌 實等18認為，在俯沖帶，下插板塊脫水作用產(chǎn)生一個上升的流體相(f，該流體相與金紅石 平 衡 時 ， 金 紅 石 對 Ta 的 分 配 系 數(shù) （ DRut/fTa=160 ） 明 顯 小 于 金 紅 石 對 Nb 的 分 配 系 數(shù) ，形成一個富Nb的金紅石難熔相和一個與其耦合的富Ta流體。這一流體長期 （DRut/fNb=200） 作用于上覆巖石圈板塊，會使Nb/Ta比值下降。富堿侵入巖及其巖石包體的Nb/Ta比值在

40、 14.7318.39 之間，接近原始地幔和球粒隕石的Nb/Ta比值（17.5±2.0） ，也反映出后碰撞末 期，流體交代作用對研究區(qū)地幔的影響已經(jīng)很小。 在球粒隕石標準化稀土元素配分圖（圖 6）上，富堿侵入巖出現(xiàn)明顯的負 Eu 異常（ Eu 平均值為 0.58） ，其巖石包體異常微弱（Eu 平均值為 0.81） ，表明巖漿形成過程中發(fā)生 過斜長石的分異，相對于包體，侵入巖中斜長石的分異作用更加明顯。侵入巖中 Cr、Co、 Sc、V 等元素明顯低于包體，可能與單斜輝石、角閃石等礦物的分異有關(guān)，但是，對于 Ni 含量降低的原因， 目前還不明確。 侵入巖出現(xiàn) Zr 的負異常， 而包體不具

41、有明顯的負 Zr 異常， 可能與富 Zr 礦物（鋯石）的結(jié)晶有關(guān)。這些特征與巖相學觀察結(jié)果基本一致（包體中的斜 長石、輝石、角閃石等礦物的含量明顯高于富堿侵入巖） 。 綜合以上討論可知，廬樅地區(qū) A 型花崗巖類是富集程度較低的地幔玄武質(zhì)巖漿首先與 下地殼物質(zhì)發(fā)生同化混染作用，再經(jīng)結(jié)晶分異作用的產(chǎn)物。 7、結(jié)論 （1）廬樅地區(qū)A型花崗巖類在巖石化學上以富堿富鉀為特征，為準鋁質(zhì)硅飽和巖石，具有 高的 104*Ga/ Al比值（3.584.79）和REE含量，明顯富集Rb、Th、K等大離子親石元素， 而Nb、Ta、Ti和Zr等高場強元素和Sr、P相對虧損。與寄主巖相比，其巖石包體SiO2和全堿 含量

42、偏低，Cr、Co、Sc、V等元素明顯偏高，Zr和Eu的負異常不明顯。 （2）結(jié)合區(qū)域背景和巖石地球化學特征綜合分析表明，廬樅地區(qū) A 型花崗巖類形成于巖石 圈伸展背景下的碰撞后巖漿活動的末期，其出現(xiàn)標志著構(gòu)造環(huán)境由碰撞后向造山后的轉(zhuǎn)變。 （3） 廬樅地區(qū) A 型花崗巖類是富集程度較低的地幔玄武質(zhì)巖漿首先與下地殼物質(zhì)發(fā)生同化 混染作用，再經(jīng)結(jié)晶分異作用的產(chǎn)物。 致謝 本文研究得到國家自然科學基金項目（40672045，40272034）資助，學術(shù)思路和 觀點與魯鑫、王亞飛等進行過討論，承蒙他們提出寶貴意見，在此一并致謝。 參考文獻 1 劉洪， 邱檢生， 羅清華等. 安徽廬樅中生代富鉀火山巖成因的

43、地球化學制約. 地球化學， 2002， 31（2） ： 129140。 2 杜楊松，曹毅，袁萬明等. 安徽沿江地區(qū)中生代碰撞后到造山后巖漿活動和殼幔相互作用來自火山侵入雜巖和巖石包體的證據(jù)J. 巖石學報, 23（6） 2007，1294-1302。 ： 3 Bonin B. Do coeval mafic and felsic magmas in post-collisional to within-plate regimes necessarily imply two contrasting, mantle and crustal, sources? A reviewJ. Lithos, 2

44、004, 78(1: 124. 4 Eby GN. Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implicationsJ. Geology, 1992, 20: 641-644. 5 劉新秒. 后碰撞巖漿巖的大地構(gòu)造環(huán)境及特征J. 前寒武紀研究進展，2000，23（2） ：121-127。 6 Zhang HF, Parrish R, Zhang L, Xu WC et al. A-type granite and adakitic magmatism association in Song

45、panGarze fold belt, eastern Tibetan Plateau: Implication for lithospheric delaminationJ. Lithos, 2007, 97: 323335. 7 Konopelko D, Biske G, Seltmann R et al. Hercynian post-collisional A-type granites of the Kokshaal Range, 12 Southern Tien Shan, KyrgyzstanJ. Lithos, 2007, 97: 140160. 8 邢鳳鳴，徐祥. 安徽兩條

46、A 型花崗巖帶J. 巖石學報，1994，10（4） ：357-369。 9 孫冶東，楊榮勇，任啟江等. 安徽廬樅中生代火山巖系的特征及其形成的構(gòu)造北京J. 巖石學報，1994， 10（1） ：94-103。 10樓亞兒，杜楊松. 安徽繁昌銅陵中生代侵入巖的黑云母特征和成因探討J. 礦物學報，2006，26（2） ： 175-180。 11安徽省地質(zhì)局三一七地質(zhì)隊. 1：200000銅陵幅地質(zhì)圖. 1969。 12章邦桐，張富生，倪琦生等. 安廬石英正長巖帶的地質(zhì)和地球化學特征及成因探討J. 巖石學報，1988， （3） 1-14。 ： 13任啟江, 王德滋.安徽廬樅地區(qū)巴家灘和礬山碼灘巖體的時

47、代和巖漿物質(zhì)來源J. 科學通報，1991，36 （10） ：771-773。 14楊榮勇，任啟江，徐兆文等. 安徽廬樅地區(qū)巴家灘火山-侵入體的巖漿來源J. 地球化學，1993， （2） ： 197-206。 15鄭永飛， 魏春生， 王崢嶸等. 大龍山巖體冷卻史及其成礦關(guān)系的同位素研究J. 地質(zhì)科學， 1997， （4） 32 ： 465-477。 16Turner SP, Foden JD and Morrison RS. Derivation of some A-type magmas by fractionation of basaltic magma: An example from t

48、he Padthaway Ridge, South AustraliaJ. Lithos, 1992, 28(2: 151-179. 17Whalen JB, Currie KL and Chappell BW. A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesisJ. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1987, 95(4: 407-419. 18劉昌實， 陳小明， 陳培榮等. A 型巖套的分類、 判別標志和成因J. 高校地質(zhì)學報， 200

49、3，（4） 573-591。 9 ： 19唐永成，吳言昌，儲國正等. 安徽沿江地區(qū)銅多金屬礦床地質(zhì)M. 北京：地質(zhì)出版社，1998. 20Peccerillo A and Taylor S R. Geochemistry of Eocene Calc-Alkaline Volcanic Rocks from the Kasramonu Area, Northern TurkeyJ. Contrib. Mineral. Petrol., 1976, 58: 63-81. 21Thompson R N. British Tertiary volcanic provinceJ. Scott. J.

50、Geol., 1982, 18: 59-107. 22Sun SS and McDonough WF. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processesJ. in Saunders, A.D., and Norry, M.J., eds., Magmatism in the ocean basins: Geological Society London Special Publication 1989, 42: 313345. 23Jah

51、n BM, Wu FY, Lo CH et al. Crust-mantle interaction induced by deep subduction of the continental crust: geochemical and Sr-Nd isotopic evidence from post-collisional mafic-ultramafic intrusions of the northern Dabie complex, central ChinaJ. Chemical Geology , 1999, 157:119-146. 24李兆鼐，李之彤，毛建仁等. 中國東部中

52、、新生代火成巖及其深部過程M. 北京：地質(zhì)出版社，2003。 25鄧晉福，羅照華，蘇尚國等. 巖石成因、構(gòu)造環(huán)境與成礦作用M. 北京：地質(zhì)出版社，2004。 26徐義剛. 巖石圈的熱-機械侵蝕和化學侵蝕與巖石圈減薄J. 礦物巖石地球化學通報， 1999， （1） 1-5。 18 ： 27Menzies M and Chazot G. Fluid processes in diamond to spinel facies shallow mantleJ. Journal of Geodynamics, 1995, 20(4: 387-415. 28吳才來，周珣若，黃許陳等 銅陵地區(qū)中酸性侵入巖年

53、代學研究J. 巖石礦物學雜志，1996，15（4） ： 299306。 29Xu XS, Fan QC, OReilly S Y et al. U-Pb dating of zircons from quartz diorite and its enclaves at Tongguanshan in Anhui and its petrogenetic implicationJ. Chinese Science Bulletin, 2004, 49(19: 2073 2082. 30王元龍，張旗，王焰. 寧蕪火山巖的地球化學特征及其意義J. 巖石學報，2001，17（4） ：565575。 31閆峻，陳江峰，謝智等. 長江中下