劉貽燦, 侯克斌, 2, 楊 陽, 李 洋, 宋 彪

大別山北淮陽帶奧陶紀花崗巖的厘定及其對北秦嶺東延的啟示

劉貽燦1, 侯克斌1, 2, 楊 陽1, 李 洋1, 宋 彪3

(1.中國科學院殼幔物質與環(huán)境重點實驗室, 中國科學技術大學 地球和空間科學學院, 安徽 合肥 230026; 2.安徽省地質調查院, 安徽 合肥 230001; 3.北京離子探針中心, 中國地質科學院 地質研究所, 北京 100037)

詳細的野外地質調查以及鋯石SHRIMP U-Pb定年和初步的巖石學研究表明, 大別山北淮陽帶東段發(fā)育早古生代奧陶紀花崗巖。這些花崗巖經過了強烈的構造變形、局部發(fā)育片麻理和綠簾角閃巖相變質作用, 形成時代為457±2 Ma,與北淮陽帶西段馬畈閃長巖的形成時代以及北秦嶺?桐柏造山帶一期與大洋俯沖相關的早古生代島弧巖漿作用時代一致。結合區(qū)域地質背景和盆地沉積分析, 證明北秦嶺古生代俯沖增生造山帶至少向東延伸到大別山北淮陽帶的金寨及相鄰地區(qū)。研究區(qū)古生代花崗巖及相關巖石的進一步研究, 將為大別山碰撞造山帶的古生代構造演化以及華南與華北板塊之間的匯聚?拼貼過程提供新的制約。

花崗巖; 早古生代; SHRIMP U-Pb定年; 俯沖增生; 北淮陽帶

0 引言

經典板塊構造理論認為, 碰撞造山帶的形成通常涉及到威爾遜旋回(Wilson cycle)中洋盆的打開和關閉(Dewey and Spall, 1975), 并伴隨著與俯沖?碰撞相關的變形、變質作用和最終因陸?陸碰撞作用而形成造山帶(Wilson, 1966; Dewey, 1969; Brown, 2009; Cawood et al., 2009)。一般來說, 形成于匯聚板塊邊緣的造山帶可以劃分為增生型(accretionary-type)和碰撞型(collisional-type)兩大類(Cawood and Buchan, 2007; Cawood et al., 2009)。其中, 增生造山帶主要形成于大洋板塊的俯沖時期, 以發(fā)育巖漿弧和俯沖?增生雜巖(subduction-accretion complex)為主要特征, 典型例子是科迪勒拉(Cordilleran)造山帶; 而碰撞造山帶則形成于大洋板塊俯沖結束后的陸?陸碰撞階段, 最典型的例子是阿爾卑斯和喜馬拉雅造山帶。通常, 陸?陸碰撞之前往往涉及到洋盆的關閉, 所以對于大陸碰撞造山帶而言, 碰撞之前的大洋俯沖及伴生的島弧巖漿作用可能是重要的板塊構造過程(O’Brien, 2001)。因此, 這種復合造山作用常造成碰撞構造疊加在早期俯沖增生構造之上(Brown, 2007, 2009), 也就是說, 增生階段事件疊加了與陸?陸碰撞和山根垮塌相關的事件(Lahtinen et al., 2009), 從而為識別和重建兩期造山作用的精細過程增加了巨大困難。然而, 俯沖?增生雜巖的甄別, 不僅可為確定古俯沖帶相對位置、古洋盆和古島弧的存在以及造山作用類型等提供直接證據, 而且它的組成、結構和形成過程也可為恢復、重建造山帶的形成與構造拼貼過程提供最基本的地質依據。

中國中部近東西向延伸、長約2000 km的秦嶺?桐柏?大別?蘇魯造山帶是一條復合型造山帶, 主要由華北和華南(揚子)兩大陸塊碰撞形成, 并在陸?陸碰撞之前經歷了長期的大洋俯沖、島弧增生和弧?陸碰撞等復雜過程(許志琴等, 1988, 2015; 張國偉等, 1988, 2001; Xu et al., 1992a; 徐樹桐等, 1994, 2002; 楊經綏等, 2002; Dong et al., 2011; Wu and Zheng, 2013; Dong and Santosh, 2016), 形成了南、北分帶的中生代碰撞造山體系和古生代增生造山體系(劉曉春等, 2015)。然而, 由于沿造山帶橫向上構造過程的復雜性、多期性、復合性、疊置性和穿時性(許志琴等, 2015), 不同地段出露的構造巖石單位及其巖石組成差別較大。其中, 秦嶺?桐柏?紅安造山帶均保留了明顯的古生代洋殼俯沖的證據, 如北秦嶺商丹蛇綠混雜巖和古生代島弧成因的巖石(如張國偉等, 1988, 2001; 孫衛(wèi)東等, 1995; 董云鵬等, 2007; 裴先治等, 2009; Dong et al., 2011; Dong and Santosh, 2016; Liu et al., 2016)、桐柏?紅安北緣古生代變質復理石(Liu et al., 2004, 2011b)、定遠島弧成因變質火山巖(Li et al., 2001)以及熊店、胡家灣和蘇家河古生代洋殼成因榴輝巖(Sun et al., 2002; Cheng et al., 2009; Wu et al., 2009)。然而, 東部大別?蘇魯造山帶中卻鮮見古生代大洋俯沖的記錄和證據: 一方面可能與三疊紀陸?陸強烈碰撞改造、燕山期山根垮塌與熱事件疊加以及多期構造作用和破壞等有關, 影響了人們認識華北與華南板塊之間的古生代?中生代演化的橫向分布; 另一方面也與研究程度有關。秦嶺?大別?蘇魯造山帶, 又稱中央造山帶(楊經綏等, 2002), 新元古代以來, 從岡瓦納大陸分離的中國南、北板塊, 經過原特提斯洋和古特提斯洋的演化以及板塊多次離散、匯聚和碰撞, 形成顯生宙以來以原特提斯和古特提斯為主體的復合構造格架, 以及以古生代和印支期為主體的秦嶺?大別?蘇魯復合造山系(如, Mattauer et al., 1985; Hsü et al., 1987; 許志琴等, 1988, 2015; 張國偉等, 1988, 2001; 楊經綏等, 2002; Ratschbacher et al., 2003, 2006; 劉良等, 2013; Liu et al., 2016)。實際上, 北秦嶺古生代造山帶及商丹洋在大別山及相鄰地區(qū)的東延問題至今仍未解決。Dong et al. (2011)根據區(qū)域地質背景分析, 認為商丹洋/商丹縫合帶可能通過北秦嶺向東延伸, 但至大別山之后, 如何銜接, 仍是值得研究的問題; 劉曉春等(2015)根據桐柏造山帶的研究, 推測古生代商丹洋可能向東延伸到信陽、乃至商城以西地區(qū)。然而, 北淮陽帶(尤其商城?麻城斷裂以東; 圖1)尚缺乏與之相對應的古生代大洋俯沖、巖漿作用和變質作用等方面的巖石學記錄。直到最近, 劉貽燦等(2020)報道了金寨縣鐵沖石榴斜長角閃巖經歷了石炭紀變質作用。為此, 本文開展了北淮陽帶東段金寨一帶花崗巖的野外地質調查以及鋯石SHRIMP U-Pb定年和初步的巖石學研究, 證明研究區(qū)存在早古生代奧陶紀花崗巖, 從而為大別造山帶古生代巖漿作用增添了新的研究內容, 尤其重要的是為秦嶺?桐柏造山帶的東延問題以及大別山碰撞造山帶的古生代俯沖增生和華北?華南陸塊之間匯聚、拼貼過程提供了新的制約, 也是解決當前對該區(qū)古生代大地構造演化認識分歧的關鍵。

1 地質背景

大別山是秦嶺造山帶的東延部分, 東端被郯?廬斷裂帶切割(圖1)。郯?廬斷裂帶以東的蘇魯造山帶是大別山東延并位移了的部分, 構造位置上, 位于華北和華南兩個大陸板塊之間, 是華南板塊向華北板塊之下俯沖形成的三疊紀大陸碰撞造山帶(Xu et al., 1992a, 1992b; Li et al., 1993), 發(fā)育了與大陸俯沖和碰撞過程相關的、不同變質等級的構造巖石單位(徐樹桐等, 2002; Liu et al., 2007a, 2007b, 2017; Li et al., 2017)。從南到北, 大別山可分為宿松變質帶、南大別低溫榴輝巖帶、中大別超高壓變質帶、北大別雜巖帶及北淮陽帶等巖石構造單位(圖1)。但根據區(qū)域地質背景分析和沉積地層的物源區(qū)研究等, 印支期陸?陸碰撞之前, 華北與華南陸塊之間應該存在已經消失的古大洋(Xu et al., 1992a, 2012;徐樹桐等, 1994, 2002; Li et al., 2004; 李任偉等, 2005; 李雙應等, 2011; 劉貽燦等, 2020)。

北淮陽帶西段(商城?麻城斷裂以西), 主要由二郎坪群、原“信陽群”南灣組(變質復理石)和龜山組(又稱龜山雜巖)、原“蘇家河群”中定遠組、原商城群“石門沖組”和“歪廟組”(可能對應于“二郎坪群”; 徐樹桐等, 1994, 2002)和原石炭系梅山群等巖石單位以及變質火成巖、古生代閃長巖等花崗巖類巖石和中生代巖石等組成(圖1)。其中, 原巖時代為~630 Ma的變質(橄欖)輝長巖(劉貽燦等, 2006; Liu et al., 2017)、720~750 Ma的變質花崗巖(劉貽燦等, 2010)以及730~740 Ma的變基性巖和變質酸性火山巖(Liu et al., 2017; 朱江等, 2019)沿蘇家河?八里畈斷裂的北側, 從千斤河棚鄉(xiāng)王母觀向西經蘇家河至信陽南部西雙河和桐柏一帶呈大小不等的巖塊或巖片零星出露, 千斤河棚鄉(xiāng)向東經吳陳河鄉(xiāng)至八里畈鄉(xiāng)一帶也有類似巖石斷續(xù)分布。其圍巖為原“定遠組”變質火山巖, 目前表現為含石榴子石綠簾云母石英片巖。二者之間為斷層接觸, 統稱為定遠變質火山巖帶(劉貽燦等, 2006)或肖家廟?八里畈構造混雜巖帶(劉曉春等, 2015)。其南、北分別與滸灣混雜巖帶和“南灣組”變質復理石等構造巖石單位相鄰, 再向南為新縣超高壓變質帶。原蘇家河群“滸灣組”中既有石炭紀洋殼俯沖成因榴輝巖(如熊店), 又有三疊紀陸殼俯沖成因榴輝巖, 它們的原巖時代分別為晚古生代和新元古代(Sun et al., 2002; Cheng et al., 2009; Wu et al., 2009), 因而稱之為滸灣混雜巖帶(劉貽燦等, 2006; Ratschbacher et al., 2006)或滸灣高壓榴輝巖帶(劉曉春等, 2015), 它的變質相及形成時代完全不同于島弧成因的定遠變質火山巖(峰期表現為綠簾角閃巖相變質作用和原巖時代為早古生代奧陶紀) (Li et al., 2001; 劉貽燦等, 2006; Liu et al., 2017)。

BZ. 北淮陽帶; NDZ. 北大別雜巖帶; CDZ. 中大別超高壓變質帶; SDZ. 南大別低溫榴輝巖帶; SZ. 宿松變質帶; HMZ. 滸灣混雜巖帶; HZ. 紅安低溫榴輝巖帶; DC. 角閃巖相大別雜巖; XMF. 曉天?磨子潭斷裂; WSF. 五河?水吼斷裂; HMF. 花涼亭?彌陀斷裂; TSF. 太湖?山龍斷裂; TLF. 郯廬斷裂; SMF. 商城?麻城斷裂。

北淮陽帶東段(商城?麻城斷裂以東), 主要由“佛子嶺群”變質復理石(對應于秦嶺的“劉嶺群”和桐柏的“南灣組”)、廬鎮(zhèn)關雜巖(原“廬鎮(zhèn)關群”)和原石炭系梅山群(楊山煤系)等構造巖石單位及中新生代巖漿巖和盆地沉積組成(徐樹桐等, 1994, 2002; Chen et al., 2003; 吳元保等, 2004; 江來利等, 2005; 劉貽燦等, 2006, 2010; 劉景波等, 2013; Liu et al., 2017)(圖1)。其中, 廬鎮(zhèn)關雜巖主要包括原“小溪河組”新元古代變質花崗巖、變基性巖等、“仙人沖組”大理巖及相伴生的(石榴)斜長角閃巖等。然而, 由于研究區(qū)可能因印支期大陸的強烈碰撞改造和構造疊加, 早期一些巖石單位被破壞或者被盆地沉積所掩蓋(Xu et al., 1992a; 徐樹桐等, 1994, 2002), 造成至今未發(fā)現確切的與古生代大洋俯沖及增生造山作用相關的巖石單位或記錄。然而, 直到最近, 劉貽燦等(2020)在金寨縣西部查明存在石炭紀高壓變質作用。

本文研究的樣品為采集于金寨縣鐵沖鄉(xiāng)李橋村東北的花崗巖(圖2), 局部發(fā)育面理化, 甚至表現為明顯的變質、變形作用(圖3)。

該類花崗巖主要分布于金寨縣鐵沖鄉(xiāng)北樓?皂河?高水田一帶, 呈近東西向展布。出露面積約3 km2(圖2)。1996年, 中國地質大學(北京)在進行1∶5萬蘇仙石幅區(qū)調填圖時, 根據巖石學特點及與相鄰地區(qū)巖石的相互關系和區(qū)域地質對比等, 將其從中生代花崗巖中識別和劃分出來, 并稱為早古生代“北樓淺粒巖”(沒有同位素定年, 中國地質大學(北京), 1996)。安徽省地質調查院(2011)在進行1∶25萬六安幅區(qū)域地質調查時, 發(fā)現“北樓淺粒巖”具有較典型的花崗質侵入體特征, 巖體南側與原“廬鎮(zhèn)關群”(本文稱“廬鎮(zhèn)關雜巖”)小溪河組新元古代花崗片麻巖等巖石相鄰, 并經歷了變質變形作用; 東北側被白堊紀石英閃長巖、花崗巖侵入, 侵入接觸關系清楚, 巖體中有花崗片麻巖包體。單顆粒鋯石U-Pb定年(采用單顆粒鋯石同位素稀釋法)結果為399± 1.1 Ma。然而, 年齡數據分析點有限、而且分析方法陳舊, 可靠性也有待于檢查。為此, 我們開展了該區(qū)花崗巖的野外地質調查和鋯石SHRIMP U-Pb定年工作。

圖2 北淮陽帶東段金寨縣鐵沖地質簡圖(據劉貽燦等, 2020)

2 樣品描述和分析方法

研究區(qū)花崗巖變形較為強烈, 常見明顯片麻理構造, 局部有明顯的糜棱巖化(圖3)、黑云母和石英等礦物顯示明顯的定向排列(圖4)。

圖3 北淮陽帶東段金寨縣鐵沖花崗巖野外照片

巖石類型主要為黑云母二長花崗巖, 呈灰?淺灰白色, 具有粒狀變晶結構, 弱片麻狀?塊狀構造。主要由斜長石(25%~40%)、鉀長石(10%~15%)、石英(20%~30%)組成, 暗色礦物角閃石、黑云母含量約為5%~10%(圖4)。石英呈它形粒狀, 部分已細?；?圖4a、b)。斜長石呈半自形板狀, 部分顯示聚片雙晶和簡單雙晶, 少見環(huán)帶構造, 主要為更長石。鉀長石主要呈它形粒狀。黑云母具黃-紅褐色多色性, 主要為小顆粒、少數為較大的顆粒, 小顆粒者因構造變形而呈定向分布(圖4c、d)。副礦物有鋯石、磷灰石和磁鐵礦等。

鋯石的分選在河北省區(qū)域地質礦產調查研究所實驗室完成。巖石樣品經破碎、篩選、電磁及重液分選分離出鋯石, 而后在顯微鏡下挑選透明、未蝕變的顆粒, 將其和標準鋯石TEMORA(年齡為417 Ma)一起制成樣品靶, 研磨拋光, 在北京離子探針中心進行透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)照相。鋯石微區(qū)U-Pb定年測定在北京離子探針中心SHRIMPⅡ離子探針儀器上進行, 詳細測定流程見宋彪等(2002)。測試時所用的標準鋯石為M257和TEMORA, 前者用于標定U含量, 后者用于校正206Pb/238U比值(亦即206Pb/238U年齡)。束斑直徑約為20 μm。測定結果用實測的204Pb 進行普通Pb校正, 詳細數據處理過程見Liu et al. (2017)。測試結果見表1。

圖4 北淮陽帶東段金寨縣鐵沖花崗巖顯微照片

3 分析結果

陰極發(fā)光(CL)圖像(圖5)顯示, 樣品中的鋯石大多數具有明顯的巖漿結晶環(huán)帶, 結合它們的高Th/U值(0.39~1.36), 應為巖漿結晶鋯石; 偶爾含有較薄的黑色增生邊(圖5a、d), 表現為高U含量, 可能與熱變質作用有關(Vavra et al., 1999; Pidgeon et al., 2000; Rubatto et al., 2001; Schmitz and Bowring, 2003)。

本次測試分析了13顆鋯石, 獲得14個年齡數據。206Pb/238U年齡大多在438±2 Ma~460±2 Ma之間, 6個相對較老的諧和年齡加權平均值為457±2 Ma (MSWD=1.10), 其余7個相對年輕的年齡可能與Pb丟失有關; 另外, 1個最年輕的年齡為333±2 Ma(表1, 圖6)。

因此, 根據鋯石的陰極發(fā)光圖像特點和高Th/U值, 457±2 Ma應為花崗巖的形成時代, 而1個具有相對較低Th/U值(0.39)的333±2 Ma年齡比研究區(qū)已報道的石榴斜長角閃巖的峰期變質時代(355±5 Ma; 劉貽燦等, 2020)年輕, 可能代表變質重結晶或退變質時代(見后文討論)。

4 討 論

眾所周知, 大別造山帶經歷了印支期大陸深俯沖和陸陸碰撞以及燕山期山根垮塌與熱事件等多期構造疊加與變質改造(劉貽燦等, 2019及所引文獻)。因此, 如果沒有發(fā)現特征性標志(marker), 很難限定陸?陸碰撞前的構造體系(Brown, 2009; Lahtinen et al., 2009), 這為識別早期(古生代)大洋俯沖?增生過程帶來了巨大困難和挑戰(zhàn)。Mattauer et al. (1985)在商丹斷裂南側劉嶺群(武關雜巖)的變泥質巖中獲得314±6 Ma的黑云母40Ar/39Ar年齡; Zhai et al. (1998)在桐柏龜山雜巖斜長角閃巖中獲得兩個角閃石40Ar/39Ar年齡, 分別為316±1 Ma和304±14 Ma, 從而證實秦嶺?桐柏造山帶中確實存在晚古生代構造事件。近年來, 桐柏?紅安造山帶北部的龜山雜巖被確定是秦嶺大陸弧與弧前復理石的混雜體, 其在340~310 Ma經歷了角閃巖相變質過程(Liu et al., 2011a, 2013)。同時, 對秦嶺造山帶商丹斷裂南側從劉嶺群中解體出來的武關雜巖的研究表明, 該套以沉積巖為主體的中級變質雜巖中含有大陸弧成因變質火成巖, 包括原巖時代分別為446±2 Ma的斜長角閃巖、368±3 Ma的安山質片麻巖和351±2 Ma的糜棱巖化花崗巖脈, 其變質時代為~320 Ma(Chen et al., 2014)。而且, 已有研究表明, 北秦嶺(包括秦嶺、二郎坪和寬坪巖群等)至少包括450~420 Ma和350~ 310 Ma兩期的變質(Ratschbacher et al., 2003, 2006; Dong et al., 2011; Liu et al., 2011a; Chen et al., 2014; 劉曉春等, 2015; Dong and Santosh, 2016; Yan et al., 2016), 且經歷了早古生代(500~400 Ma)大洋俯沖、島弧增生與弧?陸碰撞及晚古生代(340~310 Ma)大洋俯沖與增生等復雜的構造過程(裴先治等, 2007, 2009; 王濤等, 2009; 第五春榮等, 2010; 劉良等, 2013;Wang et al., 2013a, 2013b; 張成立等, 2013; 王曉霞等, 2015; Liu et al., 2016); 北淮陽帶西段熊店榴輝巖帶的原巖應是洋殼成因, 其形成時代主要為425~410 Ma,并經歷了石炭紀(~310 Ma)洋殼俯沖及榴輝巖相高壓變質作用(Sun et al., 2002; Cheng et al., 2009, 2016, 2018; Wu et al., 2009)。

表1 北淮陽帶鐵沖花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡分析結果

注: Pbc和Pb*分別表示普通鉛和放射性成因鉛; 年齡值用實測的204Pb值進行普通鉛校正。

圖5 代表性鋯石的陰極發(fā)光圖像

圖6 花崗巖中鋯石的U-Pb年齡諧和圖

本次野外地質調查和鋯石U-Pb定年結果表明, 大別山北淮陽帶東段金寨一帶發(fā)育早古生代奧陶紀(457±2 Ma)花崗巖。該花崗巖的形成時代接近于北秦嶺二郎坪地區(qū)的滿子營島弧成因花崗巖(459.5±0.9 Ma; 郭彩蓮等, 2010)、桐柏地區(qū)具島弧特征的黃崗花崗閃長巖(446±3 Ma)(Liu et al., 2013)以及紅安地區(qū)馬畈閃長巖(463.5±3.4 Ma; 馬昌前等, 2004)、“定遠組”島弧成因的變質火山巖(464±7 Ma; 劉貽燦等, 2006)等。而且, 元素和Sr-Nd同位素地球化學分析結果(未發(fā)表資料)顯示本文研究的花崗巖為島弧成因。由此證明, 北淮陽帶東段存在早古生代(奧陶紀?志留紀)與大洋俯沖相關的巖漿作用。結合研究區(qū)已報道的石炭紀變質時代(355±5 Ma; 劉貽燦等, 2020)和記錄了古生代島弧源區(qū)的石炭紀盆地沉積(Li et al., 2004; 李任偉等, 2005; Chen et al., 2009; 李雙應等, 2011; 楊棟棟等, 2012), 證明北淮陽帶東段的大洋俯沖可能從早古生代奧陶紀(~450 Ma)即已開始, 并在石炭紀發(fā)生變質作用。這也與北淮陽帶盆地沉積記錄相吻合:

(1) 石炭紀古生物地層學和巖相古地理研究(金福全等, 1987; 李曰俊等, 1997)表明: ①早石炭世楊山組礫石中含有晚奧陶世?早志留世的珊瑚類、介形類和牙形石類等化石組合。特別是礫石中含有cf.(安徽日射珊瑚比較種)化石, 而該化石見于揚子陸塊的安徽含山早志留世高家邊組和三峽早志留世羅惹坪組, 證明灰?guī)r礫石的源區(qū)為揚子陸塊, 也就是說, 北淮陽地區(qū)存在類似于揚子陸塊的早古生代地層; ②晚石炭世胡油坊組發(fā)現了豐富的小型(原單脊葉肢介)化石(僅見于華北陸塊), 指示晚石炭世北淮陽帶和華北陸塊處于同一個古生物區(qū)系, 兩者是聯為一體的; ③晚古生代石炭紀為前陸盆地沉積。因此, 這不僅反映了北淮陽帶與揚子陸塊之間在石炭紀沒有分隔性大洋, 而且也證明揚子陸塊和華北陸塊在石炭紀以前已經拼接、揚子陸塊和華北陸塊的弧?陸碰撞應起始于晚泥盆世之前。

(2) 北淮陽帶石炭系未變質或輕微變質的沉積地層(如胡油坊組、楊山組等), 記錄了其物源信息和古生代的構造演化(李雙應等, 2011)。其中: ①碎屑巖的微量元素地球化學特征揭示其物源區(qū)的大地構造屬性為島弧; ②碎屑鋯石U-Pb年齡和碎屑云母的Rb-Sr年齡也進一步確定了島弧的時代為古生代(峰值為420~480 Ma)(Li et al., 2004; 李任偉等, 2005; Chen et al., 2009; 楊棟棟等, 2012), 這與北秦嶺、桐柏及北淮陽帶西段(定遠變質火山巖)的島弧時代一致。因此, 石炭紀沉積地層的部分物源區(qū)類似于北秦嶺等地的古生代島弧巖石, 也就是說, 北淮陽帶在早古生代也應發(fā)育島弧體系及相關巖石并為石炭紀盆地沉積提供了重要的物源。

(3) 北淮陽帶變質復理石(Chen et al., 2003)及侏羅紀?白堊紀盆地沉積物(李任偉等, 2004, 2005; 王薇等, 2017; Zhu et al., 2017, 及所引參考文獻)的碎屑鋯石U-Pb年齡分析表明, 大別山北淮陽帶東段經歷過古生代的巖漿活動, 并可能相當于秦嶺群(秦嶺雜巖)和二郎坪群的部分巖石。

綜上所述, 大別山北淮陽帶東段存在類似于北秦嶺和桐柏造山帶的早古生代巖漿熱事件和晚古生代變質作用, 而且, 研究區(qū)向北的大洋俯沖作用可能從早古生代奧陶紀開始, 一直延續(xù)到石炭紀; 同時, 在(晚泥盆世-)早石炭世時, 發(fā)生了弧?陸碰撞作用。由此證明北秦嶺古生代增生造山帶及商丹洋向東延伸到大別山北淮陽帶及相鄰地區(qū)。然而, 北淮陽帶東段古生代俯沖增生雜巖的巖石組成及其成因、形成大地構造背景、演化過程和拼貼機制以及與北秦嶺和桐柏造山帶的不同構造巖石單位之間相互關系等尚需進一步查明, 尤其需要詳細的野外地質調查及系統的巖石學、年代學和地球化學等方面制約。

5 結 論

(1) 厘定了大別山北淮陽帶東段鐵沖早古生代花崗巖的形成時代為457±2 Ma。

(2) 北淮陽帶東段早古生代奧陶紀花崗巖接近于北淮陽帶西段馬畈閃長巖、島弧成因的定遠變質火山巖以及北秦嶺-桐柏與大洋俯沖相關的早古生代巖漿巖的形成時代, 結合近期研究區(qū)已發(fā)現的石炭紀變質作用, 進一步證明北秦嶺古生代俯沖增生造山帶至少向東延伸到大別造山帶的金寨及相鄰地區(qū), 這為大別山碰撞造山帶的古生代構造演化以及華北與華南陸塊之間匯聚?拼貼過程提供了新的制約。

致謝: 北京離子探針中心楊淳女士等在鋯石SHRIMP U-Pb定年分析過程中給予了支持和幫助, 西北大學張成立教授和合肥工業(yè)大學閆峻教授在審稿過程中提出了寶貴的修改意見和建議, 在此一并表示衷心感謝！

安徽省地質調查院. 2011. 1∶25萬六安幅地質圖及區(qū)域地質調查報告.

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Confirmation of the Ordovician Granite from the Beihuaiyang Zone in the Dabie Orogen: Insight into Eastern Extension of the Northern Qinling Orogen

LIU Yican1, HOU Kebin1, 2, YANG Yang1, LI Yang1and SONG Biao3

(1.CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Materials and Environments, School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, Anhui, China; 2. Anhui Academy of Geological Survey, Hefei 230001, Anhui, China; 3. Beijing SHRIMP Center, Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

Detailed field investigation, zircon SHRIMP U-Pb dating and preliminary petrographic observation affirm for the first time that the Early Paleozoic granite occurs in the eastern Beihuaiyang zone of the Dabie orogen. In addition, the granite is strongly deformed with local foliation and epidote-amphiboilite facies metamorphism, and its formation time is 457±2 Ma. The age of the granite is similar to those of the Mafan diorites from the western segment of the Beihuaiyang zone and the early Paleozoic arc rocks related to oceanic subduction in the northern Qinling-Tongbo orogen. Combined with regional geological background and the related basin sediments, it is indicated that the northern Qinling orogen easterly extends to the Jinzhai and the adjacent area in the eastern segment of the Beihuaiyang zone, the Dabie orogen. Further integrated researches on the Paleozoic granites and related rocks in the study area will provide new constraints on the Paleozoic tectonic evolution of the Dabie collisional orogen, and the convergent-amalgamate processes between the North and South China Blocks.

granite; Early Paleozoic; SHRIMP U-Pb dating; subduction-accretion; Beihuaiyang zone

2019-07-06;

2019-07-29;

2020-04-02

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2015CB856104)和國家自然科學基金項目(41773020)聯合資助。

劉貽燦(1962-), 男, 教授, 博士生導師, 主要從事變質地球化學與巖石大地構造學研究。Email: liuyc@ustc.edu.cn

P597

A

1001-1552(2021)02-0401-012

10.16539/j.ddgzyckx.2020.02.017