王朋　宗曉華　高政偉　項新葵　孫德明　鐘波

摘 要：為研究江南造山帶北緣雙橋山枕狀基性熔巖的成因，用基性熔巖巖性特征、地球化學(xué)方法分析枕狀基性熔巖的成因及地質(zhì)意義。結(jié)果表明：雙橋山地區(qū)位于江南造山帶中段北緣出露為新元古代雙橋山群，巖枕成群分布；基性熔巖貧堿、富鈉，Na2O/K2O比值較高，稀土元素的含量中等，輕重稀土分餾程度較弱，具微弱負(fù)銪異常，高場強元素釹和鉭相對于鑭微弱虧損，且大部分樣品出現(xiàn)一定程度的鍶負(fù)異常，屬典型的細(xì)碧巖，與典型的洋中脊玄武巖具有一定差異；巖漿來源于虧損地幔，受到地殼流體的交代，形成環(huán)境并非典型的大洋環(huán)境，而是陸殼基礎(chǔ)上形成的弧后小洋盆。研究認(rèn)為向東可與贛北德安彭山出露的蛇綠混雜巖帶、廬山垅中地區(qū)的細(xì)碧角斑巖組合、贛北都昌縣程浪蛇綠混雜巖帶及皖南的歙縣含蛇綠巖的新元古代洋殼對比，向西可與湘北益陽冷家溪群中的基性枕狀熔巖相連，指示江南造山帶具有多島弧拼接、多縫合的特點。

關(guān)鍵詞：基性熔巖；枕狀構(gòu)造；雙橋山群；江南造山帶

中圖分類號：P 581文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1672-9315（2023）05-0885-09

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2023.0505

Genesis and geological significance of Shuangqiaoshan pillow structure in northern margin of Jiangnan orogen

WANG Peng1，2，ZONG Xiaohua2，GAO Zhengwei2，XIANG Xinkui3，SUN Deming3，ZHONG Bo3

（1.School of Earth Science and Resources，Changan University，Xian 710054，China；2.Sino Shaanxi Nuclear Industry Group No.214 Party Co.，Ltd.，Xian 710100，China；3.The Third Geological Brigade of Jiangxi Geological Bureau，Jiangxi 332100，China）

Abstract：To explore the genesis and geological significance of the pillow-shaped basic lava in Shuangqiaoshan on the northern edge of the Jiangnan orogen，an analysis was made by using geochemical methods based on lithological characteristic.The findings show that Shuangqiaoshan is located on the northern edge of the middle section of the Jiangnan orogen，where the Neoproterozoic Shuangqiaoshan Group is exposed，displaying a clustered distribution of pillows.The basic lava exhibits a low alkali content，high sodium content，and a high Na2O/K2O ratio.The rare-earth element content is moderate，with a weak fractionation of light and heavy rare-earth elements，presenting a slight negative Eu anomaly.Comparatively，the high-field-strength elements（HFSE），such as Nd and Ta，are weakly deficient to Na.Most samples show a certain degree of Sr-negative anomalies，with typical spilite exhibited，thus distinguishing them from typical mid-ocean ridge basalts.Moreover，it is suggested that the magma originates from the depleted mantle，influenced by crust fluids.The formation environment is not representative of a typical oceanic setting but rather a small post-arc ocean basin that is developed on crustal foundations.The results indicate that to the east，the orogen here can be compared with the ophiolitic melange belt emerging from Pengshan，Dean，northern Jiangxi Province，the fine biocorphoporphyry assemblage in Lushan Longzhong area，the Chenglang ophiolitic melange belt in Duchang County，northern Jiangxi Province，and the Neoproterozoic oceanic crust containing ophiolitic rocks in She County，southern Anhui Province.Additionally，a connection can be made with the basic pillow mafics in the Lengjiaxi Group in Yiyang，north of Hunan Province in the west.These findings confirm that the Jiangnan orogen exhibits the characteristics of multiple island-arc splicing and suturing in its southern region.

Key words：basic lava；pillow structure；Shuangqiaoshan Group；Jiangnan orogen

0 引 言江南造山帶北緣位于中國揚子板塊與華夏板塊之間的“江南造山帶”呈北東-南西向跨越了中國南部的廣大區(qū)域，是一套近NNE走向的地質(zhì)構(gòu)造單元，由前寒武紀(jì)形成的變質(zhì)程度較淺但變形強烈的厚度較大的沉積-火山巖系及與其時代相當(dāng)?shù)那秩塍w所構(gòu)成[1-2]，制約著顯生宙以來區(qū)域構(gòu)造演化，一直以來被認(rèn)為是中國南方地質(zhì)構(gòu)造研究的核心。不少學(xué)者對江南造山帶的組成、結(jié)構(gòu)以及造山作用過程進行了大量研究，但一直爭論不斷[3-7]。陳志洪等對江紹斷裂帶的桃紅和西裘高鎂閃長巖、富Nb玄武玢巖及斜長花崗巖進行了研究，認(rèn)為是新元古代早期活動陸緣環(huán)境下俯沖洋殼部分熔融的產(chǎn)物，該縫合帶所在位置洋殼的最終閉合時間應(yīng)不早于900 Ma，但也不會晚很多[8]；在德安彭山穹窿構(gòu)造核部的新元古代的淺變質(zhì)巖系中夾多層細(xì)碧巖-角斑巖-石英角斑巖，認(rèn)為這套火山巖是弧后小洋盆地或邊緣海的殘留體，邊緣海的封閉時限為新元古代晉寧期；廬山垅督里地區(qū)的新元古代青白口系下統(tǒng)的下部是一套細(xì)碧-石英角斑巖系，成巖年齡為850～830 Ma，董樹文認(rèn)為是弧后小洋盆地或邊緣海的殘留體[2]。都昌程浪地區(qū)有數(shù)10個大小不同的基性一超基性巖透鏡體，分布于新元古代淺變質(zhì)巖系之中，且構(gòu)造片理與圍巖的軸面劈理產(chǎn)狀一致。基性、超基性巖呈近東西至北東向展布，各種巖石互相混雜，巖石種類相對齊全，具蛇綠混雜巖的基本特征，前人認(rèn)為屬深大斷裂帶的產(chǎn)物，但很有可能是蛇綠混雜巖拼合縫合帶內(nèi)的洋殼殘片。隨著江西彭山、廬山垅中的細(xì)碧-石英角斑巖以及贛東北蛇綠混雜巖、皖南歙縣伏川蛇綠混雜巖、江紹斷裂帶東段蛇綠混雜巖以及多條與這些縫合帶有關(guān)、具有島弧性質(zhì)的火山巖帶的的不斷被確定或厘定[8-13]，顯示江南造山帶具有多島弧拼接、多縫合的特點。在江西省武寧縣大洞鄉(xiāng)合源林場地區(qū)的雙橋山群安樂林組中發(fā)現(xiàn)了一套枕狀構(gòu)造發(fā)育的基性火山熔巖，其性質(zhì)與廬山垅中的細(xì)碧-角斑巖系的枕狀熔巖野外特征相似。在野外工作基礎(chǔ)上，對大洞地區(qū)的基性枕狀熔巖進行了較為系統(tǒng)的巖石學(xué)、巖相學(xué)及巖石地球化學(xué)等研究，確定成因及形成時的古構(gòu)造環(huán)境，以期對江南造山帶的新元古代構(gòu)造演化提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況江南造山帶中段北側(cè)九嶺—鄣公山大陸邊緣島弧地體與彭山—廬山弧后盆地地體結(jié)合部位大體與前人所稱的“江南深斷裂帶”位置相當(dāng)，為分隔江南造山帶和中揚子臺地的邊界斷裂[14-15]，呈弧頂略突向南東的近東西向展布（圖1）。區(qū)域地層在江南造山帶內(nèi)側(cè)主要出露元古代雙橋山群淺變質(zhì)巖，分布于宜豐—樂平消減帶以北，為一套斷陷環(huán)境形成的深?；鹕?碎屑沉積建造，巖性以灰綠色雜砂巖與板巖互層為主，夾少許復(fù)成分變質(zhì)雜礫巖，呈厚層狀，該巖系既具變質(zhì)巖特點，又具沉積巖特點，是一套變質(zhì)淺、變形強烈，但基本保留原生沉積構(gòu)造的成層有序的特殊巖系（圖2）。依據(jù)巖性和顏色組合特征，自下而上分為鄣公山組、橫涌組、計林組、安樂林組和修水組[16]，相鄰各組之間連續(xù)沉積，為單層厚度由薄變厚的趨勢，粒度上由細(xì)變粗，遞變層理由近基型過渡為遠基型，反映了由濁積扇外扇—中扇—內(nèi)扇不斷向海方進積演化的過程[17]。前人認(rèn)為雙橋山群屬中元古代[18]，但高林志等研究結(jié)果表明雙橋山群橫涌組和安樂林組的形成時間為831±5 Ma和829±5 Ma[19]，WANG和LI獲得的雙橋山群沉積年齡范圍為834～815 Ma，表明形成時代為新元古代[20-21]。

區(qū)域巖漿活動集中于新元古代早期，巖性為九嶺巖基的黑云母花崗閃長巖，為華南地區(qū)分布面積最大的新元古代花崗巖侵入體，出露面積2 500 km2，呈EW向展布[22]，鐘玉芳等用SHRIMP測得U-Pb鋯石年齡為828±8 Ma，為典型的由地殼重熔作用形成的S型花崗巖[23-27]。

除酸性巖漿巖外，區(qū)域內(nèi)還出露玄武巖及輝綠巖脈，如在德安彭山穹窿構(gòu)造核部的新元古代的淺變質(zhì)巖系中，夾多層細(xì)碧巖-角斑巖-石英角斑巖，初步認(rèn)為這套火山巖可能是弧后小洋盆地或邊緣海的殘留體，且認(rèn)為此邊緣海是在新元古代晉寧運動中封閉的；廬山垅督里地區(qū)的新元古代青白口系下統(tǒng)的下部是一套細(xì)碧-石英角斑巖系，成巖年齡為850～830 Ma，董樹文認(rèn)為是弧后小洋盆地或邊緣海的殘留體[2]。都昌程浪地區(qū)有數(shù)10個大小不同的基性一超基性巖透鏡體，分布于新元古代淺變質(zhì)巖系之中，且構(gòu)造片理與圍巖的軸面劈理產(chǎn)狀一致?；?、超基性巖呈近東西至北東向展布，各種巖石互相混雜，巖石種類相對齊全，具蛇綠混雜巖的基本特征。前人認(rèn)為屬深大斷裂帶的產(chǎn)物，但很有可能是蛇綠混雜巖拼合縫合帶內(nèi)的洋殼殘片。

2 基性熔巖產(chǎn)出特征武寧雙橋山北部大洞地區(qū)的基性巖主要有兩部分組成，具有枕狀基性熔巖和輝綠巖，其中基性枕狀熔巖出露厚度較大，厚度682 m，基性熔巖大致呈東西走向，與巖層雙橋山群安樂林組接觸面傾向南，傾角35°～45°。輝綠巖呈脈狀產(chǎn)出，出露寬度10～240 m，與圍巖呈侵入接觸，傾角45°～55°。區(qū)內(nèi)基性枕狀熔巖呈深綠色，枕狀構(gòu)造，巖枕成群分布（圖3（a）），形狀為橢球形、球型，形態(tài)完好，大小不等，最大的巖枕長軸達0.5 m，小的僅0.1 m左右，冷凝邊清晰，厚度約0.02 m左右，具綠泥石化，巖枕之間充填方解石等。巖石內(nèi)部常見有杏仁或氣孔構(gòu)造（圖3（b）），形態(tài)不規(guī)則，杏仁中充填礦物主要為方解石。顯微鏡下呈巖枕變余細(xì)碧結(jié)構(gòu)（圖3（c）），變余殘斑結(jié)構(gòu)（圖3（d））。斑晶主要為鈉長石，呈自形—半自形條狀，弱絹云母化，具聚片雙晶，基質(zhì)由鈉長石、次生綠泥石、絹云母組成，可見少量綠簾石、榍石、陽起石等副礦物。輝綠巖呈灰綠色，致密塊狀構(gòu)造，細(xì)粒顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，具有典型的輝長輝綠結(jié)構(gòu)，主要礦物有斜長石（60%±）、輝石（30%±）及少量綠泥石（5%±）和鐵鈦氧化物（5%±）。

3 分析方法及分析結(jié)果

3.1 分析方法為進一步厘定研究區(qū)巖漿巖的成因類型，在實測剖面的基礎(chǔ)上，重點選取其中的枕狀熔巖作為研究對象，同時采集部分輝綠巖樣品，分析其主量元素、微量元素及稀土元素特征，具體采樣位置如圖2所示。巖石全分析在國土資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成，其中主量元素采用玻璃熔片X熒光光譜法（XRF）完成，所用儀器為日本理學(xué)3080，分析精度優(yōu)于0.5%；微量元素Zr、Sr、Ba、Zn、Rb和Nb也是用X熒光光譜法完成的，稀土元素及其它微量元素采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）分析，誤差＜5%[28]。

3.2 分析結(jié)果基性枕狀熔巖的主量元素、微量元素及稀土元素分析結(jié)果見表1。大洞地區(qū)基性巖SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47.94%～56.61%，平均值為51.15%，而廬山垅中地區(qū)的細(xì)碧巖SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.44%～52.64%，平均值為50.54%[2]，兩者較為相近。從細(xì)碧巖TAS圖解（圖4（a））可以看出，巖石類型位于亞堿性系列的玄武巖、粗面玄武巖、玄武安山巖區(qū)域，與廬山垅中細(xì)碧巖具有雙重性，貧堿（Na2O+K2O=2.92%～5.39%）、富鈉（Na2O=2.84～3.89，平均值為3.31），而K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，具有較高的Na2O/K2O比值（2.59～35.50）和FeO/Fe2O3比值（2.63～7.55），多數(shù)樣品Na2O/K2O＞4（圖4（b）），與廬山垅中中基性枕狀熔巖的特征基本吻合，也與典型細(xì)碧巖的特征基本吻合；再將巖石化學(xué)成分投入AFM圖解中（圖4（c）），樣品沒有明顯的Fe富集趨勢，同廬山垅中和歙縣細(xì)碧角斑巖的特征相一致，均落入鈣堿性系列區(qū)域，這也說明了巖漿中水含量較高，在巖漿演化早期就有磁鐵礦析出。區(qū)內(nèi)細(xì)碧巖稀土元素的含量較高（∑REE=57.63～127.48×10-6），明顯高于標(biāo)準(zhǔn)洋中脊玄武巖（MORB，39.11×10-6）[29]，輕重稀土分餾程度中等（（La/Yb）N=2.00～4.51），稀土元素的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化呈較平滑的右傾型（圖5（a）），具較弱的負(fù)Eu異常（Eu/Eu*=0.57～1.00），細(xì)碧巖所有樣品的稀土元素分布形式非常相似，表明具有相同的成因、來源及演化歷史。研究結(jié)果表明，N-MORB型拉板玄武巖的稀土配分模式為明顯的輕稀土虧損型，而E-MORB型拉斑玄武巖則為明顯的輕稀土富集配分模式[30]（SUN and MCDONOUGH，1989）。可見區(qū)內(nèi)細(xì)碧巖稀土配分模式與典型的洋中脊玄武巖存在明顯差異，而是具有島弧玄武巖的特點。細(xì)碧巖中鎳（50.42×10-6～124.70×10-6）、鍶（128×10-6～204×10-6）含量變化范圍較大；鈮平均含量為5.93×10-6，鉭平均含量為0.52×10-6，略高于富集型洋中脊玄武巖（0.47×10-6）。在微量元素蛛網(wǎng)圖（圖5（b））中顯示Th、U明顯富集，高場強元素鈮和鉭相對于鑭有微弱的負(fù)異常，除樣品ZGH11外，細(xì)碧巖中出現(xiàn)一定程度的鍶負(fù)異常，這與其稀土元素出現(xiàn)較弱的銪負(fù)異常相吻合。

4 討論

4.1 細(xì)碧巖的巖石成因不相容元素比值在海水蝕變和變質(zhì)作用過程中有較好的穩(wěn)定性，比值在部分熔融及分離結(jié)晶過程中保持不變，從而可以消除巖石后期變化及巖漿演化過程的影響，反映原始巖漿乃至源區(qū)的成分特征[31]，廣泛地應(yīng)用于玄武巖的構(gòu)造環(huán)境及源區(qū)成分特征的研究。

島弧玄武巖與部分N-MORB的鉭、鈮含量分別低于0.7×10-6和12×10-6，Nb/La＜1，La/Ta＞15，Ti/Y＜350，但E-MORB和WPB含量卻與上述元素相反[30]。本區(qū)細(xì)碧巖的鉭、鈮的豐度變化范圍分別為0.38×10-6～0.73×10-6和4.64×10-6～7.21×10-6，Nb/La值為0.40～0.52，La/Ta值為15.90～29.07，Ti/Y值為277.40～311.30，與島弧玄武巖較為一致。在Hf/3-Th-Ta及Ti/100-Zr-3*Y火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖中（圖6（a），6（b）），投影點均落于島弧鈣堿性玄武巖。

地殼及其部分熔融體中具有較低的TiO2[32]和較低的鈮、鉭[33]，地殼混染作用會使得更深源的玄武巖原始鈦、鈮、鉭含量下降[34]。玄武巖高的La/Nb比值、低Nb/La比值和明顯的鈮、鉭、鈦負(fù)異常，是受到地殼混染的結(jié)果[35-36]。大洞地區(qū)細(xì)碧巖具有較高的La/Nb比值（1.19～2.49），在微量元素蛛網(wǎng)圖中鈮、鉭、鈦顯示出弱負(fù)異常。這些特征表明在形成過程中受到了洋殼俯沖過程中地殼流體的混染。地殼混染也可一定程度使細(xì)碧巖中輕稀土元素富集，使稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線向似E-MORB靠攏。

4.2 地質(zhì)意義從區(qū)域構(gòu)造上看，武寧縣大洞鄉(xiāng)合源林場地區(qū)的雙橋山中的洋殼向東應(yīng)該與贛北德安縣彭山出露的蛇綠混雜巖帶、廬山垅中地區(qū)的細(xì)碧角斑巖組合、贛北都昌縣程浪蛇綠混雜巖帶及皖南的歙縣含蛇綠巖的新元古代洋殼對比，向西可與湘北益陽冷家溪群中的基性枕狀熔巖相連。其形成環(huán)境并非典型的大洋環(huán)境，而是陸殼基礎(chǔ)上形成的弧后小洋盆，表明在新元古代時期，贛北在江南造山帶內(nèi)側(cè)存在著多個陸殼裂解形成的弧后小洋盆，但陸殼裂解的規(guī)模非常有限。

大洞地區(qū)細(xì)碧巖的發(fā)現(xiàn)指示了該地區(qū)大洋的存在，雖缺乏該地區(qū)細(xì)碧巖形成年齡數(shù)據(jù)，但根據(jù)賦存于上元古界雙橋山群中這一野外事實，并結(jié)合區(qū)域細(xì)碧—角斑巖系成巖年齡，贛北廬山地區(qū)細(xì)碧-角斑巖的成巖年齡為830～850 Ma[2]，江南造山帶北緣鄣源基性巖形成的年齡為844±11 Ma[37]，都昌程浪地區(qū)的基性巖漿巖全巖Sm-Nd等時線年齡為（828.6+27.9）Ma，可以判斷其形成于新元古代早期，這也印證了至少在830～850 Ma這一地質(zhì)歷史時期內(nèi)，江南造山帶并未關(guān)閉，造山作用應(yīng)該發(fā)生在此地質(zhì)歷史時期之后。

5 結(jié) 論

1）基性巖與廬山垅中細(xì)碧角斑巖和皖南歙縣細(xì)碧角斑巖的地球化學(xué)特征較為相似，屬典型的細(xì)碧巖。2）大洞地區(qū)細(xì)碧巖具有較高的La/Nb比值，鈮、鉭、鈦顯示出弱負(fù)異常，表明其巖漿形成與虧損地幔，并在上升過程中受到了一定程度的地殼流體的混染。

3）細(xì)碧巖地球化學(xué)特征與典型的洋中脊玄武巖相比存在一定差異，屬于島弧玄武巖的類型。

4）大洞地區(qū)為陸殼基礎(chǔ)上形成的弧后小洋盆，向東應(yīng)該與贛北德安縣彭山出露的蛇綠混雜巖帶、廬山垅中地區(qū)的細(xì)碧角斑巖組合、贛北都昌縣程浪蛇綠混雜巖帶及皖南的歙縣含蛇綠巖的新元古代洋殼對比，向西可與湘北益陽冷家溪群中的基性枕狀熔巖相連。

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（責(zé)任編輯：李克永）

收稿日期：2023-04-15

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)地質(zhì)志項目（DD20190379，DD20160346），中陜核工業(yè)集團有限公司院士工作站科技項目（R-YS190101）；陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)計劃項目（2021JQ-985）

通信作者：王朋，男，河北定州人，博士研究生，高級工程師，E-mail：14020114@qq.com