湘東北瀏陽(yáng)文家市地區(qū)新元古代混雜巖形成時(shí)代的厘定

龍文國(guó)，金 巍，王 晶，柯賢忠，田 洋，譚滿堂

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心(中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心)，武漢 430205）

1 研究目的

揚(yáng)子陸塊東南緣發(fā)育新元古代造山帶[1-13],謂之“江南造山帶”[10,14]。江南造山帶構(gòu)造演化過(guò)程與特征，是揚(yáng)子陸塊東南緣新元古代地質(zhì)演化長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議的關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)湘東北瀏陽(yáng)文家市地區(qū)蒼溪巖群的解體與研究，厘定其為一套增生混雜巖。鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果約束混雜巖的形成時(shí)代，對(duì)江南造山帶中段構(gòu)造屬性的認(rèn)識(shí)及大地構(gòu)造格局的劃分提供了新的依據(jù)。

2 研究方法

通過(guò)野外地質(zhì)填圖及剖面測(cè)制等工作，對(duì)原蒼溪巖群重新厘定為混雜巖，將混雜巖的物質(zhì)組成劃分為基質(zhì)與巖塊，對(duì)基質(zhì)與巖塊形成的構(gòu)造背景進(jìn)行了研究，并開展了地球化學(xué)分析和鋯石U-Pb年代學(xué)研究。研究樣品取自湘東北瀏陽(yáng)文家市地區(qū)（圖1）混雜巖中的基質(zhì)及巖塊，基質(zhì)原巖為含凝灰質(zhì)砂巖(樣號(hào)1228-3)，基性巖巖塊(樣號(hào)1228-1)的原巖為輝長(zhǎng)巖或輝綠巖，鋯石顆粒由河北省廊坊宇能礦物分選有限公司員工從全巖樣品中手工挑選，在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司對(duì)鋯石顆粒進(jìn)行了陰極發(fā)光照相，鋯石U-Pb同位素定年在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用LA-ICP-MS測(cè)試完成。

圖1 文家市地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及采樣位置示意圖Fig. 1 Simplified geological map and sampling position in the Wenjiashi area, Northeastern Hunan Province

3 結(jié)果

通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)綜合研究，發(fā)現(xiàn)原蒼溪巖群是由新元古代變沉積巖、變基性火山巖、及晚期不同時(shí)代的侵入巖(基性巖、中性巖、酸性巖)組成，變沉積巖、變火山巖及部分侵入巖經(jīng)歷了綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)。原蒼溪巖群的大部分實(shí)為一套增生雜巖，其基質(zhì)為變沉積巖類，原巖主要巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖類，砂巖中常含數(shù)量不等的細(xì)火山物質(zhì)(主為凝灰質(zhì))，巖塊巖性主要為變基性火山巖、變基性侵入巖、變砂巖類及少量碳酸鹽巖，新元古代晚期侵入的基性巖多變質(zhì)為斜長(zhǎng)角閃巖，亦多以巖塊產(chǎn)出。

對(duì)基質(zhì)(1228-3，變質(zhì)含凝灰質(zhì)砂巖)中的88顆鋯石進(jìn)行了ICP-MS激光U-Pb定年，獲得了81組諧和度大于95%的單顆鋯石年齡（諧和度大于90%共85組）。用于定年分析的鋯石呈半透明到透明狀，顏色為淺棕到無(wú)色，以淺棕色為主．鋯石多呈短柱狀，發(fā)育較為規(guī)律的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，Th/U比值變化較大，多介于0.2～0.8，指示其為巖漿成因。年齡相對(duì)較小的鋯石形成了一組主峰，其中35個(gè)年齡較小的分析點(diǎn)年齡介于820～892 Ma之間，給出的206Pb/238U均值年齡為859±5 Ma（圖2），另外 測(cè) 點(diǎn) 在950-1050 Ma、1200 Ma、1450 Ma、1650-1950 Ma間形成了小的峰值。859 Ma可代表變質(zhì)含凝灰質(zhì)砂巖原巖形成的最大年齡，即原巖沉積時(shí)代小于859 Ma。

圖2 鋯石U-Pb年齡均值圖(樣品1228-3）Fig. 2 U-Pb Diagram of weighted mean age of zircon analyses.(sample1228-3)

對(duì)巖塊(1228-1，變輝長(zhǎng)巖)中的10顆鋯石進(jìn)行了ICP-MS激光U-Pb定年，分析數(shù)據(jù)列于表1，獲得了9組諧和度大于95%的單顆鋯石年齡（圖3）。用于定年分析的鋯石呈半透明到透明狀，顏色為淺棕到無(wú)色，以淺棕色為主．鋯石多呈短柱狀，發(fā)育較為規(guī)律的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，結(jié)合其較高的Th/U比值（0.42～1.11），指示其為巖漿成因。其中5個(gè)分析點(diǎn)的年齡為822±8 ～857±11 Ma，給出的206Pb/238U均值年齡為846±19 Ma(MSWD＝2.8），代表了變輝長(zhǎng)巖的形成年齡，如剔除最小年齡822±8 Ma,其余4 個(gè)分析點(diǎn)給出的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為853±9 Ma(圖略)，與1228-3樣品年齡值在誤差范圍內(nèi)一致。樣品中其余4個(gè)較老年齡分別為1054±57 Ma、1106±63 Ma、1138±44 Ma、1731±44 Ma。

圖3 鋯石U-Pb年齡諧和圖及均值圖(1228-1)Fig. 3 U-Pb Diagram of Concordia and weighted mean ages of zircos (1228-1) .

表1 湖南瀏陽(yáng)文家市地區(qū)混雜巖中基質(zhì)與巖塊的鋯石U-Pb 年齡數(shù)據(jù)( 僅示44 個(gè)分析數(shù)據(jù))Table 1 U-Th-Pb isotope analyses for zircons from accretionary complex of the Wenjiashi area

續(xù)表1

4 結(jié)論

在湘東北瀏陽(yáng)文家市地區(qū)原蒼溪巖群中厘定出一套增生混雜巖，其基質(zhì)為變質(zhì)沉積巖類，巖塊巖性主要為變基性火山巖、基性侵入巖、變砂巖類及少量碳酸鹽巖，基質(zhì)原巖的形成時(shí)代小于859 Ma，巖塊原巖形成時(shí)代多與基質(zhì)原巖形成時(shí)代相同,部分基性巖巖塊原巖形成時(shí)代稍晚于基質(zhì)原巖的形成時(shí)代。

新元古代時(shí)期，揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊之間的古華南洋北向俯沖，瀏陽(yáng)文家市地區(qū)經(jīng)歷了碰撞造山的全過(guò)程，形成了文家市地區(qū)的混雜巖，構(gòu)成了江南造山帶的重要組成部分。江南造山帶中段形成過(guò)程中同碰撞階段形成了基底沉積地層、島弧巖漿作用（具島弧地球化學(xué)特征的中基性火山巖等、弧后前陸盆地中沉積作用），后碰撞階段（大約從830-825 Ma到805 Ma）形成了片麻狀、塊狀花崗巖、火山巖類（包括寧鄉(xiāng)滄水鋪地區(qū)相應(yīng)的火山巖）。與俯沖有關(guān)的混雜巖形成時(shí)代為新元古代，混雜巖中基質(zhì)及巖塊的形成時(shí)代代表混雜巖形成時(shí)代的最大年齡(859 -846 Ma)，后碰撞結(jié)束時(shí)間（805 Ma）可代表混雜巖形成時(shí)代的最小年齡。

在成文過(guò)程中得到了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心牛志軍、徐德明兩位研究員的指導(dǎo)與幫助，在此表深表謝意!