大別地區(qū)構(gòu)造與地殼演化

關(guān)鍵詞 大別地區(qū)；碎屑鋯石；U-Pb-Hf同位素；地殼演化；巖漿變質(zhì)事件

第一作者簡介 汪子祺，女，2000年出生，碩士研究生，資源與環(huán)境，E-mail： wiskywang@foxmail.com

通信作者 田洋，男，正高級工程師，E-mail： 41834572@qq.com

中圖分類號 P597 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0引言

大陸地殼生長與演化及宜居地球的形成是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)科學(xué)問題[1]。大別地區(qū)位于揚(yáng)子克拉通東北緣，是華南板塊與華北板塊中生代俯沖—碰撞的匯聚帶，也是全球碰撞造山帶研究的焦點(diǎn)地區(qū)[2]。由于大陸碰撞和抬升導(dǎo)致古老基底巖石出露，為揭示揚(yáng)子克拉通地殼形成演化提供了寶貴素材。鋯石在地殼循環(huán)過程中具有良好的穩(wěn)定性，其U-Pb年齡可真實(shí)地反映巖漿結(jié)晶年齡及經(jīng)歷的構(gòu)造熱事件信息，Lu-Hf同位素組成是示蹤源區(qū)特征及地殼生長事件的重要手段，兩者相結(jié)合可為揭示地殼形成與演化提供重要依據(jù)[3?5]。近些年來，大別地區(qū)早期基底巖石及鋯石年齡信息的相繼發(fā)現(xiàn)，使得該地區(qū)成為研究早期地球演化的重要場所。如：在大別木子店地區(qū)，Qiu et al.[6]識別了3顆年齡為4.0 Ga的繼承巖漿鋯石，Wang et al.[7]發(fā)現(xiàn)了3.81～3.77 Ga的TTG片麻巖與3.65 Ga斜長角閃巖，Qiu et al.[8]判識的2.49～2.41 Ga TTG片麻巖中的鋯石具有弱富集的Hf同位素，反映了冥古宙地殼生長事件；徐大良等[9]在蘄春地區(qū)報道了2.9～2.4 Ga的片麻巖；Zhao et al.[10]在大別南緣浠水地區(qū)鑒別出2.51～2.47 Ga的高鉀花崗巖片麻巖，其記錄的地殼生長歷史可追溯至～3.80 Ga，峰值為3.8～3.7 Ga和3.5～3.4 Ga；邱嘯飛等[11]在團(tuán)風(fēng)地區(qū)識別了～2.0 Ga的混合巖；田洋等[12]在賈廟地區(qū)原大別巖群解體出2.63～2.5 Ga的片麻狀花崗巖等。然而，這些基底巖石往往呈透鏡狀產(chǎn)出于晚期花崗質(zhì)巖石中，規(guī)模十分有限，限制了對大別地區(qū)地殼生長的理解。與之相比，河流流經(jīng)范圍大，運(yùn)移能力強(qiáng)，其沉積物可攜帶流經(jīng)區(qū)域地質(zhì)體的信息[13]，其中的鋯石可以更全面地反映物源區(qū)大陸地殼生長和演化信息[5，14?18]。

本文通過分析大別地區(qū)不同河流碎屑沉積物中鋯石U-Pb-Hf同位素組成，揭示物源區(qū)特征，并綜合區(qū)域巖漿、變質(zhì)記錄，恢復(fù)大別地區(qū)巖漿—構(gòu)造熱—地殼生長事件歷程，為大別地區(qū)乃至揚(yáng)子克拉通的地殼生長提供新證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

秦嶺—桐柏—大別—蘇魯造山帶是華北克拉通與華南板塊之間的碰撞造山帶，大別造山帶位于該造山帶的中部[2]。商城—麻城斷裂帶將大別造山帶分為東、西兩部分（圖1）。按變質(zhì)級別由北到南依次為北淮陽低級變質(zhì)帶、北大別高溫超高壓榴輝巖相變質(zhì)帶、中大別中溫超高壓榴輝巖相變質(zhì)帶、南大別低溫超高壓榴輝巖相變質(zhì)帶以及宿松低溫高壓藍(lán)片巖相變質(zhì)帶五個構(gòu)造單元，各單元之間均被斷層分隔[21?27]。

研究區(qū)位于東大別之北大別變質(zhì)帶，主要出露新元古代花崗質(zhì)片麻巖，地層出露較少。地層主要為新太古界木子店巖組，古—中元古界大別巖群與第四系。木子店巖組以含條帶狀（紫蘇輝石）磁鐵角閃石英巖為特征，主體巖性為（含榴）黑云角閃斜長片麻巖（變粒巖）、（含榴）斜長角閃巖。大別巖群主要巖性為黑云二長（或斜長）片麻巖、變粒巖、淺粒巖、斜長角閃巖、白云石大理巖、磁鐵角閃大理巖及少量黑云石英（片）巖，巖漿巖主要為白堊紀(jì)二長花崗巖、正長花崗巖。另有斜長角閃巖及太古宙—古元古代早期花崗質(zhì)巖石零星出露。

2 樣品采集及分析方法

2.1樣品采集

本文鋯石U-Pb-Hf同位素分析樣品采自東大別一字水、但店與木子店地區(qū)的3條河流（圖2）。樣品YZS-10G采自賈廟鄉(xiāng)一字水（圖2a），采樣坐標(biāo)：115°4′51.59″ E，30°45′27.81″ N；樣品DD-1G 采自但店五桂河（圖2a），采樣坐標(biāo)：115°11′26.63″ E， 30°47′2.57″ N；樣品GSH-1G采自木子店地區(qū)觀石河（圖2b），采樣坐標(biāo)：115°21′3.36″ E， 31°11′33.60″ N。三處河流碎屑沉積物均采自邊灘，主要為含礫不等粒砂，礫石成分為花崗質(zhì)巖石，含量5%～8%；不等粒砂主要為石英，其次為花崗質(zhì)巖屑與長石，含有少量磁鐵礦、角閃石與黑云母等暗色礦物。

2.2分析方法

鋯石挑選、制靶、透射光、反射光和陰極發(fā)光照相均在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成，樣品經(jīng)粉碎、淘洗后，采用重選和磁選技術(shù)進(jìn)行初步分選，然后于雙目鏡下手工挑選。將代表性鋯石粘在環(huán)氧樹脂上進(jìn)行制靶，拋光使其暴露1/3～1/2晶面，進(jìn)行顯微照相[28]。其中陰極發(fā)光圖像拍攝儀器為配備有GATAN MINICL系統(tǒng)的高真空掃描電子顯微鏡（JSM-IT100）。工作電場電壓為10.0～13.0 kV，鎢燈絲電流為80～85 μA。

鋯石的U-Pb定年在中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心同位素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb定年分析利用RESOlution LR 193 nm 激光剝蝕系統(tǒng)和ICAP-Q電感耦合等離子體質(zhì)譜的聯(lián)用裝置（LA-ICPMS）完成。分析所用激光束斑直徑為29 μm，激光束能量密度4 J/cm²，頻率為3 Hz。樣品測試時，每個點(diǎn)的分析時間為90 s，其中背景信號15 s，樣品剝蝕45 s，尾吹30 s。鋯石U-Pb定年分析采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)91500為外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析10個樣品點(diǎn)分析2次91500，同時采用Tanz為監(jiān)控樣[29]。詳細(xì)操作條件和分析方法見Zong et al.[30]。鋯石樣品的同位素比值和元素含量采用軟件ICPMSDataCal進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析[31]，U-Pb諧和年齡和加權(quán)平均年齡計算及繪圖采用軟件Isoplot 3.0 完成[32]。使用EXCEL 程序ComPbCorr#3_15G 進(jìn)行普通鉛校正[33]。對大于等于1000 Ma的鋯石，選擇207Pb/206Pb年齡，對小于1000 Ma的鋯石選擇206Pb/238U年齡，并剔除協(xié)和度小于90%的年齡，最后采用Isoplot R做碎屑鋯石年齡頻率直方圖與年齡諧和圖。分析數(shù)據(jù)見附表1。

選取已獲得U-Pb年齡的代表性諧和鋯石進(jìn)行Hf同位素分析。鋯石Lu-Hf同位素分析在中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心同位素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成，所用儀器同鋯石U-Pb定年分析。分析點(diǎn)選在鋯石U-Pb分析點(diǎn)上或附近（圖3）。激光束斑直徑為43μm，激光剝蝕時間60 s，激光頻率6 Hz，激光能量密度為4 J/cm²。分析過程中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)Ple?ovice、Penglai作為監(jiān)控樣，鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)處理分析采用軟件ICPMSDataCal完成。Hf同位素計算參數(shù)選取λ¹⁷⁶Lu=1.867×10^-11[34]；¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷HfCrust=0.015[35]；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷HfCHUR=0.282793，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷HfCHUR=0.033 800[36]，¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷HfDM=0.283 250，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷HfDM=0.038400^[37]。分析數(shù)據(jù)見附表1。

3測試結(jié)果

3.1鋯石U-Pb特征

樣品YZS-10G鋯石多為淺褐色（圖3），少量灰白色，短柱狀或橢圓狀為主，長寬比介于1∶1～3∶1，長軸一般介于100～300 μm，大部分鋯石的圓度較好。多數(shù)鋯石具有明顯的韻律環(huán)帶和相對較亮的CL圖像，指示巖漿成因；部分鋯石韻律環(huán)帶不太明顯或消失，可能指示變質(zhì)成因。選取60顆鋯石進(jìn)行鋯石U-Pb年齡分析，獲得56組諧和度大于90%的有效年齡，其中6顆鋯石的Th/U比值小于0.1，CL圖像無明顯分帶，指示其變質(zhì)成因。其中1顆為新太古代變質(zhì)鋯石，年齡為2587 Ma，5顆年齡集中于古元古代（～2.0 Ga），分別為1937 Ma、1940 Ma、2000 Ma、2022 Ma、2125 Ma。剩余50組鋯石Th/U比值介于0.19～2.10，CL圖像顯示清晰或略微模糊的巖漿振蕩環(huán)帶，指示巖漿成因。鋯石諧和年齡可分為3個年齡段（圖4a）：2630～2468 Ma的鋯石19顆，占比34%，峰值年齡為2615 Ma；2035～1 912 Ma的鋯石5顆，占比9%，峰值年齡為1 941 Ma；866～767 Ma 的鋯石7顆，占比13%，峰值年齡為789 Ma。

樣品DD-1G大部分鋯石呈灰色，少部分呈亮白色，多為長柱狀或橢圓狀顆粒，長寬比可達(dá)4∶1，長軸100～400 μm。鋯石多為棱角狀或角礫狀，圓度較差。選取63顆鋯石進(jìn)行U-Pb定年，獲得了58組諧和度大于90%的有效年齡（圖3）。其中有7顆鋯石的CL圖像無明顯分帶，Th/U比值小于0.1，指示了變質(zhì)成因，1顆古元古代變質(zhì)鋯石年齡為1 977 Ma，1顆三疊紀(jì)變質(zhì)鋯石為203 Ma，剩余5 個為白堊紀(jì)早期，變質(zhì)年齡為127～121 Ma；剩余51組鋯石的Th/U比值介于0.17～1.40，CL圖像顯示明顯韻律環(huán)帶，為巖漿成因鋯石，年齡分布表現(xiàn)4個明顯峰值（圖4b）：2 676～2 545 Ma的鋯石11顆，占比19%，峰值年齡為2 672 Ma；1913～1830 Ma的鋯石10顆，占比17%，峰值年齡為1 871 Ma；890～748 Ma 的鋯石15 顆，占比26%，峰值年齡為812 Ma；1顆白堊紀(jì)巖漿鋯石，其年齡為128 Ma。

樣品GSH-1G的鋯石大部分呈灰白色，形態(tài)以短柱狀或橢圓狀為主，少量呈不規(guī)則狀，長寬比介于1∶1～4∶1，長軸100～400 μm，形狀多為渾圓狀，圓度較好。選取82顆鋯石進(jìn)行U-Pb年齡分析獲得71組有效年齡，其中4顆鋯石的Th/U比值小于0.1，CL圖像無明顯分帶，指示變質(zhì)成因，其中3顆為中生代變質(zhì)鋯石，年齡分別為128 Ma、133 Ma和211 Ma；剩余1 顆變質(zhì)鋯石年齡387 Ma。剩余67 組諧和鋯石的Th/U 比值介于0.14～2.20，CL 圖像發(fā)育明顯韻律環(huán)帶，指示其為巖漿鋯石。67組巖漿鋯石顯示3個峰值段（圖4c），包括：2515～2424 Ma的鋯石15顆，占比10%，峰值年齡為2 500 Ma；1915～1 812 Ma的鋯石5顆，占比7%，峰值年齡為1874 Ma；142～120 Ma的鋯石40顆，占比60%，峰值年齡為128 Ma。

3.2鋯石Hf 同位素特征

本次工作分別獲得樣品YZS-10G中21顆、DD-1G中29顆和GSH-1G中32顆，共計82顆鋯石的Hf同位素組成。樣品YZS-10G中4顆大于2.8 Ga的中太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.000864～0.001163，平均值為0.000 945；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.280715～0.280963，平均值為0.280801；其εHf（t）值介于-8.8～-1.5（圖5），對應(yīng)的Hf二階段模式年齡（tDM2）變化介于3848～3371 Ma（圖6）。8顆2.8～2.5 Ga的新太古代巖漿鋯石176Hf/177Hf介于0.000 297～0.000799，平均值為0.000 588；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.280 935～0.281107，平均值為0.281049；ε_Hf（t）值介于-0.8～-4.3，對應(yīng)的tDM2介于3 414～3 164 Ma。2顆年齡為1 945 Ma、2011 Ma的古元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000 864～0.001895，平均值為0.001380；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.281129～0.281163，平均值為0.281146；ε_Hf（t）值為-15.8、-14.5，對應(yīng)的tDM2分別為3538 Ma、3511 Ma。3顆900～700 Ma的新元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.000 690～0.000 874，平均值為0.000771；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值介于0.281915～0.282 212，平均值為0.282 014；εHf（t）值介于-13.8～-1.8，tDM2介于2515～1824 Ma。

樣品DD-1G中1顆結(jié)晶年齡為2.85 Ga的中太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值為0.000680；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值為0.280956；ε_Hf（t）值為-1.0（圖5），tDM2為3354 Ma（圖6）。6顆結(jié)晶年齡介于2.8～2.5 Ga的新太古代鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000491～0.000958，平均值為0.000713；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.281001～0.281474，平均值為0.281 154；ε_Hf（t）值介于-6.2～12.7，t_DM2 介于3428～2366 Ma。8顆結(jié)晶年齡2.1～1.8 Ga的古元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000374～0.001027，平均值為0.000 585；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.281 031～0.281332，平均值為0.281191；εHf（t）值介于-18.7～-10.3，t_DM2 介于3693～3153 Ma。9顆結(jié)晶年齡900～700 Ma 的巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000705～0.002111，平均值為0.000 878；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.282 353～0.282 547，平均值為0.282427；ε_Hf（t）值介于-8.2～10.6，t_DM2在2205～1072 Ma范圍變化。樣品DD-1G中3粒變質(zhì)鋯石結(jié)晶年齡分別為122 Ma、127Ma和203 Ma，ε_Hf（t）值分別為-38.9、-20.9和-11.3，t_DM2分別為3 539 Ma、2441 Ma和1 904 Ma。

樣品GSH-1G中2顆3 646 Ma、3604 Ma的始太古代巖漿鋯石176Hf/177Hf為0.000543、0.001 115，平均值為0.000 829；176Hf/177Hf比值為0.280289、0.280347，平均值為0.280318；ε_Hf（t）值為-5.1、-6.7（圖5），t_DM2為4 235 Ma、4297 Ma（圖6）。1顆結(jié)晶年齡為3245 Ma的古太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf為0.000512；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值為0.280 444；ε_Hf（t）值-9.6，t_DM2為4184 Ma。1顆結(jié)晶年齡為2500 Ma的新太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf為0.000 155；¹⁷6Hf/¹⁷⁷Hf 比值為0.280 746；ε_Hf（t）值為-15.6，t_DM2為3 957 Ma。3顆結(jié)晶年齡2.1～1.8 Ga的古元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.000144～0.001273，平均值為0.000 788；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.280574～0.281557，平均值為0.280922；ε_Hf（t）值介于-37.1～-1.9，t_DM2介于4725～2664 Ma。16顆140～120 Ma的中生代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷7Hf介于0.000244～0.002 099，平均值為0.000 789；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.282 015～0.282436，平均值為0.282196；ε_Hf（t）值介于-24.6～-9.7，t_DM2在2675～1751 Ma范圍變化。3粒128 Ma、133Ma 和387 Ma 變質(zhì)鋯石的ε_Hf（t）值分別為-10.3、-16.4和-40.2，對應(yīng)的t_DM2分別為1785 Ma、2168 Ma和3819 Ma。

4討論

4.1研究區(qū)大地構(gòu)造歸屬

由于采樣點(diǎn)位臨近華北克拉通，首先要對大地構(gòu)造歸屬進(jìn)行探討。前人研究表明華北克拉通在新太古代晚期（～2.50 Ga）經(jīng)歷了強(qiáng)烈的巖漿活動，古元古代（1.95～1.85 Ga）存在巖漿和變質(zhì)事件，新元古代巖漿活動較少[40?41]。揚(yáng)子克拉通在新太古代（2.70～2.60 Ga）經(jīng)歷巖漿活動最強(qiáng)烈的時期，古元古代（2.10～1.85 Ga）發(fā)生巖漿和變質(zhì)事件，新元古代時期揚(yáng)子周緣發(fā)生強(qiáng)烈的巖漿活動，該期巖漿活動的年齡峰值約為830 Ma[16，42?43]（圖7）。本研究3件樣品的鋯石U-Pb年齡顯示出～2.62 Ga、～2.00 Ga和～812 Ma的年齡峰值，與揚(yáng)子克拉通極為相似。另外，前文已述，研究區(qū)獲得的變質(zhì)鋯石年齡主要集中在～2.0 Ga，亦顯示了親揚(yáng)子屬性，因此物源區(qū)更可能屬于揚(yáng)子克拉通。

4.2大別地區(qū)巖漿事件

雖然一些地質(zhì)體難以發(fā)現(xiàn)或被剝蝕，但由于鋯石的高穩(wěn)定性，巖漿成因的鋯石可以揭示源區(qū)經(jīng)歷的巖漿事件。本文樣品（n=185）與結(jié)合前人巖漿巖鋯石資料（n=779）繪制的鋯石U-Pb年齡積累曲線形態(tài)相似，表明雖然樣品數(shù)據(jù)有限，但仍可以有效地反映大別地區(qū)巖漿事件（圖8）。結(jié)合前人數(shù)據(jù)，大別地區(qū)巖漿活動記錄劃分為9個階段。

4.00～3.00 Ga持續(xù)巖漿活動：該階段存在5顆年齡大于2.9 Ga的巖漿鋯石，實(shí)驗(yàn)測試中雖未發(fā)現(xiàn)冥古宙鋯石記錄，但Qiu et al.[6]在木子店地區(qū)花崗質(zhì)片麻巖中實(shí)驗(yàn)測試出三顆年齡分別為4 013 Ma、4 003 Ma和4 002 Ma的巖漿鋯石（繼承核），說明大別地區(qū)記錄的巖漿活動最早可追溯到冥古宙。同時，Wang et al.[7]報道了木子店地區(qū)3.81～3.77 Ga 的TTG 片麻巖與3.65 Ga的斜長角閃巖，Zhao et al. [10]在浠水片麻巖中識別了3.56～3.18 Ga的捕獲巖漿鋯石，徐大良等[9]在蘄春地區(qū)報道了2.93 Ga的花崗片麻巖，以上信息表明大別地區(qū)在該時期可能存在持續(xù)的巖漿活動（圖8）。

3.00～2.90 Ga寂靜期：為大別地區(qū)巖漿活動平靜期，鮮有巖漿鋯石記錄（圖8）。

2.90～2.40 Ga爆發(fā)期：樣品中50顆巖漿鋯石年齡在介于2.9～2.4 Ga，占比30%。區(qū)域上該時期的基底巖石見有較多報道，如團(tuán)風(fēng)地區(qū)混合巖中～2.85 Ga的中太古代鋯石[11]、黃土嶺原巖年齡～2.76 Ga麻粒巖[19]與～2.77 Ga片麻巖[20]、宿松新太古代（2.7～2.5 Ga）花崗片麻巖[44]、賈廟地區(qū)2.63～2.50 Ga新太古代片麻狀花崗巖[12]、木子店地區(qū)2.49～2.41 Ga 的TTG 片麻巖等[8]。這說明該時期為巖漿活動的強(qiáng)烈爆發(fā)期，峰值為2.5Ga，其原因可能與全球體制下的板塊啟動有關(guān)。

2.40～2.10 Ga寂靜期：為大別地區(qū)巖漿活動的平靜期，巖漿活動較少。

2.10～1.80 Ga爆發(fā)期：樣品中30顆鋯石年齡分布于2.1～1.8 Ga，占比18%，指示大別地區(qū)發(fā)生較強(qiáng)烈的巖漿活動。其中2.0 Ga的巖漿活動及全球范圍內(nèi)2.1～1.9 Ga造山事件被認(rèn)為與Columbia超大陸的形成有關(guān)[45?47]。

1.80～0.90 Ga寂靜期：這一時期巖漿活動記錄較少，加之長時間穩(wěn)定的碳同位素組成和停滯的生物演化，被稱為“沉寂的十億年”（Boring Billion）[48?50]。值得注意的是，在大別賈廟地區(qū)，Jin et al.[51]識別了1.37 Ga的石英正長巖和二長花崗巖，Hu et al. [52]發(fā)現(xiàn)了1.36 Ga的變火山巖，指示該時期大別地區(qū)經(jīng)歷了一期巖漿活動，可能是Columbia 超大陸裂解的響應(yīng)[51] 。

0.90～0.70 Ga爆發(fā)期：測試結(jié)果中存在24顆巖漿鋯石形成于該時期，占比14%，指示該時期大別地區(qū)經(jīng)歷強(qiáng)烈的巖漿事件。事實(shí)上，新元古代花崗巖是大別地區(qū)最主要的巖石類型，分布廣泛，如在大別宿松變質(zhì)帶，李遠(yuǎn)等[44]報道了新元古代（830～770 Ma）花崗片麻巖，孫洋等[53]研究了年齡為816 Ma的魯家寨巖體。

0.70～0.14 Ga寂靜期：為大別地區(qū)又一巖漿活動寂靜期，鮮有巖漿鋯石記錄。

0.14～0.12 Ga爆發(fā)期：巖漿活動較為強(qiáng)烈。實(shí)驗(yàn)測試包含40顆該時期巖漿鋯石，占比24%。區(qū)域上白堊紀(jì)花崗巖廣泛分布，如金巍等[39]在但店地區(qū)鑒定了年齡為124 Ma、120 Ma的大崎山花崗巖；胡俊良等[54]報道了木子店地區(qū)131 Ma的黑云二長花崗巖[52]；劉勁松等[55]識別了木子店地區(qū)129 Ma的細(xì)粒二長花崗巖。該期花崗巖成因可能與西太平洋的板片俯沖及后撤作用或華南—華北板塊碰撞造山后垮塌有關(guān)[56?59]。

綜上所述，大別地區(qū)巖漿事件可分為九個階段，分別為4.00～3.00 Ga、2.90～2.40 Ga、2.10～1.80 Ga、0.90～0.70 Ga、0.14～0.12 Ga的爆發(fā)期，與3.00～2.90 Ga，2.40～2.10 Ga，1.80～0.90 Ga，0.70～0.14 Ga的平靜期 。

4.3變質(zhì)事件

4.3.1新太古代變質(zhì)作用（～2.5 Ga）

實(shí)驗(yàn)樣品存在1顆年齡為2 587 Ma的新太古代變質(zhì)鋯石，與陳能松等[60]在黃土嶺發(fā)現(xiàn)年齡為2 500～2 493 Ma的變質(zhì)鋯石在時間上一致，雖然數(shù)據(jù)有限，但仍為新太古代晚期的變質(zhì)事件提供了可靠證據(jù)。

4.3.2古元古代變質(zhì)事件（～2.0 Ga）

3件樣品中有6顆變質(zhì)鋯石年齡為2.1～1.8 Ga。

該時期大別地區(qū)以發(fā)育麻粒巖相變質(zhì)作用[61]及混合巖化作用[62]為特征。邱嘯飛等[11]在大別地區(qū)得到～2.0 Ga團(tuán)風(fēng)混合巖，Lei et al. [19]在北大別黃土嶺麻粒巖中獲得了～2.0 Ga的變質(zhì)鋯石年齡，田洋等[12]新太古代花崗巖中也識別了該時期的變質(zhì)作用。這些信息表明大別地區(qū)廣泛經(jīng)歷了古元古代變質(zhì)事件，是一次規(guī)模較大的區(qū)域變質(zhì)作用，可能與大尺度地殼演化和板塊構(gòu)造密切相關(guān)[61]。

4.3.3三疊紀(jì)變質(zhì)事件（240～200 Ma）

實(shí)驗(yàn)測試出2顆年齡為203 Ma、211 Ma的變質(zhì)鋯石，時間上與華南與華北板塊碰撞拼合時限接近[2]。區(qū)域上，陳道公等[63]研究指出南大別新店榴輝巖發(fā)生變質(zhì)作用的時間在～220 Ma，薛懷民等[64]報道了北大別石竹河附近二長花崗片麻巖229 Ma的變質(zhì)年齡，指示大別地區(qū)普遍經(jīng)歷該期變質(zhì)事件。

4.3.4白堊紀(jì)變質(zhì)事件（140～120 Ma）

3件樣品中存在7顆140～120 Ma變質(zhì)鋯石，記錄了早白堊世的變質(zhì)事件。事實(shí)上，大別地區(qū)廣泛發(fā)育白堊紀(jì)的混合巖化作用，如陳道公等[65]在漫水河片麻巖中識別了～121 Ma的變質(zhì)深熔事件；鄧尚賢等[66]和Wang et al.[67]得到～131 Ma 的混合巖化片麻巖年齡；吳元保等[68] 發(fā)現(xiàn)大別地區(qū)經(jīng)歷了137 Ma 和124Ma的兩期混合巖化變質(zhì)事件。

綜上所述，大別地區(qū)在漫長的地質(zhì)演化過程中主要經(jīng)歷了4期構(gòu)造熱事件。另外，田洋等[12]在大別賈廟地區(qū)識別了1顆年齡為875 Ma的變質(zhì)鋯石，陡嶺雜巖亦記錄了837 Ma的變質(zhì)事件[69]，指示大別地區(qū)乃至整個揚(yáng)子北緣可能均經(jīng)歷了新元古代變質(zhì)事件。

4.4區(qū)域地殼生長

由于存在沉積再旋回與長距離搬運(yùn)的影響，河流碎屑鋯石能否用于反映采樣點(diǎn)所在構(gòu)造單元的地殼生長信息需要甄別。本文采集樣品的3條河流源頭均位于大別地區(qū)北部，未流經(jīng)其他地質(zhì)單元（圖1），鋯石年齡峰值對應(yīng)的巖漿巖在北大別地區(qū)均有出露，可作為直接物源（圖2）；另外，區(qū)域上除大別巖群存在體量極小的碎屑巖夾層外，出露均為巖漿巖，可基本排除沉積再旋回影響。因此，實(shí)驗(yàn)采集獲得的鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)可指示大別地區(qū)地殼形成與演化歷程。

大別地區(qū)河流碎屑鋯石Hf二階段模式年齡累積曲線可分為4.0～3.0 Ga、2.6～1.5 Ga和1.2～0.8 Ga三期明顯地殼生長階段和3.0～2.6 Ga、1.5～1.2 Ga兩期地殼生長平緩階段（圖8）。為避免測試數(shù)據(jù)量偏少可能引起的信息偏差，引入東大別地區(qū)發(fā)表的巖漿巖鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充（圖8），結(jié)果顯示大別地區(qū)主要經(jīng)歷4 期地殼生長：（1）地球形成初期約4.4～4.1 Ga地殼初始生長；（2）4.0～2.8 Ga地殼快速生長累積；（3）2.6～2.0 Ga地殼持續(xù)生長，注意到大別地區(qū)2.7～2.4 Ga的巖漿活動十分強(qiáng)烈，說明該時期地殼再造事件也十分普遍；（4）小于2.0 Ga 地殼緩慢生長。另外，區(qū)域上出露的120 Ma的基性巖[70]指示了白堊紀(jì)的地殼生長事件。

4.5對揚(yáng)子克拉通早前寒武紀(jì)地殼演化的啟示

早前寒武紀(jì)（gt;2.0Ga）時期，黃陵地區(qū)經(jīng)歷了3.30～3.00 Ga、3.00～2.90 Ga和2.75～2.60 Ga三期主要巖漿事件[71?73]，3.00～2.87 Ga、2.70～2.47 Ga兩期變質(zhì)事件[74?78]以及3.60～3.00 Ga、3.00～2.90 Ga、2.75～2.70 Ga 三期主要地殼生長事件[11，79?81]。前文所述，大別地區(qū)早前寒武紀(jì)主要經(jīng)歷4.0～3.0 Ga、2.9～2.4 Ga的巖漿事件，～2.5 Ga的變質(zhì)事件與4.0～2.8 Ga、2.6～2.0 Ga兩期主要地殼生長階段。顯然，早前寒武紀(jì)時期大別與黃陵地區(qū)經(jīng)歷了不同的巖漿、構(gòu)造熱與地殼生長歷程，兩者更有可能是獨(dú)立演化的微陸塊。然而，兩者均經(jīng)歷了～2.0 Ga的變質(zhì)事件。事實(shí)上，該期變質(zhì)事件廣泛記錄于揚(yáng)子西南緣與北緣，如Phan Si Pan[82?83]、撮科[84?85]、陡嶺[69，86]、肥東[87?88]等。再者，黃陵地區(qū)發(fā)育～2.15 Ga的蛇綠混雜巖[89?90]和2.05～2.03 Ga島弧相關(guān)的富Nb鎂鐵質(zhì)巖石[91?92]。據(jù)此，推測大別和黃陵微陸塊可能在～2.0 Ga發(fā)生了碰撞拼合，是Columbia超大陸聚合的響應(yīng)。

5結(jié)論

（1） 大別地區(qū)的巖漿活動主要可以分為以下9個階段：冥古宙初始巖漿活動，4.00～3.00 Ga持續(xù)巖漿活動；3.00～2.90 Ga巖漿活動平靜期；2.90～2.40 Ga巖漿活動強(qiáng)烈爆發(fā)期；2.40～2.10 Ga巖漿活動平靜期；2.10～1.80 Ga的爆發(fā)期；1.80～0.90 Ga，除見1.37 Ga巖漿活動外，未見明顯巖漿活動；0.90～0.70 Ga強(qiáng)烈的巖漿活動；0.70～0.14 Ga巖漿寂靜期；0.14～0.12 Ga強(qiáng)烈?guī)r漿活動期。

（2） 大別地區(qū)主要經(jīng)歷4期變質(zhì)事件：新太古代變質(zhì)事件（～2.50 Ga）、古元古代變質(zhì)事件（～2.00 Ga）、三疊紀(jì)變質(zhì)事件（0.24～0.20 Ga）與白堊紀(jì)變質(zhì)事件（0.14～0.12 Ga）。

（3） 大別地區(qū)主要經(jīng)歷4期地殼生長階段：地球形成初期約4.4～4.1 Ga地殼初始生長、4.0～2.8 Ga地殼快速生長累積、2.6～2.0 Ga持續(xù)生長與2.0 Ga以來地殼緩慢生長。

（4） 大別地區(qū)早前寒武紀(jì)巖漿—變質(zhì)—地殼生長事件與黃陵地區(qū)存在明顯差異，但均經(jīng)歷了2.0 Ga變質(zhì)事件，表明大別和黃陵在～2.0 Ga之前更可能是獨(dú)立的微陸塊，在～2.0 Ga Columbia超大陸聚合的背景下拼合在一起。

致謝 中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心魏運(yùn)許、彭練紅教授級高級工程師在區(qū)域背景方面提供了幫助，兩位審稿專家和編輯老師在審稿過程中提出了寶貴的修改意見，在此一并表示感謝。涉及的鋯石U?Pb 定年分析數(shù)據(jù)（附表1） 可在期刊官網(wǎng)或國家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心下載。