湘東北瀏陽文家市地區新元古代混雜巖形成時代的厘定

龍文國，金 巍，王 晶，柯賢忠，田 洋，譚滿堂

（中國地質調查局武漢地質調查中心(中南地質科技創新中心)，武漢 430205）

1 研究目的

揚子陸塊東南緣發育新元古代造山帶[1-13],謂之“江南造山帶”[10,14]。江南造山帶構造演化過程與特征，是揚子陸塊東南緣新元古代地質演化長期存在爭議的關鍵地質問題。通過對湘東北瀏陽文家市地區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測年結果約束混雜巖的形成時代，對江南造山帶中段構造屬性的認識及大地構造格局的劃分提供了新的依據。

2 研究方法

通過野外地質填圖及剖面測制等工作，對原蒼溪巖群重新厘定為混雜巖，將混雜巖的物質組成劃分為基質與巖塊，對基質與巖塊形成的構造背景進行了研究，并開展了地球化學分析和鋯石U-Pb年代學研究。研究樣品取自湘東北瀏陽文家市地區（圖1）混雜巖中的基質及巖塊，基質原巖為含凝灰質砂巖(樣號1228-3)，基性巖巖塊(樣號1228-1)的原巖為輝長巖或輝綠巖，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，在北京鋯年領航科技有限公司對鋯石顆粒進行了陰極發光照相，鋯石U-Pb同位素定年在西北大學大陸動力學國家重點實驗室利用LA-ICP-MS測試完成。

圖1 文家市地區地質簡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 結果

通過野外地質調查及室內綜合研究，發現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歷了綠片巖相-低角閃巖相變質。原蒼溪巖群的大部分實為一套增生雜巖，其基質為變沉積巖類，原巖主要巖性為細砂巖、粉砂巖、泥巖類，砂巖中常含數量不等的細火山物質(主為凝灰質)，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為斜長角閃巖，亦多以巖塊產出。

對基質(1228-3，變質含凝灰質砂巖)中的88顆鋯石進行了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，顏色為淺棕到無色，以淺棕色為主．鋯石多呈短柱狀，發育較為規律的振蕩環帶結構，Th/U比值變化較大，多介于0.2～0.8，指示其為巖漿成因。年齡相對較小的鋯石形成了一組主峰，其中35個年齡較小的分析點年齡介于820～892 Ma之間，給出的206Pb/238U均值年齡為859±5 Ma（圖2），另外 測 點 在950-1050 Ma、1200 Ma、1450 Ma、1650-1950 Ma間形成了小的峰值。859 Ma可代表變質含凝灰質砂巖原巖形成的最大年齡，即原巖沉積時代小于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)

對巖塊(1228-1，變輝長巖)中的10顆鋯石進行了ICP-MS激光U-Pb定年，分析數據列于表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，顏色為淺棕到無色，以淺棕色為主．鋯石多呈短柱狀，發育較為規律的振蕩環帶結構，結合其較高的Th/U比值（0.42～1.11），指示其為巖漿成因。其中5個分析點的年齡為822±8 ～857±11 Ma，給出的206Pb/238U均值年齡為846±19 Ma(MSWD＝2.8），代表了變輝長巖的形成年齡，如剔除最小年齡822±8 Ma,其余4 個分析點給出的206Pb/238U年齡加權平均值為853±9 Ma(圖略)，與1228-3樣品年齡值在誤差范圍內一致。樣品中其余4個較老年齡分別為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 湖南瀏陽文家市地區混雜巖中基質與巖塊的鋯石U-Pb 年齡數據( 僅示44 個分析數據)Table 1 U-Th-Pb isotope analyses for zircons from accretionary complex of the Wenjiashi area

續表1

4 結論

在湘東北瀏陽文家市地區原蒼溪巖群中厘定出一套增生混雜巖，其基質為變質沉積巖類，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，基質原巖的形成時代小于859 Ma，巖塊原巖形成時代多與基質原巖形成時代相同,部分基性巖巖塊原巖形成時代稍晚于基質原巖的形成時代。

新元古代時期，揚子陸塊與華夏陸塊之間的古華南洋北向俯沖，瀏陽文家市地區經歷了碰撞造山的全過程，形成了文家市地區的混雜巖，構成了江南造山帶的重要組成部分。江南造山帶中段形成過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（包括寧鄉滄水鋪地區相應的火山巖）。與俯沖有關的混雜巖形成時代為新元古代，混雜巖中基質及巖塊的形成時代代表混雜巖形成時代的最大年齡(859 -846 Ma)，后碰撞結束時間（805 Ma）可代表混雜巖形成時代的最小年齡。

在成文過程中得到了中國地質調查局武漢地質調查中心牛志軍、徐德明兩位研究員的指導與幫助，在此表深表謝意!