趙希林，姜 楊，邢光福，于勝堯，彭銀彪，黃文成，王存智，靳國(guó)棟

1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，南京 210016 2.海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院, 山東 青島 266100

0 引言

華南板塊由揚(yáng)子地塊和華夏地塊沿江山—紹興斷裂帶發(fā)生拼合[1-4]，但關(guān)于華夏與揚(yáng)子兩大地塊碰撞拼合的時(shí)限與方式長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議，嚴(yán)重制約了對(duì)華南構(gòu)造演化的認(rèn)識(shí)。主流觀點(diǎn)有兩種：發(fā)生于0.82～1.00 Ga[1, 4-14]；碰撞發(fā)生在820 Ma甚至更晚[15-18]。目前來(lái)看，只有少數(shù)學(xué)者認(rèn)同華夏與揚(yáng)子地塊沿江山—紹興斷裂帶在加里東期完成最終拼合的觀點(diǎn)[19-25]。

最近，董學(xué)發(fā)等[23]提出浙江龍泉一帶構(gòu)造混雜巖的形成與古大洋地殼的俯沖、消減有關(guān)；彭松柏等[24-25]認(rèn)為揚(yáng)子地塊與華夏地塊之間存在早古生代洋盆并發(fā)生俯沖-增生碰撞造山作用。為了理清華夏與揚(yáng)子兩大地塊碰撞拼合的時(shí)限，深化對(duì)華南前泥盆紀(jì)大地構(gòu)造格架及演化的認(rèn)識(shí)，本文對(duì)出露于浙江省諸暨地區(qū)的原“陳蔡巖群”進(jìn)行了露頭尺度的解剖，并對(duì)該區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖、(含榴)黑云斜長(zhǎng)片麻巖、變砂巖、變基性巖等進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)測(cè)試，并結(jié)合地球化學(xué)研究，討論了“陳蔡巖群”的構(gòu)造屬性及其對(duì)揚(yáng)子與華夏兩大地塊碰撞拼貼的指示意義。

1 “陳蔡俯沖增生雜巖”地質(zhì)概況

“陳蔡俯沖增生雜巖”原稱“陳蔡巖群”，主要分布在浙江省諸暨境內(nèi)，另外在新昌—嵊州一帶也有零星出露。區(qū)域上由于白堊紀(jì)火山巖發(fā)育，加之后期斷裂的嚴(yán)重破壞，陳蔡俯沖增生雜巖多以小的斷塊或構(gòu)造窗的形式整體呈NE向斷塊狀展布(圖1)，前人將陳蔡俯沖增生雜巖自下而上劃為搗臼灣組、下河圖組、下吳宅組和徐岸組4個(gè)組[26]，主要巖石類型有含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖、片巖及變長(zhǎng)石石英砂巖等。陳蔡俯沖增生雜巖經(jīng)受了多期變形變質(zhì)改造，巖石局部具有較強(qiáng)的混合巖化，說(shuō)明其原始固有的地層特征已經(jīng)發(fā)生了明顯改變。

據(jù)文獻(xiàn)[22]修編。圖1 浙江省諸暨地區(qū)陳蔡俯沖增生雜巖分布圖Fig.1 Simplified geological map of the Chencai subduction-accretionary in Zhuji, Zhejiang Province

2 “陳蔡俯沖增生雜巖”中的洋島海山組合

2.1 巖石學(xué)特征

該套巖石組合主要出露于諸暨市陳蔡鎮(zhèn)下河圖村一帶，呈NE向條帶狀展布(圖2)。斜長(zhǎng)角閃巖呈黑綠色，似層狀與大理巖共生，偶見呈團(tuán)塊狀?yuàn)A于大理巖中，可見少量淺色長(zhǎng)英質(zhì)脈體，應(yīng)為變質(zhì)作用過(guò)程中出溶作用產(chǎn)物[23], 并見后期花崗質(zhì)脈體侵入；大理巖多為白色，含少量透輝石等暗色礦物及結(jié)晶非常粗大(一般粒徑>2 cm)的方解石脈體?？梢姾笃诘幕詭r脈侵入該變質(zhì)巖組合中。

斜長(zhǎng)角閃巖黑綠色，細(xì)粒塊狀。鏡下呈不等粒、粒狀變晶結(jié)構(gòu)，弱片麻狀構(gòu)造。主要礦物共生組合為斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)約30%)、角閃石(體積分?jǐn)?shù)約70%)(圖3a)，部分樣品中可見少量的黑云母(體積分?jǐn)?shù)不到1%，略有綠泥石化)。斜長(zhǎng)石和角閃石多為半自形，粒徑一般都小于0.5 mm，部分粒徑可達(dá)1 mm；角閃石單偏光下呈黃綠色-綠色多色性，正中突起，部分樣品中可見一定程度的定向排列，另可見少量不透明礦物，可能為變質(zhì)作用過(guò)程中析出的鐵質(zhì)質(zhì)點(diǎn)。

大理巖呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物為方解石，礦物顆粒較大，一般都大于0.5 mm。大部分樣品中還有細(xì)小的石英顆粒，并充填于方解石粒間；零星可見透輝石(圖3b)。

圖2 下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖組合Fig.2 A combination of amphibolite and marble in Xiahetu Village

Hb.角閃石；Pl.斜長(zhǎng)石；Di.透輝石；Qtz.石英；Cal.方解石。圖3 下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖(a)和大理巖(b)的顯微結(jié)構(gòu)特征Fig.3 Microstructure of the amphibolite (a) and the marble (b) in Xiahetu Village

2.2 地質(zhì)年代學(xué)特征

前人對(duì)該套巖石(特別是斜長(zhǎng)角閃巖)做過(guò)較多的年代學(xué)研究工作，如：王存智等[22]利用ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)得斜長(zhǎng)角閃巖變質(zhì)年齡為(420.6±1.8) Ma；Zhao等[27]利用ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)得陳蔡斜長(zhǎng)角閃巖變質(zhì)年齡為(435±3)、(436±3)、(445±4) Ma。但斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖的成巖年齡尚未獲得可靠的數(shù)據(jù)，本研究通過(guò)高精度的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)試工作，獲得了灰?guī)r(大理巖)中碎屑鋯石的最小年齡為(479.2±9.5) Ma，變質(zhì)時(shí)代為(424.7±2.9) Ma，其成巖時(shí)代應(yīng)介于二者之間；同時(shí)，獲得斜長(zhǎng)角閃巖中最小的巖漿鋯石年齡為(507.7±7.8) Ma，其成巖年齡應(yīng)為507.7～445.0 Ma。綜合考慮，斜長(zhǎng)角閃巖及大理巖原巖的成巖時(shí)代可能為479～445 Ma。

2.3 地球化學(xué)特征及其原巖

下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖稀土元素和微量元素特征均都表現(xiàn)出類似于OIB(洋島玄武巖)的不相容元素配分型式(圖4)，反映源區(qū)特征的Nb/La平均值為1.18，Th/Ta平均值為1.41，與典型OIB的Nb/La、Th/Ta值相近[28]。在Ta/Yb-Nb/Yb[29]和Nb/Yb-La/Yb[30]圖解(圖5a，b)中，下河圖樣品具有類似于OIB特征；在w(V)-w(Ti)/1 000和La/Nb-w(La)圖解(圖5c，d)中，具有與板內(nèi)玄武巖和洋島玄武巖相似的特征，表明斜長(zhǎng)角閃巖的原巖可能形成于與洋島海山有關(guān)的環(huán)境。

數(shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)[22]。球粒隕石、原始地幔、OIB的值據(jù)文獻(xiàn)[28]。圖4 下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(a)和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b)Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution pattern (a) and primitive-normalized trace element distribution pattern (b) of amphibolites in Xiahetu Village

下河圖村大理巖的δ13CPDB值為-1.861‰～2.066‰，δ18OSMOW基本大于15‰，暗示其原巖可能為海相碳酸鹽，并有較明顯的δ18O降低現(xiàn)象[33]。同時(shí)，下河圖村大理巖不同于陸相沉積低w(Sr)(<90×10-6)和Sr/Ba值(<0.2)，而相對(duì)高w(V)(>110×10-6)和w(Ga)(>18×10-6)的特征，指示了海相沉積環(huán)境[34]，與文獻(xiàn)[35]的結(jié)論一致。在δ13CPDB-δ18OSMOW碳氧同位素示蹤圖解(圖6)中，基本投在海相碳酸鹽巖區(qū)域并沿受碳酸鹽溶解作用影響趨勢(shì)線分布，推測(cè)其為海相碳酸鹽巖，其δ18O值較低，可能是受到了變質(zhì)作用過(guò)程中去氣作用的影響。

因此，下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖與大理巖的原巖與古洋島海山組合的巖石組合相似，其原巖應(yīng)形成于洋島海山構(gòu)造環(huán)境。

3 陳蔡俯沖增生雜巖中的原地巖塊

3.1 巖石學(xué)特征

該套巖石主要出露于諸暨市璜山鎮(zhèn)萃溪村及東和鄉(xiāng)下步溪村，其主體為厚層變砂巖、透鏡狀/團(tuán)塊狀斜長(zhǎng)角閃巖(圖7a)，另可見少量后期的花崗巖侵入(圖7b)。

變砂巖主要呈灰白色，中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。根據(jù)不同部位長(zhǎng)石含量不同，可細(xì)分為變長(zhǎng)石石英砂巖、變石英砂巖，在經(jīng)過(guò)一定程度的構(gòu)造置換和構(gòu)造變形、變質(zhì)后，表現(xiàn)為“整體近似無(wú)序，而局部有序”。高大村變長(zhǎng)石石英砂巖中的石英和長(zhǎng)石均沿片理方向強(qiáng)烈的定向拉長(zhǎng)，石英條帶和長(zhǎng)石條帶常?！盎印碑a(chǎn)出，非常容易被誤認(rèn)為是殘留的原生層理，其實(shí)則為片理(圖7c)；石英的亞顆?；容^明顯，彼此之間多呈縫合線狀接觸，發(fā)育波狀消光；長(zhǎng)石多有泥化和絹云母化；二者常常呈一定程度的定向排列(圖8a)。

斜長(zhǎng)角閃巖呈黑綠色，細(xì)粒塊狀。鏡下呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)，礦物粒徑一般都為0.5 mm左右，略具定向排列(圖8b)。主要礦物共生組合為斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為35%～40%)和角閃石(體積分?jǐn)?shù)為50%～60%)，另含少量綠簾石(體積分?jǐn)?shù)為2%～5%)及石英(體積分?jǐn)?shù)為<2%)、黑云母等；副礦物有榍石、磷灰石、鋯石及金屬礦物等，偶見鐵質(zhì)析出，并可見后期方解石細(xì)脈。后期有長(zhǎng)英質(zhì)脈體侵入，部分樣品表現(xiàn)出明顯的硅化和碳酸巖化。

a.地幔演化區(qū)范圍據(jù)文獻(xiàn)[29]；b.地幔演化區(qū)范圍據(jù)文獻(xiàn)[30]，不同類型大洋玄武巖標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)文獻(xiàn) [28]；c.底圖據(jù)文獻(xiàn)[31]；d.底圖據(jù)文獻(xiàn)[32]。N-MORB. 正常洋中脊玄武巖；E-MORB. 富集洋中脊玄武巖；OIB.洋島玄武巖；MORB.洋中脊玄武巖；IAT. 島弧拉斑玄武巖；BAT. 弧后盆地拉斑玄武巖；WPB. 板內(nèi)玄武巖；IAB. 島弧玄武巖。圖5 下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖的Ta/Yb-Nb/Yb圖解(a)，Nb/Yb-La/Yb圖解(b)，w(V)-w(Ti)/1 000圖解(c)和La/Nb-w(La)圖解(d)Fig.5 Ta/Yb-Nb/Yb (a), Nb/Yb -La/Yb (b), w(V)-w(Ti)/1 000(c)and La/Nb-w(La) (d) diagram of the amphibolites in Xiahetu Village

底圖據(jù)文獻(xiàn)[36]。圖6 下河圖村大理巖C-O同位素示蹤圖Fig.6 C-O isotopic diagram of the marble in Xiahetu Village

a.變砂巖，夾雜數(shù)層呈透鏡狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出的斜長(zhǎng)角閃巖; b. 后期侵入于斜長(zhǎng)角閃巖中的花崗巖；c. 高大村片理化的變砂巖類。圖7 下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖與變砂巖野外照片F(xiàn)ig.7 Outcrops of the amphibolites and the metamorphic sandstone in Xiabuxi Village

a. 變長(zhǎng)石石英砂巖；b. 斜長(zhǎng)角閃巖。圖8 下步溪村變長(zhǎng)石石英砂巖和斜長(zhǎng)角閃巖鏡下特征Fig.8 Microphotographs of the metamorphic sandstone and the amphibolites in Xiabuxi Village

3.2 地質(zhì)年代學(xué)特征

關(guān)于該套巖石前人所做研究工作較少。本次研究對(duì)出露于萃溪村和下步溪村的變長(zhǎng)石石英砂巖和斜長(zhǎng)角閃巖進(jìn)行了ICP-MS鋯石U-Pb研究。

變砂巖下步溪村變長(zhǎng)石石英砂巖樣品碎屑鋯石具有連續(xù)的自新太古代到古元古代的碎屑鋯石年齡，其207Pb/206U年齡為1 530～3 620 Ma，諧和線的上下交點(diǎn)分別為(1 705±120)和(3 314±150) Ma。而在碎屑鋯石的年齡頻率直方圖上，顯示存在2 021～2 105 Ma和2 450 Ma兩個(gè)主峰以及2 289 Ma的次級(jí)峰。萃溪地區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖樣品95個(gè)測(cè)點(diǎn)的207Pb/206U年齡為1 710～2 932 Ma，且存在1 863和2 464 Ma的主峰，2 308和2 666 Ma的次級(jí)峰。根據(jù)二者的碎屑鋯石年齡譜推測(cè)，二者可能均為古-中元古代之交沉積的地層。

斜長(zhǎng)角閃巖下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖38個(gè)鋯石分析點(diǎn)206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(424.6±2.0) Ma(MSWD=0.05，n=38)；而萃溪斜長(zhǎng)角閃巖29個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(438.0±2.5) Ma(MSWD=2.3，n=29)，代表了二者的變質(zhì)年齡。該變質(zhì)年齡與下河圖村斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖的變質(zhì)年齡基本一致，推測(cè)為同期變質(zhì)作用的產(chǎn)物。

3.3 地球化學(xué)特征及其原巖

斜長(zhǎng)角閃巖下步溪村和萃溪村斜長(zhǎng)角閃巖原巖為拉斑玄武質(zhì)巖(圖略)。其稀土元素特征與典型的OIB[28]相類似(圖9a)，而Nb元素豐度變化較大((1.38～85.30)×10-6)(圖9b)，部分樣品原巖屬于富Nb玄武巖(w(Nb) >7×10-6)[37-40]；在微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖中可見明顯兩種不同類型的樣品：一種是明顯的Nb、Ta正異常特征(圖9b)，另一種是明顯的Nb、Ta虧損特征(圖9b)；Eu (δEu=0.80～1.18)和Ce (δCe=0.93～1.02)元素?zé)o很明顯異常。

依據(jù)地球化學(xué)元素特征，結(jié)合稀土元素配分曲線及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解，可以將下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖分為3類。

第一類明顯富集Nb元素(9.82×10-6～85.3×10-6)，稀土元素配分曲線呈明顯輕稀土富集，類似OIB的配分曲線；微量元素蛛網(wǎng)圖上可見明顯的Nb、Ta正異常，顯示類似于OIB的特征[41]，在Th/Yb-Ta/Yb中主要投影于OIB區(qū)域(圖10a)，在w(TiO2) -w(Zr)圖解中主要落入板內(nèi)玄武巖區(qū)(圖10b)；其La/Ce值為0.39～0.50，大于原始地幔巖的值(0.387)[42]，顯示其應(yīng)來(lái)自富集的地幔源區(qū)[42]。

球粒隕石和原始地幔的數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn) [37]；OIB的數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn) [28]。圖9 下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.9 Chondrite-normalized REE distribution pattern (a) and primitive-normalized trace element distribution pattern (b) of the amphibolites in Xiahetu Country

a底圖據(jù)文獻(xiàn)[42]；b底圖據(jù)文獻(xiàn)[43]。DM. 虧損地幔。圖10 下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖Th/Yb- Ta/Yb圖解(a)和w(TiO2)-w(Zr)圖解(b)Fig.10 Th /Yb- Ta/Yb(a)and w(TiO2)-w(Zr)(b)diagram of the amphibolites in Xiahetu Country

在La/Nb-w(La)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖11a)中，該類斜長(zhǎng)角閃巖全部落入洋島玄武巖(OIB)區(qū)；在Zr/Y-w(Zr)圖解和2Nb-Zr/4-Y圖解 (圖11b, 12a)中，全部落入板內(nèi)堿性玄武巖和板內(nèi)拉斑玄武巖區(qū)內(nèi)；結(jié)合其微量元素分布特征，推測(cè)該類斜長(zhǎng)角閃巖的原巖是洋島玄武巖(OIB)，原巖可能形成于與洋島海山有關(guān)的環(huán)境。巖漿來(lái)自具有OIB特征的富集地幔源區(qū)，Nb的富集可能與熔融程度很低的熔體交代作用有關(guān)[44]。

第二類同樣富集Nb元素(4.79×10-6～12.40×10-6)和 TiO2(0.76%～2.62%)，微量元素蛛網(wǎng)圖(圖9b)中高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta明顯虧損，Hf、Zr、Ti弱虧損，而大離子親石元素Sr富集，類似于消減帶島弧玄武巖(IAB)的特征[48]，是受來(lái)源于俯沖板片的富LILE和LREE流體交代過(guò)的地幔楔橄欖巖的部分熔融所形成的[49]。第一類與第二類斜長(zhǎng)角閃巖均是富Nb的玄武巖，這與Nb-Nb/U圖解[38](圖略)判別的結(jié)果相符。

個(gè)別樣品(201-5-1)的w(MgO)較高(8.05%)，Mg#值為58.97，表明該類斜長(zhǎng)角閃巖巖漿的Nb、Ta虧損不可能是因板內(nèi)巖漿受地殼混染所致，可能與俯沖板片部分熔融之后與上覆地幔橄欖巖反應(yīng)有關(guān)[50-53]。在La/Nb-w(La)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖11a)中，全部落入島弧玄武巖(IAB)區(qū)；在Ti/100-Zr-3Y圖解(圖12b)中，大部分樣品落入島弧玄武巖、鈣堿性玄武巖及板內(nèi)玄武巖區(qū)內(nèi)；在Ti/100-Zr-Sr/2圖解(圖12c)中，大部分樣品落入洋中脊玄武巖和鈣堿性玄武巖區(qū)內(nèi)；而在Hf/3-Th-Ta圖解(圖12d)中，大部分樣品落在島弧拉斑玄武巖區(qū)內(nèi)。推斷第二類斜長(zhǎng)角閃巖原巖為島弧玄武巖。

目前對(duì)于富Nb玄武巖成因仍存在爭(zhēng)議，主流觀點(diǎn)有兩種：地幔楔橄欖巖被派生于消減大洋巖石圈的熔體(被稱作埃達(dá)克熔體)交代，導(dǎo)致形成富集HFSE的富Nb島弧玄武巖[37-40]；島弧之下的地幔是一種“大理石花紋狀”或“脈紋狀”地幔，在這種地幔中，“似OIB”富集組分以各種大小嵌布于“似MORB”虧損基質(zhì)之中。上述兩種幔源組分間不同程度的混合，產(chǎn)生了富Nb島弧玄武巖中Nb和其他HFSE富集程度的變化[54]。相比而言，第二種成因模式的巖石地球化學(xué)證據(jù)更為充分[44]。因此，該類富Nb斜長(zhǎng)角閃巖的形成很可能與本區(qū)早古生代俯沖事件有關(guān)。

第三類斜長(zhǎng)角閃巖高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta明顯虧損，Hf、Zr、Ti弱虧損，大離子親石元素Sr富集，地球化學(xué)特征類似于第二類斜長(zhǎng)角閃巖，但是w(Nb)較低((1.38～4.37)×10-6)，指示其原巖為島弧玄武巖，產(chǎn)生于與俯沖消減作用有關(guān)的巖漿活動(dòng)。通常情況下，與消減作用有關(guān)的玄武質(zhì)巖石虧損Ta、富集Th，Th/Ta值多在4以上，而產(chǎn)生于島弧環(huán)境的玄武巖比值通常大于3[55-56]，下步溪村第二類和第三類斜長(zhǎng)角閃巖的Th/Ta平均值為4.65；在w(TiO2) -w(Zr)圖解(圖10b)上，該類玄武巖全部落入火山弧玄武巖區(qū)內(nèi)，在Zr/Y-w(Zr)圖解(圖11b)中，落入島弧拉斑玄武巖和板內(nèi)玄武巖區(qū)域；La/Nb-w(La) 構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖11a)中，第二類和第三類斜長(zhǎng)角閃巖大部分落在島弧玄武巖區(qū)內(nèi)；在 Ti/100-Zr-3Y圖解和Ti/100-Zr-Sr/2圖解中大部分落入島弧玄武巖和島弧拉斑玄武巖區(qū)內(nèi)(圖12b，c)；而在Hf/3-Th-Ta圖解中樣品大部分落入島弧拉斑玄武巖區(qū)內(nèi)(圖12d)。因此，該類斜長(zhǎng)角閃巖的原巖可能為島弧拉斑玄武巖，形成于消減帶的島弧環(huán)境。

a底圖據(jù)文獻(xiàn)[45]；b底圖據(jù)文獻(xiàn)[46]。圖11 下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖La/Nb-w(La)(a)和Zr/Y-w(Zr)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(b)Fig.11 La/Nb-w(La) (a) and Zr/Y-w(Zr) (b) diagram of the amphibolites in Xiabuxi Village

a. 2Nb-Zr/4-Y圖解，底圖據(jù)文獻(xiàn)[45]; b. Ti/100-Zr-3Y圖解，底圖據(jù)文獻(xiàn)[46]；c. Ti/100-Zr-Sr/2圖解，底圖據(jù)文獻(xiàn)[46]；d. Hf/3-Th-Ta圖解，底圖據(jù)文獻(xiàn)[47]。圖a：AI.板內(nèi)堿性玄武巖；AII.板內(nèi)堿性玄武巖和板內(nèi)拉斑玄武巖；B.大洋中脊、島弧玄武巖及鈣堿性玄武巖；C.板內(nèi)玄武巖和火山弧玄武巖；D.N-MORB玄武巖。圖b：A.島弧拉斑玄武巖；B.大洋中脊、島弧玄武巖及鈣堿性玄武巖；C.鈣堿性玄武巖；D.板內(nèi)玄武巖。圖c：A.島弧拉斑玄武巖; B.鈣堿性玄武巖; C.洋中脊玄武巖。圖d：A.N-MORB玄武巖; B.火山弧玄武巖; C.板內(nèi)堿性玄武巖; D.島弧拉斑玄武巖。圖12 下步溪村斜長(zhǎng)角閃巖構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.12 Trace elements tectonic discriminating diagram of the amphibolites in Xiabuxi Village

變長(zhǎng)石石英砂巖下步溪村變長(zhǎng)石石英砂巖未經(jīng)歷后期流體作用的影響，其地球化學(xué)特征能夠用來(lái)判別構(gòu)造屬性[57]。根據(jù)Bhatia[57]提出的常量元素、微量元素構(gòu)造背景判別圖(圖13a、b)，研究區(qū)樣品大多落入或者靠近活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域；在SiO2、CaO、MgO、FeOT、K2O、MnO、A12O3、Na2O和TiO2相關(guān)的F1-F2[58]雙變量物源構(gòu)造環(huán)境圖解(圖13c)中，所有變砂巖樣品基本靠近活動(dòng)大陸邊緣或者大陸島弧的環(huán)境，顯示總體上該區(qū)的變砂巖主要來(lái)自活動(dòng)大陸邊緣背景下的產(chǎn)物。

底圖據(jù)文獻(xiàn)[57-58]。圖13 下步溪村變長(zhǎng)石石英砂巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解 Fig.13 Tectonic discriminating diagrams of the metamorphic sandstone in Xiabuxi Village

4 “陳蔡俯沖增生雜巖”中的基質(zhì)

陳蔡俯沖增生雜巖的基質(zhì)可能為片麻巖或者片巖類(圖14a)。

4.1 巖石學(xué)特征

片麻巖的主要礦物共生組合為黑云母+石榴子石+石英+斜長(zhǎng)石±矽線石±鉀長(zhǎng)石±白云母。黑云母和矽線石交織共生，沿片麻理彎曲延伸，黑云母中可見有矽線石的雛晶晶出(圖14b)。白云母的產(chǎn)出狀態(tài)有兩種: 一種是與黑云母共生(可能是黑云母析出鐵質(zhì)質(zhì)點(diǎn)而成)；另一種與斜長(zhǎng)石共生，從斜長(zhǎng)石內(nèi)部或邊部產(chǎn)出(可能是長(zhǎng)石蝕變的結(jié)果)。長(zhǎng)英質(zhì)礦物發(fā)生部分熔融而呈文象結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于野外露頭所見之片麻巖的深熔現(xiàn)象。石榴子石多含長(zhǎng)英質(zhì)礦物和黑云母包裹體而呈篩狀結(jié)構(gòu)，代表了早期進(jìn)變質(zhì)作用階段的礦物共生組合(圖14c)；部分石榴子石呈明顯的核邊結(jié)構(gòu)，核部含較多包裹體，而邊部較為干凈，反映石榴子石經(jīng)歷了二期生長(zhǎng)階段；另外，部分樣品中可見明顯的石榴子石發(fā)生熔蝕或退變成黑云母+斜長(zhǎng)石的組合，但保留了石榴子石的假象或有少量石榴子石殘留(圖14d)。

4.2 地質(zhì)年代學(xué)特征

前人對(duì)該地區(qū)片麻巖類進(jìn)行了許多地質(zhì)年代學(xué)測(cè)試工作，并取得了較多可供參考的數(shù)據(jù)。其中，片麻巖變質(zhì)時(shí)代為加里東期已經(jīng)形成共識(shí)，如Li等[3]和高林志等[59]利用鋯石SHRIMP U-Pb法分別測(cè)得石榴片麻巖變質(zhì)年齡為(447±7) Ma和431 Ma；胡艷華等[60]利用ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)得片麻巖變質(zhì)年齡為(435±4) Ma。但該套片麻巖的成巖年齡尚未獲得可靠的數(shù)據(jù)，本研究利用ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)得片麻巖中巖漿鋯石年齡為(598±7) ～(1 469±16) Ma(多數(shù)為780～840 Ma)，反映其物源主要來(lái)自于新元古代；其變質(zhì)年齡為(441±3) Ma(MSWD=0.35，n=8)，因此，該套巖石的成巖年齡應(yīng)為598～441 Ma。

4.3 地球化學(xué)特征及其原巖

在Simonen[61]提出的 (al+fm)-(c+alk) -Si判別圖解(圖15a)中，所有的樣品均落入砂質(zhì)沉積巖和泥質(zhì)沉積巖的分界線附近，暗示其原巖主要為砂泥質(zhì)沉積巖。

在La/Th-w(Hf)判別圖解(圖15b)中，樣品基本落在長(zhǎng)英質(zhì)源區(qū)的右側(cè)，沿“增加古老沉積物成分”趨勢(shì)線分布，暗示其原巖主要仍是砂泥質(zhì)沉積巖，且有大量古老沉積物的加入。全巖地球化學(xué)分析表明，樣品具有島弧巖漿巖的地球化學(xué)特征，在Th-Co-Zr/10判別圖解(圖15c)中，多數(shù)落入大陸島弧區(qū)域，暗示其可能是形成于活動(dòng)大陸邊緣或大陸島弧環(huán)境的沉積巖，主要碎屑物質(zhì)來(lái)源于周圍的火山弧。

a. 片麻巖，深熔和塑性流動(dòng)特征明顯; b. 片麻巖中黑云母和矽線石交織共生；c. 石榴子石核部包裹長(zhǎng)英質(zhì)礦物和黑云母等而呈篩狀結(jié)構(gòu)，代表了早期進(jìn)變質(zhì)作用階段的礦物共生組合；d. 石榴子石在退變質(zhì)作用過(guò)程中發(fā)生熔融分解，形成黑云母+斜長(zhǎng)石的集合體。圖14 諸暨地區(qū)陳蔡含石榴石黑云斜長(zhǎng)片麻巖露頭及鏡下特征Fig.14 Outcrops and microphotographs of the garnet-bearing biotite plagiogneiss in Chencai area Zhuji

底圖據(jù)文獻(xiàn)[61]。al、fm、c、alk 和 Si 均為尼格里值。圖15 陳蔡片麻巖 (al+fm)-(c+alk)-Si判別圖解(a)、La/Th- w(Hf)判別圖解(b)和Th-Co-Zr/10判別圖解(c)Fig.15 The(al+fm)-(c+alk)-Si(a), La/Th -w(Hf)(b)and Th-Co-Zr/10(c)diagrams of gneiss in Chencai area

綜上所述，片麻巖、片巖的原巖主體為形成于活動(dòng)大陸邊緣或島弧環(huán)境的砂泥質(zhì)沉積巖類，并有古老碎屑物質(zhì)的加入；碎屑鋯石年齡表明片麻巖原巖的主要物源供給者為新元古代的地質(zhì)體；最年輕的碎屑鋯石時(shí)代為598 Ma，暗示其成巖時(shí)代在早古生代，經(jīng)歷了加里東期(447～435 Ma)變質(zhì)作用。

5 地質(zhì)意義

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者對(duì)陳蔡巖群開展了一系列的研究工作，并取得了一系列豐碩的成果[33, 62-69]。本次研究在諸暨一帶的原“陳蔡巖群”新識(shí)別出代表洋島海山系統(tǒng)的大理巖、斜長(zhǎng)角閃巖組合，獲得其成巖年齡分別為479.2～424.7 Ma和507.7～420.6 Ma；劃分了3種不同構(gòu)造環(huán)境的斜長(zhǎng)角閃巖類巖塊，其原巖分別為形成于消減帶島弧環(huán)境的島弧拉斑玄武巖、形成于俯沖環(huán)境下的富Nb玄武巖和洋島海山環(huán)境下的具OIB特征的堿性玄武巖類；獲得了代表基質(zhì)的含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖成巖時(shí)代為598～441 Ma。

雖然大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為華南洋在約820 Ma前關(guān)閉，加里東運(yùn)動(dòng)屬于陸內(nèi)造山[3, 6, 70-74]，但越來(lái)越多的地質(zhì)證據(jù)表明，揚(yáng)子與華夏之間可能在加里東期才最終碰撞拼貼。

年代學(xué)研究表明，華夏地區(qū)基底的變質(zhì)、變形作用主要發(fā)生加里東期，經(jīng)歷了強(qiáng)烈的再造和深熔作用[75-76]，局部發(fā)生了角閃巖相-麻粒巖相變質(zhì)作用[3, 76-78]和混合巖化[79]；泥盆紀(jì)/奧陶紀(jì)角度不整合面之下前寒武基底-早古生代地層發(fā)生韌性剪切[9]和褶皺沖斷變形[70]及廣泛的巖漿活動(dòng)[80]，均呈現(xiàn)出碰撞造山帶的特征；江山-紹興斷裂帶內(nèi)出露的龍游群和陳蔡群變質(zhì)巖系呈現(xiàn)順時(shí)針的PTt軌跡[3, 81]，指示了碰撞造山作用過(guò)程；武夷山和南嶺地區(qū)加里東期(約440 Ma)的麻粒巖相變質(zhì)作用峰期溫度為750～900 ℃、壓力達(dá)到1.10～1.15 GPa[77-78]，高于陸內(nèi)造山作用下綠片巖相-角閃巖相的變質(zhì)作用溫壓條件(400～500 ℃、0.3～0.8 GPa)；江山-紹興斷裂帶龍游地區(qū)退變榴閃巖變質(zhì)鋯石的年齡約為450 Ma，指示了揚(yáng)子和華夏在加里東期(450～455 Ma)可能發(fā)生了碰撞造山事件[82-83]；在華夏地塊發(fā)現(xiàn)了志留紀(jì)輝長(zhǎng)巖[73]，表明加里東期存在可能的島弧和幔源巖漿活動(dòng)，明顯區(qū)別于板內(nèi)造山作用的巖漿活動(dòng)性質(zhì)；欽杭結(jié)合帶西南段415 Ma海相火山巖，指示華夏-揚(yáng)子在加里東期為俯沖增生造山帶[84]；直到約790 Ma揚(yáng)子陸塊東南緣仍受到強(qiáng)烈的洋殼俯沖，尚未與華夏陸塊發(fā)生碰撞拼貼[18]。

同時(shí)，Wong等[85]通過(guò)對(duì)江山-紹興斷裂帶兩側(cè)中生代酸性巖的研究認(rèn)為，這兩個(gè)塊體在新元古代時(shí)期可能并未完全拼合；王存智等[86]在贛東北高鎂安山巖中獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb法年齡為(794.8±6.0) Ma，提出該套巖石形成于大洋島弧(洋內(nèi)弧)環(huán)境，據(jù)此提出約800 Ma揚(yáng)子和華夏兩大陸塊尚未碰撞拼合；Zhao等[27]通過(guò)對(duì)陳蔡巖群不同類型巖石的系統(tǒng)研究，認(rèn)為揚(yáng)子和華夏在古生代仍然存在大洋，陳蔡巖群為大洋洋殼的殘跡。研究區(qū)存在479～445 Ma的洋島海山組合，結(jié)合基質(zhì)(黑云斜長(zhǎng)片麻巖)中最年輕的碎屑鋯石年齡(598 Ma)以及王存智等[22]和Zhao等[27]的研究結(jié)果，我們認(rèn)為揚(yáng)子和華夏兩個(gè)地塊碰撞拼合時(shí)間應(yīng)在洋島海山組合和基質(zhì)形成之后、變質(zhì)作用發(fā)生之前，因此我們將這一時(shí)代限定為445～420 Ma，而陳蔡巖群則可能是碰撞過(guò)程中形成的俯沖增生雜巖，其內(nèi)有洋島海山組合、洋島玄武巖、島弧巖漿巖、遠(yuǎn)洋沉積物等不同巖性、不同時(shí)代、不同構(gòu)造屬性的地質(zhì)體[23，26]，伴隨兩大陸塊的碰撞拼合而發(fā)生區(qū)域角閃巖相變質(zhì)作用。