何苗，王翔，鄧佳良，吳家富，吳昊，吳衡

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院（安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所），安徽合肥230001）

0 引言

皖南地區(qū)中生代巖漿活動強烈，巖漿活動期次大致分為兩個主要階段。早期階段巖漿活動主要介于152～137Ma之間，峰值約141Ma，巖性以花崗閃長巖為主[1～12]；晚期階段巖漿活動時代介于135～122Ma之間，峰值約為128Ma[13～18]，形成的侵入體巖性主要為正長花崗巖-二長花崗巖。從巖石成因類型看，早期階段Ⅰ型(部分為S型)和晚期的A型(少部分為Ⅰ型)差別較大，暗示著不同階段的巖漿活動在其源區(qū)、構(gòu)造背景及動力學(xué)機制等方面亦存在較大差異[16]。廟西巖體出露于安徽廣德市與江蘇溧陽縣交界處（圖1），雖然前人對皖南地區(qū)的中生代花崗巖類開展了大量工作，獲得了豐富的研究成果，但對廟西巖體的研究工作相對薄弱，尤其是在成巖年代學(xué)及巖石地球化學(xué)等方面缺乏系統(tǒng)的研究。

圖1 皖南地區(qū)巖漿巖分布圖Figure1.Distribution map of magmatic rocks in southern Anhui

本文在詳細野外工作的基礎(chǔ)上，對廟西巖體系統(tǒng)采集樣品，通過全巖主量、微量元素分析、LA-ⅠCP-MS鋯石U-Pb測年工作，精確厘定了廟西巖體的形成時代，探討了巖石成因及構(gòu)造背景，為皖南地區(qū)中生代巖漿演化作用研究提供了新的資料和依據(jù)。

1 地質(zhì)概況及巖石學(xué)特征

廟西巖體位于廣德市北部，區(qū)域大地構(gòu)造位置屬揚子克拉通東南緣。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了加里東、印支、燕山期等多期次構(gòu)造演化，其中印支、燕山期構(gòu)造活動奠定了如今的區(qū)域構(gòu)造格架。區(qū)域性近東西向周王斷裂和北東向江南深斷裂分別于廟西巖體南部及北西方向通過。巖體總體呈北東向橢圓狀，侵位于下寺-磚橋復(fù)式背斜核部，受構(gòu)造控制明顯，巖體與圍巖界線清晰，接觸面傾角40°～80°，出露面積約45km2（圖2）。

圖2 廟西巖體地質(zhì)簡圖Figure 2.Geological sketch of the Miaoxi plutons

廟西巖體巖性主要為二長花崗巖和正長花崗巖。二長花崗巖巖性可分為中細粒似斑狀二長花崗巖、粗中粒似斑狀二長花崗巖、中粗粒二長花崗巖，正長花崗巖分為細粒似斑狀正長花崗巖、細粒正長花崗巖，結(jié)構(gòu)演化明顯，主要表現(xiàn)為中細粒似斑狀、粗中粒（似斑狀）、中粗粒、中細粒結(jié)構(gòu)等。而晚期的細粒正長花崗巖則以巖瘤、巖枝、巖墻侵入到二長花崗巖巖體中（圖2）。

二長花崗巖：灰白略帶肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量5%～25%，由粗大的正長石及少量石英構(gòu)成，粒徑10～30mm，少部分可達40mm；基質(zhì)呈中細—粗中粒結(jié)構(gòu)，粒徑0.2～3mm，部分＞5mm。主要礦物成分為：斜長石25%～40%、正長石30%～45%、石英20%～35%、黑云母2%～5%。副礦物主要為磷灰石、鋯石、榍石等礦物。斜長石(An27～36)呈半自形板柱狀，部分可見鈉長石雙晶，環(huán)帶構(gòu)造常見，表面不同程度分解為絹云母；正長石呈他形不規(guī)則板狀體，少數(shù)其內(nèi)有交代包裹斜長石、石英、黑云母現(xiàn)象，部分與石英交互構(gòu)成文象結(jié)構(gòu)；黑云母呈棕褐色板片狀，偶爾結(jié)晶粗大，呈板柱體，部分沿解理面分解為綠泥石或二者呈逐漸過渡關(guān)系。

正長花崗巖：淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，球狀風(fēng)化明顯。斑晶含量5%～15%，由正長石及石英構(gòu)成，粒徑6～15mm，少部分可達25mm；基質(zhì)呈細粒結(jié)構(gòu)，粒徑0.1～2mm。礦物成分為：斜長石20%～25%、正長石45%～55%、石英25%～30%、黑云母1%～3%，偶見灰綠色綠簾石。斜長石為鈉-更長石(An=7～17)，呈半自形短板狀和他形粒狀，表面分解有絹云母，鈉長石雙晶常見；正長石呈半自形板狀體和他形粒狀，見卡氏雙晶，有交代包裹斜長石現(xiàn)象，并常與石英共結(jié)晶形成文象結(jié)構(gòu)；石英呈他形粒狀不均勻分布于長石顆粒間，具強烈的波狀消光；黑云母呈棕褐色細小板片狀，有不同強度的綠泥石化。

2 分析測試方法

全巖主量、微量元素在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成。主量元素含量利用日本理學(xué)PrimusⅡX射線熒光光譜儀(XRF)分析完成,采用標(biāo)準(zhǔn)物BHⅤO-2、GBW07103、GBW07105、GBW07111、GBW07112進行監(jiān)控，分析精度優(yōu)于5%。微量元素含量利用Agilent7700eⅠCP-MS分析完成，測試過程中，以國際標(biāo)樣AGⅤ-2、BHⅤO-2、BCR-2、RGM-2進行質(zhì)量監(jiān)控，元素含量大于10×10-6的分析精度優(yōu)于5%，小于10×10-6的分析精度優(yōu)于10%。

鋯石顆粒在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所采用浮選和電磁方法進行分選，挑選出晶形和透明度較好的鋯石粘貼制成環(huán)氧樹脂樣品靶。鋯石的陰極發(fā)光(CL)顯微照相、鋯石U-Pb定年在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成。鋯石U-Pb同位素測試采用的激剝蝕系統(tǒng)為GeοlasPrο，ⅠCP-MS型號為Agilent7500a，分析的激光束斑直徑32μm，采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo)對同位素分餾進行校正，采用國際標(biāo)樣NⅠST610對微量元素含量進行外標(biāo)，采用29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進行校正。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

對廟西巖體二長花崗巖和正長花崗巖共2件樣品進行了鋯石U-Pb測年工作，測試結(jié)果見表1。

二長花崗巖樣品MXE-1和正長花崗巖MXK-1樣品中鋯石多呈自形長柱狀，長寬比1∶2～1∶4，陰極發(fā)光圖像顯示鋯石具有清晰的振蕩環(huán)帶，屬巖漿成因[19]（圖3）。對MXE-1樣品中18個顆粒進行了18個點的U-Pb同位素分析，鋯石Th含量介于112×10-6～815×10-6，U含量介于159×10-6～860×10-6,Th/U比值為0.38～0.95。206Pb/238U表面年齡為(123.8±2.3)Ma～(134.7±1.9)Ma，加權(quán)平均年齡為(128.2±1.5)Ma(MSWD=2.7)；所有鋯石顆粒年齡均位于諧和線上及其附近(圖4-a)。對MXK-1樣品中18個顆粒進行了18個點的U-Pb同位素分析，鋯石Th含量介于241×10-6～810×10-6，U含量介于283×10-6～923×10-6，Th/U比值為0.57～1.18。206Pb/238U表面年齡為(121±1.5)～(127.8±1.3)Ma，加權(quán)平均年齡為(124.9±1.5)Ma(MSWD=2.2)；所有鋯石顆粒年齡均位于諧和線上及其附近(圖4-b)。

圖3 廟西巖體樣品鋯石陰極發(fā)光照片F(xiàn)igure 3.Zircon CL images for samples from the Miaoxi plutons

圖4 廟西巖體鋯石U-Pb協(xié)和圖Figure 4.Zircon U-Pb concordia plots for samples from the Miaoxi plutons:(a),(b)monzonitic granite;(c),(d)syenite granite

3.2 地球化學(xué)特征

對廟西巖體二長花崗巖和正長花崗巖共8件樣品進行了全巖主、微量元素分析，測試結(jié)果見表2。

表2 廟西巖體樣品主量元素（10-2）和微量元素（10-6）分析結(jié)果Table 2.Majοr（x10-2）and trace（x10-6）elements geοchemistry οf samples frοm the Miaοxi plutοns

3.2.1 主量元素

二長花崗巖體全巖SiO2含量（wt%）介于74.88%～75.46%，平 均75.06%；Al2O3含 量 為12.53%～12.82%，平均12.7%；CaO含量為0.72%～0.79%，平均0.77%；TFe2O3含量為1.46%～1.61%，平均1.54%；K2O+Na2O含量為8.0%～8.35%，平均8.18%圖5a，K2O/Na2O值范圍位于1.43～1.53之間，平均值1.49，富鉀；里特曼指數(shù)(σ)為2.26，屬高鉀鈣堿性系列圖5b；堿度率(AR)在2.81～3.01之間，均值2.9，堿性圖5c；A/CNK位于1.04～1.07之間，平均1.05，屬過鋁質(zhì)花崗巖圖5d。鐵值[FeOT/(FeOT+MgO)]為0.86，屬高鐵質(zhì)巖石。分異指數(shù)DI值范圍在92.08～93.34之間，均值92.79，分異程度較高。

圖5 廟西巖體全巖地球化學(xué)圖解Figure 5.Whole-rock geochemical diagrams for samples from the Miaoxi plutons

正長花崗巖體全巖SiO2含量（wt%）介于76.19%～76.75%，均 值76.42%；Al2O3含 量 為12.06%～12.38%，平均12.24%；CaO含量為0.62%～0.88%，平均0.72%；TFe2O3含量為0.83%～0.97%，平均0.91%；K2O+Na2O范圍為7.9%～8.22%（圖5a），平均8.07%，K2O/Na2O值范圍位于1.46～1.58之間，平均值1.51，富鉀；里特曼指數(shù)（σ）在1.88～2.02之間，均值1.95，屬高鉀鈣堿性系列（圖5b）。堿度率（AR）在2.91～3.0之間，均值2.97，屬堿性（圖5c）；A/CNK位于1.01～1.05之間，屬過鋁質(zhì)花崗巖（圖5d）。鐵值[FeOT/(FeOT+MgO)]為0.77～0.80，屬高鐵質(zhì)巖石。分異指數(shù)DI值范圍在93.19～93.78之間，均值93.46，分異程度高。

3.2.2 微量元素

二長花崗巖類中ΣREE為281.07×10-6～295.08×10-6，均值287.86×10-6；輕重稀土分餾較明顯，LREEs/HREEs：6.04～6.63，LaN/YbN：5.22～5.80，右傾；重稀土相對較平坦。δEu：0.11～0.12，均值0.11，具強烈負Eu異常，表明巖漿源區(qū)具有斜長石殘留。正長花崗巖ΣREE為100.63×10-6～240.86×10-6，均 值197.61×10-6，LREEs/HREEs：9.62～10.92，LaN/YbN：7.06～9.60，輕重稀土分餾較明顯。δEu：0.23～0.39，均值0.27，具強烈的負Eu異常，表明巖漿源區(qū)具有斜長石殘留。二長花崗巖和正長花崗巖類稀土元素配分模型總體表現(xiàn)為輕稀土富集，負Eu異常強烈的海鷗式配分模式（圖6b）。

圖6 a.廟西巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖解；b.微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值來自文獻[24]）Figure 6.Chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle-normalized spider diagrams(b)of samples from Miaoxi plutons（after Sun et al,1989）[24]

從微量元素蛛網(wǎng)圖中可以看出，二長花崗巖和正長花崗巖樣品中富集大離子親石元素（LⅠLE）（圖6a）。Rb、K、U、Th等元素富集，Ba、Sr元素相對虧損明顯，可能與巖漿源區(qū)殘留斜長石或巖漿結(jié)晶分異過程中斜長石的結(jié)晶分離相關(guān)。高場強元素（HFSE）Nb、Ta、Zr、Hf、Ti含量相對較低，Nb、Ti元素虧損明顯。Rb、K含量較高，應(yīng)與巖石中正長石含量較高相關(guān)。Ba、Sr的低值及較高的Rb含量暗示該系列花崗巖具殼源花崗巖特點。

4 討論

4.1 巖石類型

廟西巖體兩類花崗巖均具有高SiO2、富堿，低Al2O3、CaO、MgO、P2O5，高K2O/Na2O和FeOT/MgO比值特征，樣品FeOT/MgO比值（平均值4.86）高于Ⅰ型花崗巖（平均值2.27）、S型（平均值2.38）和M型（平均值2.37）花 崗 巖[25],而 與A型 花 崗 巖 相 近(＞4.16)[26～27]。巖石樣品富集REE、大離子親石元素(除Eu以外的稀土元素，Rb、Th、U)和高場強元素(Zr、Hf、Nb、Y)，并具強烈的Ba、Sr、P、Ti、Eu虧損等(表1，圖7-a)，與江南造山帶東段皖浙交界處晚中生代A型花崗巖微量元素特征類似[16]。巖石10000×Ga/Al值(2.70～2.81)高于A型花崗巖下限(2.6)[25]。在花崗巖類型判別圖解中（圖7a、b、c、d），所有的樣品均落在A型花崗巖區(qū)域內(nèi)。因此，廟西巖體兩類花崗巖應(yīng)均屬于過鋁質(zhì)A型花崗巖。然而，高分異的Ⅰ/S型花崗巖的某些地球化學(xué)特征也與A型花崗巖相近，Whalen等(1987)[25]和Eby(1990)[28]提出A型花崗巖具有相對較高含量的Zr+Nb+Ce+Y(＞350×10-6)，可用來區(qū)分高分異I型和分異程度較低的其他類型花崗巖，廟西巖體兩類花崗巖Zr+Nb+Ce+Y(均值345×10-6)與A型花崗巖相近；TFeO/MgO值為3.33～6.09，高于高分異Ⅰ型花崗巖(2.27)和S型花崗巖(2.38)[25,29]。此外，吳福元等(2017)[30]提出高分異花崗巖中稀土元素多具有四分組效應(yīng)，而廟西巖體稀土元素并未顯示這一特征。表明廟西巖體兩類型花崗巖均屬于A型花崗巖。

表1 廟西巖體樣品LA-ⅠCP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果Table 1.LA-ⅠCP-MS zircοn dating resultsοf samples frοm the Miaοxi plutοns

圖7 花崗巖類型判別圖Figure 7.Granite type discrimination diagrams for samples from the Miaoxi plutons

4.2 皖南地區(qū)A型花崗巖形成時限

皖南地區(qū)一系列A型花崗巖已經(jīng)被識別，如九華山A型巖體[31]，黃山A型花崗巖[1,14]，牯牛降A(chǔ)型花崗巖[17]等。Wu等(2012)[5]系統(tǒng)地對皖南地區(qū)花崗巖開展了鋯石U-Pb定年(LA-ⅠCP-MS)，其中黃山花崗巖年齡為(125.8±1.3)Ma到(132.4±3.4)Ma，九華山花崗巖年齡為(130.3±1.8)Ma到(131.0±2.6)Ma，牯牛降花崗巖年齡(130.0±2.6)Ma。薛懷民等(2009)[1]對黃山花崗巖多期次樣品開展了鋯石SHRⅠMP定年，獲得的年齡分別為(127.7±1.3)Ma、(125.7±1.4)Ma、(125.1±1.5)Ma和(125.2±5.5)Ma；謝建成等(2012)[17]對牯牛降花崗巖開展了鋯石U-Pb定年(LA-ⅠCP-MS)，獲得年齡為(130.1±1.3)Ma。本次對廟西進行的LA-ⅠCP-MS鋯石U-Pb定年，獲得二長花崗巖206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(128.2±1.5)Ma、(124.9±1.5)Ma，與皖南地區(qū)A型花崗巖的形成時代相一致。

4.3 巖漿源區(qū)及構(gòu)造背景

目前，對于A型花崗巖的成因模式主要有以下觀點：①幔源巖漿的分異或低程度部分熔融[28,33]；②幔源巖漿與地殼物質(zhì)的混染[34～35]；③下地殼巖石的部分熔融[25,36～37]。廟西巖體兩類A型花崗巖樣品均具有低Ba、Sr含量，高Rb含量，二長花崗巖Nb/Ta比在6.99～10.41之間，均值8.33，La/Nb比值范圍在2.17～2.50之間，均值2.27；正長花崗巖Nb/Ta比在14.44～15.81之間，均值14.93，La/Nb比值范圍0.62～1.30之間，均值1.11。大于地幔平均值而接近地殼平均值。巖體中Nb、Ta含量高于陸殼，而Nb/Ta比值范圍（6.99～15.81）與陸殼的范圍重合（8.3～16.7），低于球粒隕石Nb/Ta值(17.5)，皆表明二長花崗巖、正長花崗巖為殼型花崗巖類。在(La/Yb)N-δEu圖解(圖8-c)中，所有樣品均投入殼源區(qū)域內(nèi)，表明廟西巖體兩類A型花崗巖均屬于殼源花崗巖類，花崗質(zhì)巖漿應(yīng)起源于下地殼物質(zhì)的部分熔融。

圖8 廟西巖體花崗巖類圖解Figure 8.Diagrams of granitoids from the Miaoxi plut ons

前人研究認為A型花崗巖可以產(chǎn)于被動陸緣、活動陸緣、克拉通、裂谷等各種不同構(gòu)造環(huán)境中。但A型花崗巖的形成均與伸展環(huán)境密切相關(guān)已取得共識[36]。由Pearce等(1984)[39]構(gòu)造判別圖解中可以看出廟西巖體兩類花崗巖均落入板內(nèi)花崗巖(WPG)區(qū)域(圖9a、b)，與皖南地區(qū)其他A型花崗巖具有高度相似性。在Nb-Y-Ce和Nb-Y-3Ga圖解(圖8a、b)中，二長花崗巖樣品落入A2型花崗巖區(qū)域，顯示其形成于造山后伸展的構(gòu)造背景；而正長花崗巖樣品卻落入A1型花崗巖區(qū)域，這可能與其形成時的壓力或源巖性質(zhì)相關(guān)。

圖9 廟西巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖Figure 9.Tectonic setting discrimination diagrams for samples from the Miaoxi plutons

對于皖南地區(qū)晚中生代巖漿作用的動力學(xué)機制，多數(shù)學(xué)者認為與古太平洋板塊向歐亞大陸的俯沖及隨后俯沖板片的后撤緊密相關(guān)。早期階段Ⅰ/S型花崗巖(152～137Ma)的形成可能與太平洋板塊平俯沖之后的回撤作用有關(guān)[9]；而晚期A型花崗巖(135～122Ma)的形成可能與弧后伸展或大陸弧裂谷的形成相關(guān)[16]。指示俯沖擠壓后的應(yīng)力松弛到板片后撤之后持續(xù)伸展的構(gòu)造背景，在這一過程中，地殼和巖石圈地幔逐漸變薄，軟流圈上涌，誘發(fā)因陸內(nèi)造山作用而形成的加厚地殼的部分熔融。本文廟西巖體應(yīng)形成于俯沖板片后撤的伸展作用，伴隨著伸展作用的持續(xù)發(fā)展，大陸地殼及巖石圈地幔逐漸變薄，軟流圈上涌，形成“熱點”，誘發(fā)下地殼物質(zhì)熔融，形成具造山后伸展背景的多期次廟西復(fù)式巖體。

5 結(jié)論

（1）廟西巖體具有高硅，富堿，高FeOT/MgO和10000*Ga/Al值，低Al2O3、MgO、CaO的特征；微量元素富集Rb、Th、U等，虧損Ba、Sr、Eu、Ti、P等；稀土元素配分曲線呈海鷗式分布，具有明顯的Eu負異常。為過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性A型花崗巖。

（2）廟西巖體二長花崗巖、正長花崗巖的成巖時代分別為(128.2±1.5)Ma，(124.9±1.5)Ma，代表了廣德地區(qū)早白堊世晚期兩階段巖漿活動。結(jié)合黃山巖體、九華山巖體、牯牛降巖體的鋯石U-Pb年代學(xué)研究，表明廟西巖體與皖南地區(qū)A型花崗巖的形成時代相一致。

（3）廟西巖體兩類A型花崗巖均屬于殼源花崗巖類，花崗質(zhì)巖漿應(yīng)起源于下地殼物質(zhì)的部分熔融。其中二長花崗巖應(yīng)形成于太平洋板塊俯沖擠壓后撤之后持續(xù)伸展的構(gòu)造背景；正長花崗巖的成因與軟流圈上涌形成“熱點”，從而引發(fā)下地殼物質(zhì)熔融。

續(xù)表2