廖劍鋒

（福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州 350013）

福建省溫屋盆地位于紫金山銅金礦床西北部，火山巖-侵入巖序列保存完整。區(qū)內(nèi)火山巖建造（巖石組合）有早白堊世黃坑組紫紅色粗碎屑巖與中（中基）性火山熔巖組合和寨下組雜色粗碎屑巖與酸性火山熔巖-火山碎屑巖組合，構(gòu)成兩個(gè)完整沉積-火山噴發(fā)旋回[1]。黃坑組分為兩段，下段由復(fù)成分礫巖、凝灰質(zhì)砂礫巖和砂巖構(gòu)成；上段主要由紫色英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、粗安巖、英安巖和安山巖等構(gòu)成。寨下組可分為上下兩段，下段主要由復(fù)成分礫巖、凝灰質(zhì)砂礫巖和凝灰?guī)r構(gòu)成；上段主要由流紋-英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、斜長流紋巖和凝灰質(zhì)砂巖等構(gòu)成。本文對(duì)研究區(qū)內(nèi)典型的火山巖進(jìn)行巖相學(xué)、鋯石年齡、地球化學(xué)等方面的研究，以反映本區(qū)巖漿演化特征及構(gòu)造環(huán)境。

1 樣品采集及測(cè)試

1.1 樣品采集

溫屋盆地內(nèi)廣泛發(fā)育火山碎屑巖夾火山熔巖，研究所采集的樣品主要為寨下組流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r（3 件）及斜長流紋巖（4 件）。

1.2 樣品測(cè)試

鋯石U-Pb年齡測(cè)定采用Agilent 7500a 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS），在南京大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，儀器工作參數(shù)為：氬氣（Ar）流量1 L/min，氦氣（He）流量0.9～1.2 L/min?；鹕綆r主微量元素及稀土元素測(cè)試由廣州奧實(shí)分析檢測(cè)中心完成，微量元素和稀土元素分析儀器為Finnigan Element2 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）。

2 巖石學(xué)特征

流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r呈灰白色，成分主要為石英、長石、黑云母。長石以堿性長石為主，含量占晶屑的30%。石英在斑晶中出現(xiàn)較多，含量占晶屑的40%。黑云母含量占晶屑的30%。基質(zhì)成分主要為長石、石英黑云母。主要發(fā)生碳酸鹽化、硅化和絹云母化。斜長流紋巖呈深綠色，主要成分有石英、長石、黑云母。基質(zhì)出現(xiàn)明顯的流紋構(gòu)造，其中片柱狀礦物（如黑云母等）多圍繞石英等斑晶顆粒定向排列?；|(zhì)多數(shù)結(jié)晶成細(xì)粒，以火山灰為主，成分不可見。溫屋盆地火山巖鏡下照片如圖1所示。

3 火山巖鋯石U-Pb年齡

流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中，鋯石有清晰的韻律環(huán)帶，為巖漿成因，如圖2（a）所示。流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r232Th 的含量為281～1 179 mg/kg，238U 的含量為275～608 mg/kg，Th/U 值為1.02～1.94。經(jīng)過流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r鋯石的U-Pb 分析，結(jié)合采樣位置，繪制U-Pb年齡諧和圖，如圖3（a）所示，得到流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r的加權(quán)平均年齡為101.8 Ma±1.6 Ma。

圖2 溫屋盆地火山巖代表性鋯石陰極發(fā)光圖像

圖3 溫屋盆地火山巖鋯石U-Pb年齡諧和圖

斜長流紋巖中，鋯石為淺、深棕黃色，如圖2（b）所示。陰極發(fā)光圖像顯示，鋯石有清晰的韻律環(huán)帶。 鋯石中232Th 的含量為354～1 246 mg/kg，238U 的含量為482～961 mg/kg，具有較高的Th/U 值（0.76～1.32），這指示其為巖漿成因鋯石。ICP-MS鋯石U-Pb 同位素定年結(jié)果如圖3（b）所示，加權(quán)平均年齡為99.9 Ma±1.1 Ma，并且分析的點(diǎn)位均投影在協(xié)和線上，因此99.9 Ma±1.1 Ma 代表該巖體的形成年齡。

4 火山巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造背景

4.1 主量元素地球化學(xué)特征

流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)rSiO2含量為72.23%～75.85%，K2O+Na2O含量為5.98%～7.70%，K2O含量為5.09%～6.12%，Na2O 含量為0.04%～2.61%，Al2O3含量為14.31%～17.02%，CaO 含量為0.05%～0.35%，巖石具有富Al、K 的特征，鋁過飽和指數(shù)為1.37～2.22，流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r在鉀玄巖系類的范圍。

斜長流紋巖SiO2含量為72.67%～77.62%，K2O+Na2O含量為4.96%～5.04%，K2O 含量為3.84%～4.32%，Na2O 含量為2.98%～3.82%，Al2O3含量為12.88%～15.12%，CaO 含量為0.34%～1.10%，巖石具有富Al特征，鋁過飽和指數(shù)為1.17～3.33，斜長流紋巖在高鉀鈣堿性系類的范圍。

4.2 微量元素地球化學(xué)特征

流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r總體上表現(xiàn)出Rb、K 富集，Th、U、Zr、Hf 中度富集，Nb、Ta、Ti、Sr、P 等元素虧損的特征。虧損的高場(chǎng)強(qiáng)元素為Nb、Ta、Ti，Zr/Hf 值為34.3～38.7，Nb/Ta 值為11.3～16.3，Sr/Y 值為1.0～10.8，表現(xiàn)出典型島弧火山巖的微量元素特征。

斜長流紋巖總體上表現(xiàn)出Rb、Ba、K 富集，Th、U、Zr、Hf 中度富集，Nb、Ta、Ti 等元素虧損，Sr 異常不明顯的特征。虧損的高場(chǎng)強(qiáng)元素為Nb、Ta、Ti，Zr/Hf 值為38.0～39.8，Nb/Ta 值為10.4～11.0，Sr/Y值為39.7～50.8，表現(xiàn)出典型島弧火山巖的微量元素特征。

4.3 稀土元素地球化學(xué)特征

流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r稀土總量為154.9～209.6 mg/kg，輕稀土的總量為140.0～179.3 mg/kg，重稀土的總量為14.9～32.3 mg/kg。它屬于輕稀土富集型，輕重稀土分異較小。它具有強(qiáng)烈的Eu 負(fù)異常，部分具有Ce負(fù)異常。

斜長流紋巖稀土總量為168.8～185.5 mg/kg，輕稀土的總量為152.6～168.2 mg/kg，重稀土的總量為16.2～20.2 mg/kg。它屬于輕稀土富集型，輕重稀土分異較小。它具有輕微的Eu 負(fù)異常。

4.4 大地構(gòu)造背景巖化

我國華南地區(qū)因欽杭Cu-Au-Pb-Zn-Ag成礦帶、南嶺W-Sn-Nb-Ta 成礦帶和沿海地區(qū)Au-Ag-Cu-Pb-Zn 成礦帶的存在而備受相關(guān)學(xué)者的關(guān)注[2-3]，而成礦主要集中發(fā)生于晚中生代。對(duì)于華南地區(qū)晚中生代大地構(gòu)造演化的前人觀點(diǎn)，WANG 等[4]進(jìn)行較完整的總結(jié)。主要觀點(diǎn)可以分為3 種。一是碰撞模型；二是地幔柱模型；三是古太平洋或Izanagi 板塊俯沖模型。其中，被學(xué)者廣為接受的是古太平洋板塊俯沖模型。

考慮到上述動(dòng)力學(xué)模型并不能妥善解釋我國華南陸塊及沿海地區(qū)硅質(zhì)大火成巖省的時(shí)空分布框架、板塊俯沖開始時(shí)間以及俯沖板塊的漂移方向，WANG 等[4]提出一種三階段的動(dòng)力學(xué)模型。第一階段（140～170 Ma），少量島弧火山巖沿著我國福建省和廣東省境內(nèi)的政和-大浦?jǐn)嗔褞Х植?，這表明華南陸塊下方的Izanagi 板塊最初朝北西向發(fā)生俯沖的時(shí)間大約在中侏羅世；第二階段（110～140 Ma），浙江省與福建省北部普遍發(fā)育長英質(zhì)火山巖系，這表明該段時(shí)期內(nèi)Izanagi 板塊繼續(xù)朝北西向俯沖，并在早白堊世形成寬廣的俯沖帶；第三階段（90～110 Ma），華南陸塊及沿海地區(qū)晚白堊世巖漿活動(dòng)以普遍發(fā)育雙峰式火山巖或侵入巖為特征，這表明俯沖板塊開始向東回撤，從而導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的構(gòu)造環(huán)境為弧后環(huán)境。

Rb-Hf-Ta 的構(gòu)造判別三角圖如圖4所示，由此可以區(qū)分火山弧、同碰撞和弧后的構(gòu)造環(huán)境?？傮w上看，溫屋盆地白堊紀(jì)的火山巖處于火山弧的構(gòu)造環(huán)境，這也與其巖石富集大離子親石元素和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素的火山弧巖漿特征相符。形成最晚的斜長流紋巖表現(xiàn)出弧后環(huán)境，暗示拉長和抬升的構(gòu)造過程，同時(shí)期的上杭火山巖盆地也廣泛發(fā)育拉長環(huán)境的正斷層。溫屋盆地火山巖所表現(xiàn)的構(gòu)造演化與紫金山礦區(qū)的主要構(gòu)造相吻合。這預(yù)示著北西方向的斷裂最容易在成礦過程中再活化或者打開，這與紫金山礦區(qū)中廣泛分布的北西向控礦構(gòu)造相一致。溫屋盆地晚白堊世的大地構(gòu)造演化表現(xiàn)出先為火山弧環(huán)境，在晚期演化為弧后的拉升環(huán)境的演化趨勢(shì)，這也與晚中生代華南地區(qū)的構(gòu)造演化模式相符[5]。

圖4 溫屋盆地火山巖構(gòu)造環(huán)境演化

5 結(jié)論

溫屋盆地中酸性火山巖ICP-MS 鋯石U-Pb 測(cè)年結(jié)果顯示，火山噴發(fā)時(shí)代為99.9～101.8 Ma，表明火山巖形成于晚白堊世。地球化學(xué)特征表明，溫屋盆地火山巖富集Rb、K，中度富集Th、U、Zr、Hf，Nb、Ta、Ti、Sr、P 等元素呈現(xiàn)虧損。虧損的高場(chǎng)強(qiáng)元素為Nb、Ta、Ti，Zr/Hf 值為34.3～38.7，Nb/Ta 值為11.3～16.3，Sr/Y 值為1.0～10.8，表現(xiàn)出典型的島弧火山巖特征。溫屋盆地火山巖是晚白堊世陸內(nèi)伸展（拉張）構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物，是晚白堊世加厚地殼背景中形成的，是太平洋俯沖帶火山作用的產(chǎn)物。