張琪 周琦忠 孫超 施建斌 王博 侯琪 羅躍 馮學知 王國強

摘要：新沂地區(qū)花崗片麻巖位于蘇魯造山帶的西緣。本文通過新沂地區(qū)花崗片麻巖巖相學、巖石地球化學、鋯石U-Pb同位素年代學等方面的研究，探討其成因與構(gòu)造環(huán)境，以揭示Rodinia超大陸裂解事件在該地區(qū)的反響。研究認為：研究區(qū)花崗片麻巖屬準鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)A型花崗巖，具有高SiO₂、富堿、貧CaO、低Al₂O₃質(zhì)量分數(shù)的特征，以及右傾海鷗型稀土元素配分模式，富集Rb、Zr、Hf等元素，嚴重虧損Sr、Eu、Nb、Ta等元素，形成年齡為746.0～742.5 Ma。新沂地區(qū)花崗片麻巖是來自下地殼物質(zhì)為主、少量幔源物質(zhì)的部分熔融，在巖漿演化過程中經(jīng)歷了以鉀長石和斜長石為主的分離結(jié)晶，而后經(jīng)過超高壓變質(zhì)作用最終形成。研究區(qū)花崗片麻巖形成于新元古代后碰撞伸展環(huán)境，是Rodinia超大陸裂解事件在蘇魯造山帶新沂地區(qū)的最初響應。

關(guān)鍵詞：蘇魯造山帶；新沂地區(qū)；新元古代；花崗片麻巖；巖石成因；Rodinia超大陸裂解

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220115 中圖分類號：P581 文獻標志碼：A

收稿日期：2022-04-18

作者簡介：張琪（1985-），女，高級工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與研究工作，E-mail：dzwdzqz@foxmail.com

基金項目：江蘇省地質(zhì)勘查基金項目（蘇財資環(huán)[2021]46號）；江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局科研項目（2021KY09）；中國地質(zhì)調(diào)查局項目（DD20190153）

Supported by the Project of Jiangsu Provincial Geological Exploration Fund （Su Cai Zi Huan[2021]No. 46）， the Research Project of Jiangsu Geological and Mineral Exploration Bureau （2021KY09） and the Project of China Geological Survey（DD20190153）

Genesis of Neoproterozoic Granite Gneiss in Xinyi Area of Sulu Orogenic

Belt and Its Response to the Breakup of Rodinia SupercontinentZhang Qi¹， Zhou Qizhong¹， Sun Chao²， Shi Jianbin¹， Wang Bo¹， Hou Qi²， Luo Yue¹，

Feng Xuezhi¹， Wang Guoqiang¹

1. No.5 Geological Team of Jiangsu Geology and Mineral Bureau， Xuzhou 221004， Jiangsu，China

2. School of Earth and Space Sciences， University of Science and Technology of China， Hefei 230026， China

Abstract： The granite gneiss in the Xinyi area is located on the western margin of the Sulu orogenic belt. This paper discusses its petrogenesis and tectonic environment by examining petrography， rock geochemistry， and zircon U-Pb isotopic chronology of the granite gneiss. It also reveals the repercussions of the breakup event of the Rodinia supercontinent in this area. The findings indicate that the granite gneiss in the study area belongs to the meta-aluminous-weak peraluminous A-type granite， characterized by high SiO₂content， rich alkali， low CaO and Al₂O₃contents， and a right-dipping seagull-type rare earth distribution pattern. It is enriched in Rb， Zr， Hf elements， while being severely depleted in Sr， Eu， Nb， Ta elements. The age of the granite gneiss is 746.0-742.5 Ma. The granite gneiss in the Xinyi area originated from the partial melting of lower crustal material and a small amount of mantle-derived material. In the process of magma evolution， it underwent the separation and crystallization of potassium feldspar and plagioclase， and eventually formed through ultra-high pressure metamorphism. The granite gneiss in the Xinyi area was formed in a post-collisional extensional environment in the Neoproterozoic， marking the initial response to the Rodinia supercontinent breakup event in study area of the Sulu orogenic belt.

Key words： Sulu orogenic belt; Xinyi area; Neoproterozoic; granite gneiss; petrogenesis; breakup of the Rodinia supercontinent

0 引言

大別—蘇魯造山帶位于中國中東部，形成于三疊紀揚子陸塊與華北陸塊之間的碰撞造山過程，該造山帶是世界范圍內(nèi)規(guī)模最大、出露最好的超高壓變質(zhì)地體之一，已成為研究陸-陸碰撞造山過程、大陸俯沖帶熔流體活動、變質(zhì)變形的天然實驗室^[1-2]。蘇魯造山帶通常被認為是大別造山帶的延伸，二者被郯廬斷裂錯斷近500 km，其北部以五蓮—煙臺斷裂為界，南部以嘉山—響水斷裂為界，西部則以郯廬斷裂帶為界^[3]。

蘇魯造山帶高壓—超高壓變質(zhì)巖主體由變質(zhì)表殼巖和花崗片麻巖組成，其他巖石類型相對較少且多以透鏡體或巖片形式出現(xiàn)在變質(zhì)表殼巖和花崗片麻巖中^[2，4]；在該帶中不斷發(fā)現(xiàn)的柯石英和金剛石等超高壓礦物^[5-6]，不僅存在于榴輝巖中，在部分花崗質(zhì)巖石中也有發(fā)現(xiàn)^[2]。對于這些花崗片麻巖的研究，以往多集中在大別山地區(qū)，近年來蘇魯造山帶膠東地區(qū)的花崗片麻巖也得到了學者們的關(guān)注^[7-8]。由于中國第一口大陸科學鉆探就位于蘇魯南部，該地區(qū)也引起了中外學者的廣泛關(guān)注，研究熱點主要集中在榴輝巖、榴輝巖相巖石以及中生代中酸性侵入巖的巖石地球化學、年齡、穩(wěn)定同位素、成因及地殼俯沖與折返過程等方面^[2，9-11]。對于蘇魯造山帶內(nèi)的花崗片麻巖，前人^[4]通常認為其與新元古代Rodinia超大陸裂解有關(guān)，在蘇魯造山帶西緣的新沂地區(qū)亦發(fā)現(xiàn)該類型巖石，但并未開展相關(guān)研究工作。

本文以蘇魯造山帶新沂地區(qū)的花崗片麻巖為研究對象，通過巖相學、巖石地球化學、鋯石U-Pb同位素年代學等研究，探討其原巖成因與構(gòu)造環(huán)境，以期填補新沂地區(qū)花崗片麻巖研究的空白，為蘇魯造山帶西緣新元古代巖漿演化提供更多的數(shù)據(jù)支撐，揭示Rodinia超大陸裂解事件在該地區(qū)的反映。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于蘇魯造山帶的西緣，地處蘇魯造山帶與郯廬斷裂帶交界地帶（圖1）。其基底為新太古代—古元古代的東海變質(zhì)巖群，以變粒巖-淺粒巖、角閃質(zhì)巖類和大理巖類為主；其西側(cè)沉積了中生代白堊系巨厚層的紫紅色砂頁巖、礫巖等陸相碎屑巖。區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，主要為NNE向的郯廬斷裂帶與派生斷裂以及NW向斷裂。區(qū)域巖漿巖可分為元古宙、中生代和新生代3個時期，其中：元古宙以超基性巖和中酸性巖變質(zhì)侵入巖為主，包括榴輝巖和花崗片麻巖；中生代以中酸性侵入巖為主，即桃林中酸性雜巖體，巖石類型包括石英二長巖、二長花崗巖、花崗閃長巖、堿長花崗巖、花崗斑巖和閃長巖等；新生代巖漿活動很弱，僅表現(xiàn)為小規(guī)模的基性巖漿侵入。

研究區(qū)花崗片麻巖主要分布在宋山、踢球山、董湖及雙湖等地，均位于郯廬斷裂帶東側(cè)的蘇魯造山帶西緣，巖石類型為花崗片麻巖，共發(fā)現(xiàn)宋山花崗片麻巖、董湖花崗片麻巖和小范莊花崗片麻巖等3處巖體，其普遍經(jīng)歷了不同程度的韌性剪切變形，糜棱巖化作用強烈。對于花崗片麻巖的形成年代，根據(jù)1∶

①郁繼華， 黃以超， 厲建華， 等. 郯城縣幅（南1/2）、新沂市幅、王莊鎮(zhèn)幅、曉店幅、宿遷市幅1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告. 徐州： 江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊， 1995.50 000區(qū)調(diào)報告^①，宋山花崗片麻巖全巖Rb-Sr年齡為683、788和852 Ma，小范莊花崗片麻巖的鋯石U-Pb年齡為692 Ma，總體屬于新元古代。

2 巖相學特征

宋山花崗片麻巖主要出露于宋山一帶，呈北東—南西延伸，巖體侵入于東海變質(zhì)巖群中，見榴輝巖包體。巖性主要為黑云角閃花崗質(zhì)片麻巖，巖石呈灰紅色，具片麻狀構(gòu)造、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)（圖2a—c），粒徑0.4～1.5 mm，主要礦物為石英（30%～35%）、鉀長石（30%～35%）、斜長石（15%～20%），次要礦物為角閃石（10%）、黑云母（5%），副礦物（2%）主要由不透明暗色礦物、鋯石、磷灰石組成。

董湖花崗片麻巖分布在董湖及踢球山一帶，巖體呈巖枝或巖墻狀產(chǎn)出，規(guī)模很小，侵入于東海變質(zhì)巖群中，偶見榴輝巖包體。巖性為花崗質(zhì)片麻巖，巖石呈灰紅色，具片麻狀構(gòu)造、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)（圖2d—f），粒徑0.5～2.0 mm，主要礦物為石英（37%）、鉀長石（30%～35%）、斜長石（20%～25%），次要礦物為黑云母（6%），副礦物（2%）主要由不透明礦物、鋯石、磷灰石組成。

小范莊花崗片麻巖主要分布在踢球山及雙湖一帶，巖體侵入于東海變質(zhì)巖群中，呈突變接觸關(guān)系。

巖性為黑云花崗質(zhì)片麻巖，巖石呈灰黃色，具片麻狀構(gòu)造、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)（圖2g—i），粒徑0.5～2.0 mm，主要礦物為石英（35%）、鉀長石（25%～30%）、斜長石（20%～25%），次要礦物為黑云母（7%）和角閃石（4%），副礦物（1%）主要由不透明暗色礦物、鋯石、磷灰石組成。

3 樣品采集及測試方法

本次樣品采集的對象即為上述3個巖體，在野外調(diào)查時采用撿塊法采取新鮮巖石，具體位置見圖1。開展測試項目包括全巖主、微量元素分析和鋯石U-Pb同位素年齡測定。

全巖主、微量元素分析在廣州澳實礦物實驗室進行，主量元素測試采用X射線熒光光譜儀，分析誤差優(yōu)于±2.5%；微量元素測試采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）進行測定，分析誤差優(yōu)于±5%。

鋯石單礦物挑選、制靶和陰極發(fā)光照相均在河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實驗室完成。在鋯石年齡測定之前，首先采用破碎、淘洗及鏡下人工挑選鋯石顆粒，然后將其固定在環(huán)氧樹脂上制靶，并利用透反射光、反射光以及陰極發(fā)光（CL）照相研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇合適的測點。鋯石U-Pb同位素分析在中國科學技術(shù)大學中國科學院殼幔物質(zhì)與環(huán)境重點實驗室完成，利用Agilent 7700e四級桿等離子體質(zhì)譜（LA-ICP-MS）和M-50型激光剝蝕系統(tǒng)進行，激光束斑為32 μm，剝蝕頻率為10 Hz，能量為10 J/cm²，91500標準鋯石樣品作為外標，GJ-1作為未知樣品檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量；鋯石U-Pb同位素數(shù)據(jù)處理使用實驗室開發(fā)的軟件LaDating@Zrn，年齡諧和圖繪制采用Isoplot 3.00程序^[12]。

4 巖石地球化學特征

蘇魯造山帶內(nèi)的花崗侵入巖普遍遭受過高壓—超高壓變質(zhì)作用的改造，在此過程中，Mg、Fe、Ca、Mn、Cr、Ni、V、Co、Sc、Nb、Ta、Y以及重稀土元素屬不活潑元素，Si、Ti和Al亦為不活潑元素，而Cs、Rb、K、Ba、U、和Th屬活潑元素，Na、Sr、Zr、Ce、Hf則介于兩者之間，屬準不活潑元素^[13-14]。為盡可能減少后期變質(zhì)作用對原巖地球化學的影響，本文主要基于不活潑元素和準不活潑元素進行討論。

4.1 原巖屬性

1∶50 000區(qū)調(diào)報告^①將該類型片麻巖歸為變質(zhì)侵入巖，野外特征顯示出明顯的侵入關(guān)系，明確其原巖屬性為火成巖。

從化學成分角度，有多種方法可判別其原巖為沉積巖還是火成巖。根據(jù)Shaw（1972）提出的判別函數(shù)： F_D=10.44-0.21w（SiO₂）-0.32w（TFe₂O₃）-0.98w（MgO）+0.55w（CaO）+1.46w（Na₂O）+0.54w（K₂O）。若F_D>0，指示原巖可能是火成巖，而若F_D<0，則原巖為沉積巖^{[13，15]}。研究區(qū)花崗片麻巖F_D值為1.11～2.22，指示其原巖應為火成巖。Nesbitt等^[16]提出了變異化學指數(shù)：I_AC=100w（Al₂O₃）²+w（CaO）+w（Na₂O）+w（K₂O），未蝕變的花崗巖和花崗閃長巖I_AC值為44～55，而頁巖的I_AC值則高達70～75^[17]。區(qū)內(nèi)花崗片麻巖I_AC值為56.42～58.67，略高于花崗巖和花崗閃長巖，表明其原巖可能為花崗巖或花崗閃長巖。

除了構(gòu)建經(jīng)驗函數(shù)外，變質(zhì)巖原巖恢復亦常采用巖石化學圖解來進行判別。對于區(qū)分沉積巖與中酸性火成巖，w（TiO₂）-w（SiO₂）圖解效果更好，在該圖解（圖3a）中，所有樣品均落入火成巖區(qū)域。尼格里（Niggli）參數(shù)圖解亦常作為變質(zhì)巖原巖恢復的有效手段^[13]，在（（al+fm）—（c+alk））-si圖解（圖3b）中，樣品均落入火成巖區(qū)域及其附近，部分樣品由于SiO₂質(zhì)量分數(shù)較高而出現(xiàn)與砂巖區(qū)域重合的現(xiàn)象。總體來說，研究區(qū)花崗片麻巖原巖應為火成巖。

4.2 主量元素特征

研究區(qū)花崗片麻巖各樣品間主量元素質(zhì)量分數(shù)變化很?。ū?）。w（SiO₂）為74.40%～77.43%，平均為75.65%；w（Al₂O₃）為11.30%～12.40%，平均為11.78%；全堿質(zhì)量分數(shù)為7.97%～8.93%，平均為8.37%，w（Na₂O）/w（K₂O）普遍小于1；w（TFeO）為1.70%～3.19%，平均為2.44%；w（CaO）為0.07%～0.60%，平均為0.36%；w（MgO）為0.01%～0.09%，平均為0.05%；w（TiO₂）為0.05%～0.21%，平均為0.14%?？傮w具有高SiO₂、富堿、貧CaO與MgO、低Al₂O₃質(zhì)量分數(shù)的特征，屬硅酸過飽和巖石。

侵入巖TAS分類圖解（圖4a）、CIPW標準礦物An-Ab-Or分類圖解（圖4b）中，研究區(qū)花崗片麻巖原巖的巖石類型均落入花崗巖區(qū)域，表明其原巖應為花崗巖，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而形成花崗片麻巖。

宋山片麻巖鋁飽和指數(shù)A/CNK值為0.95～0.98，A/NK值為1.02～1.05，屬于準鋁質(zhì)巖類；董湖花崗片麻巖和小范莊花崗片麻巖大多屬于弱過鋁質(zhì)巖類（圖5a）。在w（K₂O）-w（SiO₂）圖解（圖5b）中，所有樣品幾乎均落入了高鉀鈣堿性系列區(qū)域，屬高鉀鈣堿性巖。由于本區(qū)花崗片麻巖具有貧MgO的特征，導致FeO/（FeO+MgO）值接近于1，均屬鐵質(zhì)花崗巖。

4.3 微量元素特征

研究區(qū)花崗片麻巖的w（ΣREE）為（35.11～542.60）×10^-6，其中宋山花崗片麻巖較高、董湖花崗片麻巖較低；（La/Yb）_N=1.38～20.52，其中宋山花崗片麻巖較高、輕重稀土分異較明顯，董湖花崗片麻巖和小范莊花崗片麻巖較低、輕重稀土分異不甚明顯（表1）。在稀土元素配分模式圖（圖6a）中，可以清晰顯示不同巖體間稀土總量和分量的相對質(zhì)量分數(shù)，宋山花崗片麻巖位于上方，董湖花崗片麻巖位于下方，小范莊花崗片麻巖位于中間部位；總體均具有相似的配分模式，即輕稀土元素略富集、重稀土元素略虧損的右傾海鷗型緩傾斜曲線，均具有顯著的Eu負異常，可能與斜長石的分離結(jié)晶有關(guān)。

在微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6b）中，研究區(qū)花崗片麻巖均具有相似的特征，大離子親石元素Rb、K、Pb明顯富集，Ba、Sr、Eu嚴重虧損；高場強元素Zr、Hf、Th和HREE較為富集，Nb、Ta、Ce、Ti嚴重虧損。

4.4 鋯石U-Pb同位素年齡

從研究區(qū)花崗片麻巖中挑選的鋯石具有相似的特征，多為淺灰色，半自形—自形，長柱狀-短柱狀，長軸為130～270 μm，短軸為70～130 μm，長寬比為2∶1（圖7）。鋯石核部可見較為清晰的振蕩環(huán)帶，部分顆?？梢姾笃谠錾匿喪瘜⒑瞬堪?，Th/U值為0.46～1.44（表2），指示鋯石核部為巖漿成因^[20]。在諧和圖上，宋山花崗片麻巖獲加權(quán)平均年齡為（742.5±9.4）Ma（MSWD=1.4，n=23）（圖8），小范莊花崗片麻巖加權(quán)平均年齡為（746.0±8.3）Ma（MSWD=1.4，n=22）（圖9）。這表明，研究區(qū)花崗片麻巖的原巖形成于新元古代，之后經(jīng)過變質(zhì)作用形成花崗片麻巖。

5 討論

5.1 分離結(jié)晶

在Harker圖解（圖10a—c）上，隨著SiO₂質(zhì)量分數(shù)的升高，全堿、TFeO、TiO₂等質(zhì)量分數(shù)逐漸降低，顯示在巖漿演化過程中，以斜長石和鉀長石的分離結(jié)晶為主，可能還有少量的鎂鐵質(zhì)礦物。角閃石的分離結(jié)晶可能會導致熔體Y/Yb值升高^[21]，研究區(qū)花崗片麻巖的Y/Yb值集中在6.94～9.57之間，說明并未發(fā)生明顯的角閃石分離結(jié)晶。根據(jù)微量元素變化趨勢與礦物相分離結(jié)晶的關(guān)系^[22-24]（圖10d—i），分離結(jié)晶的礦物相主要為斜長石和鉀長石，少量的鎂鐵質(zhì)礦物則以黑云母的分離結(jié)晶為主。與之一致的是，稀土和微量配分模式圖中顯著Eu、Sr負異常亦顯示明顯的長石分離結(jié)晶，此外，顯著的P、Ti、Ba負異常，暗示在原巖形成過程中磷灰石、鈦-磁鐵礦和黑云母的分離可能也起到一定的作用。

5.2 成因類型

花崗巖的成因分類有多種劃分方法，其中S-I-M-A得到廣泛應用^[25-27]，將花崗巖按其成因劃分為S型（殼源）^[28]、I型（殼幔混合）^[29]、M型（幔源）^[30]和A型（堿性）^[30]。

研究區(qū)花崗片麻巖在主量元素上表現(xiàn)為高SiO₂、富堿、貧CaO、低Al₂O₃質(zhì)量分數(shù)，以及高FeO/（FeO+MgO）值的特征，其造巖礦物以石英和鉀長石為主，均顯示典型的A型花崗巖特征^[31]。在微量元素方面，明顯虧損Eu、Sr、Ba、Ti、P等元素，富集Rb、Zr、Hf、Y等元素，具有右傾海鷗型稀土配分曲線，均為A型花崗巖的典型特征^[32-34]。

值得注意的是，研究區(qū)花崗片麻巖顯著的Nb、Ta負異常亦與典型的A型花崗巖不同^{[13，25]}，其Nb質(zhì)量分數(shù)較低，僅為（5.50～16.30）×10^-6，平均為11.93×10^-6，明顯低于典型的A型花崗巖（37×10^-6），高于M型花崗巖（1.3×10^-6），與I型和S型花崗巖（11×10^-6）更為接近，這與蘇魯造山帶同期的A型花崗巖具有相似的特征^[4，35]。另一方面，研究區(qū)花崗片麻巖Nb/Ta值較高，介于11.17～32.00之間，平均為18.98，略高于A型花崗巖（12.0～17.5），明顯高于I型、S型（<10.0）和M型（11.0）花崗巖^[13]。

為了更加精準地反映研究區(qū)花崗片麻巖的成因類型，本文選取了在變質(zhì)過程中較穩(wěn)定的微量元素Zr、Ce、Y，并結(jié)合主量元素進行綜合判別。在花崗巖成因類型判別圖解（圖11）上，所有樣品均落入A型花崗巖區(qū)域內(nèi)，表明研究區(qū)花崗片麻巖應屬A型花崗巖。

5.3 源區(qū)特征

A型花崗巖的成因和巖漿源區(qū)性質(zhì)一直飽受爭議，主要有3個觀點，即幔源巖漿結(jié)晶分異^[36-37]、幔源和殼源物質(zhì)的混合熔融^[38-39]以及殼源物質(zhì)的部分熔融^[40]。

在巖漿演化過程中，研究區(qū)花崗片麻巖發(fā)生了顯著的斜長石分離結(jié)晶，其具有明顯的Eu、Sr負異常以及較低的La/Yb值（平均9.74），表明巖漿源區(qū)存在富Ca斜長石殘留相，且不存在石榴子石殘留相^[41-42]。

研究區(qū)花崗片麻巖具有高SiO₂、低MgO質(zhì)量分數(shù)的特點，表明其主要來源于殼源物質(zhì)的部分熔融。而新沂地區(qū)新元古代除花崗巖侵入外，還存在同期的基性巖（榴輝巖原巖）的侵入，其侵位年齡可能略早于花崗片麻巖，野外亦發(fā)現(xiàn)巖體中含有榴輝巖包體，表明存在殼幔物質(zhì)的混合作用^[41]，因此不能忽視幔源物質(zhì)的貢獻。

微量元素及其比值亦能很好地反映源區(qū)特征。表3顯示，研究區(qū)花崗片麻巖Th/U、Nd/Th、Nb/U、Ce/Pb、La/Yb值等元素比值與地幔差異明顯，與下地殼更為接近，顯示出殼源的特征。實驗巖石學對花崗巖不同源巖進行了大量的熔融實驗研究，結(jié)果表明來自基性巖熔融的巖漿比來自沉積巖熔融的巖漿具有較高的Al₂O₃+TFeO+MgO+TiO₂質(zhì)量分數(shù)以及較低的Al₂O₃/（TFeO+MgO+TiO₂）、（Na₂O+K₂O）/（MgO+TFeO+TiO₂） 值^[44-46]。在圖12中，所有樣品均落入雜砂巖區(qū)域及其附近，亦顯示來自殼源物質(zhì)的部分熔融。但值得注意的是，研究區(qū)花崗片麻巖Nb/Ta值較高，并且微量元U、Ce/Pb、La/Yb值等元素比值與地幔差異明顯，與下地殼更為接近，顯示出殼源的特征。實驗巖石學對花崗巖不同源巖進行了大量的熔融實驗研究，結(jié)果表明來自基性巖熔融的巖漿比來自沉積巖熔融的巖漿具有較高的Al₂O₃+TFeO+MgO+TiO₂質(zhì)量分數(shù)以及較低的Al₂O₃/（TFeO+MgO+TiO₂）、（Na₂O+K₂O）/（MgO+TFeO+TiO₂） 值^[44-46]。在圖12中，所有樣品均落入雜砂巖區(qū)域及其附近，亦顯示來自殼源物質(zhì)的部分熔融。但值得注意的是，研究區(qū)花崗片麻巖Nb/Ta值較高，并且微量元素比值的范圍較寬， 均值略向原始地?？拷?， 暗示其巖漿源區(qū)可能有少量幔源物質(zhì)的參與。結(jié)合同期基性巖以及榴輝巖包體的存在事實，筆者認為研究區(qū)花崗片麻巖主要來源于下地殼物質(zhì)的部分熔融，且加入了少量的幔源物質(zhì)。

5.4 與超高壓變質(zhì)作用的關(guān)系

在蘇魯造山帶內(nèi)，榴輝巖作為典型的超高壓變質(zhì)巖，與花崗片麻巖密切伴生。對于超高壓變質(zhì)巖與花崗片麻巖的關(guān)系究竟是“就地”的還是“外來”的，至今仍在爭論中^[8，47-48]。“就地”觀點認為，花崗片麻巖在超高壓變質(zhì)之前就已形成，之后與基性巖、表殼巖一起俯沖至上地幔，并經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用，再快速抬升至地表；“外來”觀點認為，花崗片麻巖與超高壓變質(zhì)巖呈構(gòu)造接觸關(guān)系，并不是正常的侵入接觸。

在宋山花崗片麻巖和董湖花崗片麻巖中均發(fā)現(xiàn)了榴輝巖包體，這表明花崗片麻巖的原巖侵入時榴輝巖的原巖就已經(jīng)就位，兩者并非構(gòu)造接觸關(guān)系，而呈“就地”關(guān)系。確認超高壓變質(zhì)巖與花崗片麻巖的關(guān)系，關(guān)鍵還在于花崗片麻巖是否經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用^[47]。在山東諸城榮成片麻巖套和東海大陸科學鉆探工程預先導孔中的花崗質(zhì)片麻巖均發(fā)現(xiàn)了含柯石英包體的鋯石^[8，47-48]，這說明花崗片麻巖普遍經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用，進一步佐證了“就地”觀點。

5.5 構(gòu)造環(huán)境

不同構(gòu)造背景所產(chǎn)生的花崗巖具有不同的微量元素組成，Rb、Y、Yb、Nb、Ta、Hf等元素常被用來判別花崗巖的構(gòu)造環(huán)境。在w（Rb）-w（Y+Nb）、R₂-R₁判別圖解（圖13a、b）中，樣品均落入后碰撞構(gòu)造背景區(qū)域。

A型花崗巖產(chǎn)于特殊的構(gòu)造背景，僅通過普通花崗巖的構(gòu)造判別圖解可能會導致其產(chǎn)生偏差。Eby^[49]將A型花崗巖進一步分為A₁型和A₂型，其中：A₁型形成于熱點、地幔柱及大陸裂谷或板內(nèi)等非造山環(huán)境，具有洋島玄武巖的地球化學特征；A₂型形成于后碰撞、島弧、大陸邊緣等構(gòu)造環(huán)境下，主要源自大陸地殼或下地殼。在A型花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖13c、d）中，所有樣品均落入A₂花崗巖區(qū)域，進一步表明研究區(qū)花崗片麻巖形成于后碰撞伸展環(huán)境，其物質(zhì)主要來自于殼源。

5.6 對Rodinia超大陸裂解的響應

Rodinia超大陸匯聚和裂解是地學界研究的熱點之一，很多學者認為超大陸的匯聚時期為1 100～900 Ma，裂解時期主要集中在800～700 Ma之間^[50-51]，但匯聚與裂解過程具有明顯的時、空分布不均一性及較大的穿時性。江南造山帶及揚子板塊西北緣存在的俯沖帶和火山?。?50～880 Ma）為晉寧造山運動的產(chǎn)物，被認為是對Rodinia超大陸匯聚的響應^[52]；在柴達木盆地北緣發(fā)現(xiàn)的花崗片麻巖（803 Ma）被認為是匯聚過程的產(chǎn)物。Rodinia超大陸裂解的地質(zhì)記錄廣泛保存于我國老陸塊內(nèi)部及其邊緣，其中在揚子板塊最為發(fā)育，其最早啟動時間為820～800 Ma，一直持續(xù)到700 Ma，在750 Ma左右達到峰期^{[50，53-54]}。塔里木盆地和柴達木盆地接受沉積的時間大概在800 Ma左右^[50]，柴達木北緣蛇綠巖形成于800～750 Ma^[55]，南秦嶺的基性巖墻群的年齡為830～750 Ma，華北陸塊東南緣廣泛發(fā)育震旦系碳酸鹽巖以及新元古代輝綠巖群^[56]，這些均被認為與Rodinia超大陸裂解有關(guān)。

蘇魯造山帶作為年輕的造山帶，發(fā)育著大規(guī)模的新元古代基性巖群和A型花崗巖（780～680 Ma），被認為形成于Rodinia超大陸裂解時的被動陸緣裂谷環(huán)境^[4]。研究區(qū)花崗片麻巖形成于746.0～742.5 Ma，屬于典型的A型花崗巖，屬蘇魯造山帶新元古代巖漿事件。但不同的是，研究區(qū)花崗片麻巖的構(gòu)造判別顯示其形成于后碰撞（A₂）伸展環(huán)境，而非大陸裂谷環(huán)境。

對于后碰撞環(huán)境的解釋，Harris等^[57]將后碰撞作為碰撞結(jié)束之后的過程。Liegeois等^[58]進行了全面闡述，認為后碰撞是指時間上比碰撞作用晚，但仍與碰撞作用有關(guān)，而不是非造山過程，通常始于板內(nèi)環(huán)境，且伴有大陸塊體的大規(guī)模水平運動、巖石圈拆沉、小型海洋板塊的拉張和裂谷作用等。Turner 等^[59-60]認為，后碰撞相當于造山帶演化的“晚造山階段”，可以持續(xù)到“非造山”階段開始。因此，A₂型花崗巖可作為Rodinia超大陸裂解啟動的地質(zhì)記錄。

事實上，A₂型花崗巖在揚子陸塊廣泛發(fā)育，形成時代集中在830～800 Ma之間^[60-65]，該期巖漿活動普遍被認為與Rodinia超大陸裂解密切相關(guān)，指示著Rodinia超大陸裂解事件的開始。同處于蘇魯造山帶的東海片麻狀花崗巖為A₂型花崗巖，形成時代為770 Ma，被認為是Rodinia超大陸裂解事件在該地區(qū)的最初響應^[35]。不同的是，揚子陸塊內(nèi)的A₂型花崗巖比蘇魯造山帶內(nèi)的A₂型花崗巖更老。揚子陸塊強烈發(fā)育與Rodinia超大陸裂解有關(guān)的地質(zhì)記錄，顯示揚子陸塊可能是連接北美和澳大利亞—南極大陸之間的橋梁和Rodinia超大陸的“核心”^{[62，66]}，蘇魯造山帶地處揚子陸塊北緣，對Rodinia超大陸裂解的響應可能較晚。

因此筆者認為，746.0～742.5 Ma侵入的花崗片麻巖是Rodinia超大陸裂解事件在蘇魯造山帶新沂地區(qū)的最初響應，表明該區(qū)實現(xiàn)了從碰撞擠壓向伸展的過渡，之后隨著拉張程度加大，裂谷化趨勢逐漸增強，巖漿活動愈加強烈。

6 結(jié)論

1）研究區(qū)花崗片麻巖位于蘇魯造山帶的西緣，包括宋山花崗片麻巖、董湖花崗片麻巖和小范莊花崗片麻巖等3處巖體，巖性以黑云（角閃）花崗質(zhì)片麻巖為主，侵位于東海變質(zhì)巖群或榴輝巖中，含榴輝巖包體。

2）研究區(qū)花崗片麻巖的原巖性質(zhì)為火成巖，具有高SiO₂、富堿、貧CaO、低Al₂O₃質(zhì)量分數(shù)的特征，屬準鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)花崗巖。稀土元素配分模式為輕稀土元素略富集、重稀土元素略虧損的右傾海鷗型曲線，富集大離子親石元素Rb、K、Pb和高場強元素Zr、Hf、Th、HREE，嚴重虧損大離子親石元素Ba、Sr、Eu和高場強元素Nb、Ta、Ce、Ti。

3）研究區(qū)花崗片麻巖屬典型的A型花崗巖。其來自下地殼為主、少量幔源物質(zhì)的部分熔融，經(jīng)過了以鉀長石和斜長石為主、少量黑云母的分離結(jié)晶演化過程，而后與基性巖、表殼巖一起俯沖、折返，經(jīng)歷超高壓變質(zhì)作用最終形成。

4）研究區(qū)花崗片麻巖形成于新元古代（746.0～742.5 Ma）后碰撞伸展環(huán)境，是Rodinia超大陸裂解事件在蘇魯造山帶新沂地區(qū)的最初響應，表明該區(qū)實現(xiàn)了從碰撞擠壓向伸展的過渡，之后隨著拉張程度加大，裂谷化趨勢逐漸增強，巖漿活動愈加強烈。

致謝：本文撰寫過程中，江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊周賢金研究員級高級工程師、劉愛斌研究員級高級工程師、宗德林研究員級高級工程師、蔡承剛研究員級高級工程師和錢靜高級工程師給予了大力幫助，在此一并致以誠摯的謝意！

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