南大別蘄春構(gòu)造混雜巖帶中變質(zhì)沉積巖源區(qū)和時代限定

劉超然，徐大良，趙小明，鄧 新，譚滿堂

（1.中國地質(zhì)科學院，北京100037；2.中國地質(zhì)大學（北京），北京100083；3.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心（中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心），武漢430205；4.古生物與地質(zhì)環(huán)境演化湖北省重點實驗室，武漢430205；5.中國地質(zhì)科學院巖溶地質(zhì)研究所，桂林541004）

秦嶺-大別造山帶是由華北和揚子陸塊印支期碰撞而成，但記載了自前寒武紀至顯生宙以來漫長的大洋俯沖、島弧增生、弧陸碰撞和陸陸碰撞等重要地質(zhì)事件，一直為國內(nèi)外地質(zhì)學界所關(guān)注[1-5]。目前，該造山帶前寒武紀（特別是新元古代）的構(gòu)造格局和演化過程日益成為研究熱點[4，6-8]。該造山帶東西向延伸展布，在空間上其不同區(qū)段發(fā)育著不同的巖石類型，記錄著不同的地質(zhì)事件，展現(xiàn)了復雜的疊置性和穿時性構(gòu)造過程，可能保留了多條中新元古代的俯沖-增生-弧組合記錄[4，7]。然而，前期的研究主要集中于造山帶西段的秦嶺地區(qū)和隨棗地區(qū)[4，7-11]，對于東段大別地區(qū)的新元古代造山帶如何延伸則缺乏較詳實的研究，這制約了對揚子北緣前寒武紀洋陸格局、拼貼碰撞時限、構(gòu)造屬性和演化過程的全面認識。

大別造山帶以出露規(guī)模巨大的高壓-超高壓變質(zhì)帶而舉世聞名，這些超高壓變質(zhì)巖的原巖時代主要集中于新元古代（750-800 Ma），被認為是揚子陸塊北緣存在新元古代大規(guī)模裂谷巖漿活動的重要標志，是對Rodinia超大陸裂解事件的響應(yīng)[2，12]。但是，由于超高壓巖石通常歷經(jīng)復雜的熔體／流體相互作用而顯著改變了其原始的同位素特征，難以揭示其原巖性質(zhì)和成因，致使難以有效約束大別山的新元古代構(gòu)造演化過程。另一方面，大別造山帶南緣的低級變質(zhì)巖石單元未經(jīng)歷深俯沖和高壓-超高壓變質(zhì)作用，被認為是揚子陸塊北緣的構(gòu)造基底[13-14]，是研究大別山大陸俯沖前演化歷史的最佳地區(qū)。

前人對于蘄春地區(qū)存在縫合帶物質(zhì)已經(jīng)達成共識，但是對于這套物質(zhì)具體形成時代仍存在一定的爭議：（1）蘄春地區(qū)蛇綠巖和島弧火山巖是晉寧期洋陸轉(zhuǎn)換過程中的產(chǎn)物[15]；（2）蘄春構(gòu)造混雜巖帶應(yīng)為晚古生代—中生代秦嶺—大別造山帶南緣勉略洋形成演化過程中的產(chǎn)物[16-17]；（3）1／20萬蘄春幅區(qū)調(diào)工作將其劃歸為紅安群七角山組，時代置于元古界；（4）1／5萬蘄春幅區(qū)調(diào)將其自北東往南西依次解體為中元古代紅安群大理巖、青白口紀變火山巖、震旦紀耀嶺河組變質(zhì)火山-沉積巖系，以及陡山沱組變碎屑巖。

近年來筆者在開展蘄春地區(qū)1／5萬專項地質(zhì)填圖工作中，查明了蘄春構(gòu)造混雜巖帶的物質(zhì)組成和空間結(jié)構(gòu)。本文對蘄春構(gòu)造混雜巖帶中的變質(zhì)沉積巖基質(zhì)進行研究，分析其沉積時限和物源特征，探討其形成構(gòu)造環(huán)境，為確定蘄春構(gòu)造混雜巖帶的構(gòu)造屬性，重新認識與研究揚子陸塊北緣洋陸格局和演化歷史提供科學依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

大別造山帶位于中國中東部，其南側(cè)為揚子前陸褶沖帶，北側(cè)為合肥盆地，造山帶東側(cè)受限于郯廬斷裂帶。目前大別造山帶普遍被劃分為五個巖石-構(gòu)造單元[13-14]，自北向南依次為北淮陽單元、北大別單元、中大別單元、南大別高壓-超高壓榴輝巖單元和宿松單元。各單元之間均為斷層或韌性剪切帶分隔，并被中生代白堊紀花崗巖類侵入。

本次研究區(qū)域位于大別造山帶南緣的宿松單元西部的蘄春地區(qū)（圖1a）。區(qū)內(nèi)南西側(cè)和北東側(cè)分別為新元古代大王寨花崗巖體（825-784 Ma）[18]和太平寨花崗巖體。兩個花崗巖體所夾持的寬約8 km的構(gòu)造帶中出露的巖石類型較為繁雜，主要有變基性-超基性巖、變閃長巖、大理巖、變火山-沉積巖等（圖1b）。變基性-超基性巖和變閃長巖主要分布于研究區(qū)西南端，前者主要由變輝石巖、變輝橄-橄輝巖、變輝長巖等組成，其中變輝石巖的形成時代為808 Ma[19]。變質(zhì)火山沉積巖系主要包括云母石英片巖、變質(zhì)粉砂巖、變火山碎屑巖、變流紋巖等，1／20萬蘄春幅區(qū)調(diào)工作將其劃歸為紅安群七角山組，時代置于元古界。1／5萬蘄春幅區(qū)調(diào)將其自北東往南西依次解體為中元古代紅安群大理巖、青白口紀變火山巖、震旦紀耀嶺河組變質(zhì)火山－沉積巖系，以及陡山沱組變碎屑巖。錢存超[20]將青白口紀變火山巖和震旦紀耀嶺河組變質(zhì)火山－沉積巖系歸并為一套巖石組合，并測得其中的泉水坳變安山巖形成時代為817 Ma。本文研究的變質(zhì)沉積巖即原耀嶺河組和陡山沱組變碎屑巖，在空間上與基性－超基性巖相伴產(chǎn)出，南西側(cè)以北西向的查三房韌性剪切帶與大王寨花崗巖相隔（圖1b）。

2 大路鋪剖面地質(zhì)構(gòu)造特征

本次研究在蘄春地區(qū)測制了大路鋪剖面，該剖面位于蘄春縣城東南緣，剖面走向北東，長約550 m。剖面中以發(fā)育典型的強烈剪切變形的基質(zhì)和卷入其中的不同大小、不同巖性的巖塊相互混雜為特征，各巖塊之間或基質(zhì)與巖塊之間均呈構(gòu)造接觸。

巖塊以不同時代的變基性巖巖塊（片）、變花崗巖類為主（圖2a、b），存在少量的變火山巖巖塊；巖塊規(guī)模較小，多大致順片理呈透鏡狀、條帶狀產(chǎn)出。“基質(zhì)”主要包括變質(zhì)沉積巖類和綠片巖，主要分布在巖塊周圍，表現(xiàn)為強變形帶，出露寬度不等，且遭受了強烈的剪切變形、低級變質(zhì)作用和構(gòu)造置換作用（圖2a、b）。

圖1 大別山南緣蘄春地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Simplified geological map of the Qichun area，Dabie Orogenic blet

基質(zhì)中變質(zhì)沉積巖主要包括云母石英片巖、變粉砂巖和鈉長綠簾片巖等。其中，云母石英片巖（以樣品PM101－13為代表）出露寬度約2 m，與兩側(cè)的黑云二長花崗巖間均呈構(gòu)造接觸，新鮮面呈深灰色，巖石具鱗片不等粒變晶結(jié)構(gòu)，揉皺構(gòu)造，主要組成礦物有石英、絹云母、隱晶長英質(zhì)礦物，以及少量的鉀長石、斜長石和綠簾石等；云母呈鱗片狀分布于石英或長石顆粒間隙，定向排列；巖石強變形，發(fā)育強烈的不對稱層間揉皺（圖2c），褶皺軸面主體傾向北東，褶皺樞紐產(chǎn)狀為132°∠4°（圖2f）。絹云石英片巖（以樣品PM101－15為代表）具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，呈中薄層狀，整體呈楔形產(chǎn)出，下部尖滅，與兩側(cè)的黑云二長花崗巖和變基性巖間呈構(gòu)造接觸（圖2a、b）；主要礦物由石英、絹云母、斜長石、鉀長石、綠簾石、白云母等構(gòu)成，絹云母顯微鱗片狀，分布于長英質(zhì)礦物粒間，呈定向性排列，局部呈條帶狀相對集中分布，綠簾石呈微晶粒狀，常伴絹云母分布；礦物粒徑一般在0.1－0.2 mm之間，屬于細砂級粒度，礦物普遍壓扁拉長，定向排列（圖2i）；原巖可能為細粒長石石英砂巖。變粉砂巖（以樣品PM101－59為代表）與變基性巖呈構(gòu)造接觸，主體產(chǎn)狀低角度傾向北東，局部傾向南西（圖2d）；具變余粉砂結(jié)構(gòu)，紋層狀構(gòu)造，主要礦物組合為石英、微晶云母和微晶綠簾石，黑云母呈顯微鱗片狀，淡褐色，定向排列，綠簾石呈微晶粒狀，粒徑0.01－0.02 mm，伴隨微晶黑云母呈定向性排列（圖2g）。巖石原巖可能為基性凝灰質(zhì)粉砂巖。鈉長綠簾片巖（以樣品PM101－67為代表）新鮮面呈青灰色，與變基性巖間呈構(gòu)造接觸，巖層整體較平緩產(chǎn)出（圖2e）；具鱗片柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造；主要組成礦物為綠簾石、鈉長石、陽起石，并含少量的云母和石英；綠簾石呈微晶粒狀，呈紋層狀相對集中分布，石英呈粒狀、扁粒狀，長軸具定向性，在巖石中零星分布（圖2h）。

圖2 蘄春大路鋪剖面構(gòu)造混雜巖和樣品特征Fig.2 Outcrop and micrograph of mélange at the Dalupu Section

3 分析方法

樣品碎樣和鋯石分選工作由河北省廊坊宇能巖石礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司完成。鋯石礦物分選后，在雙目鏡下選擇較透明的鋯石顆粒制成環(huán)氧樹脂樣品靶，磨至鋯石顆粒中心部位后拋光，然后進行透射光、反射光及陰極發(fā)光（CL）照相，此項工作在南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司完成。最后參照鋯石的陰極發(fā)光圖像及透、反射光圖像，挑選出合適的鋯石顆粒，進行鋯石U-Pb定年測試，同時應(yīng)注意避免鋯石內(nèi)部包裹體和裂痕區(qū)域。鋯石U-Pb定年和Hf同位素測試分析均在中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心同位素地球化學實驗室完成，實驗中采用的激光束斑直徑為29μm，激光剝蝕時間為45 s。鋯石年齡采用國際標準鋯石91500作為外標，元素含量采用NISTSRM610作為外標，29Si為內(nèi)標元素進行矯正，鋯石U-Pb同位素組成原始數(shù)據(jù)采用ICPMSDataCal軟件（ver.10.8）進行處理[22]。所得鋯石U-Pb年齡計算及年齡諧和圖、頻譜圖的繪制采用ISOPLOT軟件[23]。數(shù)據(jù)分析時，將諧和度＞90%的年齡數(shù)據(jù)視為有效數(shù)據(jù)，鋯石年齡小于1 Ga時采用206Pb／238U年齡，大于1 Ga時采用207Pb／206Pb年齡（表1）。

鋯石Lu-Hf同位素分析所用儀器為RESOlution LR 193 nm激光剝蝕系統(tǒng)和Neptune型多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。分析點選在鋯石U-Pb分析點上或附近。激光剝蝕脈沖速率8～10 Hz，激光束斑直徑43μm，激光剝蝕時間60 s，激光束能量密度15 J／cm2。采用鋯石標準物質(zhì)91500和Plesovice監(jiān)控儀器的穩(wěn)定性，其176Hf／177Hf的推薦值為0.282293±28所獲實驗數(shù)據(jù)通過ICPMSDataCal[24]進行處理分析。采用176Lu衰變常數(shù)1.867×10-11yr-1和樣品176Lu／177Hf實測值進行εHf（t）和兩階段Hf模式年齡計算。兩階段Hf模式年齡計算假定大陸地殼的176Lu／177Hf平均值為0.015[25]，球粒隕石和虧損地幔現(xiàn)今176Hf／177Hf和176Lu／177Hf比值分別為0.282772和0.0332[26]、0.28325和0.0384[27]。

4 結(jié)果

4.1 鋯石U－Pb年齡特征

樣品PM101-13（云母石英片巖）中的鋯石均呈無色透明，大小多在80-150μm之間，形態(tài)以次棱角狀和渾圓狀為主，呈現(xiàn)碎屑鋯石的形貌特征。在鋯石CL圖像中，大部分鋯石具有清晰的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，表明屬于巖漿鋯石（圖3）；部分鋯石環(huán)帶不明顯，少量鋯石邊部存在窄的白色增生邊，暗示了不同成因鋯石的后期生長；但由于增生邊寬度太窄，所以分析點選取該類鋯石顆粒的核部。在PM101-13-1中挑選了68顆鋯石進行了70個點的LA-ICP-MSU-Pb年齡測定，其中54個點的諧和度大于90%（附表1），大部分數(shù)據(jù)落在諧和曲線上或附近（圖4a），Th／U比值介于0.12-3.54之間，多數(shù)大于0.3，指示為巖漿鋯石成因。所獲得的碎屑鋯石年齡可分為三個年齡段（圖4b）：802-864 Ma（占比33%），年齡峰值為814 Ma；1910-2098 Ma（占比22%），年齡峰值為2037 Ma；2420-2962 Ma（占比45%），存在2個次級年齡峰值為2458 Ma和2634 Ma。

樣品PM101-15（絹云石英片巖）中鋯石形態(tài)以渾圓狀為主，大部分無繼承核，少量具核邊結(jié)構(gòu)，多發(fā)育清晰的韻律環(huán)帶，顯示巖漿鋯石特征（圖3）。在該樣品碎屑鋯石70個分析點中僅獲得58個諧和度大于90%的有效年齡數(shù)據(jù)，其它碎屑鋯石可能遭受后期構(gòu)造熱事件影響而經(jīng)歷了Pb丟失事件。有效年齡數(shù)據(jù)介于1528～2924 Ma之間，大部分數(shù)據(jù)分布在諧和線上或附近（圖4c），其Th／U值介于0.07-1.97之間，多數(shù)測點大于0.3，顯示出巖漿鋯石特征。碎屑鋯石年齡頻率分布圖中可以看出存在兩個主要的年齡譜峰（圖4d），分別為：1965-2055 Ma（峰值2030 Ma，占比36%）和2443-2520 Ma（峰值2485 Ma，占比33%）；此外，還存在2225Ma、2321 Ma、2665 Ma和2924 Ma等若干個弱年齡譜峰。其中，64號測點鋯石CL較暗且顯示面狀分帶的變質(zhì)鋯石特征（圖3），其Th／U值為0.07，年齡值為1991±7 Ma，為變質(zhì)成因鋯石。

樣品PM101-59（變粉砂巖）中鋯石粒度大小不一（60-150μm），外形呈不規(guī)則渾圓狀、短柱狀。CL圖中大部分鋯石發(fā)育振蕩環(huán)帶，Th／U值在0.01-1.66之間，多大于0.3，呈現(xiàn)出典型的巖漿鋯石特征（圖3）；僅有少量鋯石具核邊結(jié)構(gòu)或內(nèi)部環(huán)帶不明顯，可能受到后期構(gòu)造熱事件影響（圖3）。在70顆鋯石中獲得了66個諧和度在90%以上的數(shù)據(jù)點，年齡范圍在65-3410 Ma之間。其中34號測點年齡為65 Ma，遠小于其他鋯石年齡，并且該鋯石自形程度較好，且顏色較淺，可能經(jīng)歷了較強的熱液改造作用，不能作為判斷沉積最大時限的依據(jù)。在鋯石U-Pb諧和圖上數(shù)據(jù)點均分布在諧和線上或附近（圖4e），表明鋯石受后期構(gòu)造熱事件改造影響較小。年齡頻率分布圖顯示存在三個明顯的年齡譜峰（圖4f），分別為：812-911 Ma（峰值829 Ma，占比11%）、1969-2087 Ma（峰值2029 Ma，占比46%）和2352-2573 Ma（峰值2488 Ma，占比32%）。獲得1個最古老鋯石諧和年齡為3410±21 Ma，其Th／U值為0.8；4個鋯石可能為變質(zhì)年齡，分別為2573±26 Ma、2564±22 Ma、2011±26 Ma和2002±28 Ma，其Th／U值介于0.01-0.1之間，可能記錄了物源區(qū)存在的兩期變質(zhì)事件。

樣品PM101-67（鈉長綠簾片巖）鋯石呈柱狀或粒狀，粒徑在70-150μm之間；鋯石顆粒形態(tài)呈圓狀至次棱角狀；其中古老鋯石顆粒的磨圓度較好，指示可能經(jīng)歷了長距離搬運或再循環(huán)（圖3）。該樣品共獲取了70個碎屑鋯石分析點，Th／U值為0.16-2.34，除3號、43號和46號測點外，諧和度都在90%以上，在諧和圖中多分布于諧和線上或附近（圖4g）；少數(shù)點偏離諧和線，表明有輕微鉛丟失，可能遭受了后期改造。有效年齡值范圍為1331-2928 Ma，年齡頻率分布圖中顯示有三個明顯的年齡譜峰（圖4h），分別為：1331-1454 Ma（峰值1385 Ma，占比36%）、1967-2054 Ma（峰值2004 Ma，占比34%）和2418-2492 Ma（峰值2481 Ma，占比16%）；此外，還存在一個弱的最古老次級年齡譜峰2872～2928 Ma（峰值2925 Ma，占比6%）。

4.2 鋯石Hf同位素組成

對4件樣品中的129顆鋯石進行原位Lu-Hf同位素分析，除個別鋯石外，絕大多數(shù)碎屑鋯石的176Lu／177Hf比值小于0.002（附表2），表明因176Lu衰變形成的177Hf同位素的積累很小，故176／Hf177Hf值可代表鋯石形成時176／Hf177Hf值。進行Lu-Hf分析的碎屑鋯石年齡大致可以分為五組（圖5）：2 868-3410 Ma、2322-2719 Ma、1776-2224 Ma、1331-1536 Ma和802-911 Ma。碎屑鋯石年齡在2868-3410 Ma之間的鋯石εHf（t）值介于-1.2～-3.7之間，兩階段模式年齡主要集中于3.4-3.5 Ga之間，僅最古老的年齡為3410 Ma的鋯石兩階段模式年齡為3.8 Ga。2322-2719 Ma的碎屑鋯石的εHf（t）值介于-12.5～＋3.8之間，其中大多數(shù)鋯石εHf（t）值為負值，對應(yīng)的兩階段模式兩階段模式年齡為3.0-3.7 Ga，代表了太古宙陸殼物質(zhì)的再循環(huán)；而有4顆鋯石的εHf（t）值為正值（0.2～3.8），一階段模式年齡介于2.66～3.0 Ga之間，代表了中新太古代新生地殼物質(zhì)組分的加入。古元古代碎屑鋯石（1776-2224 Ma）的εHf（t）值在-3.8～-13.7之間，其兩階段模式年齡為2.85-3.5 Ga。中元古代碎屑鋯石（1331-1536 Ma）的εHf（t）值分布在-7.0～-15.1之間，對應(yīng)的兩階段模式年齡變化在2.6-3.1 Ga之間（均值為2.8 Ga）。新元古代碎屑鋯石（802-911 Ma）可以明顯的分為兩組：樣品PM101-13中年齡在802-864 Ma之間的鋯石εHf（t）值比較集中（-14.1～-16.2，均值-15.14），兩階段模式年齡為2.6-2.7 Ga；樣品PM101-59中年齡在824-911 Ma之間的鋯石εHf（t）值介于-5.0～＋4.5之間，其兩階段模式年齡變化在1.4-2.0 Ga之間（圖5）。

圖3 蘄春地區(qū)變質(zhì)沉積巖代表性鋯石CL圖像Fig.3 CL images of representative zircons from the meta-sedimentary rocks in the Qichun area

圖4 蘄春地區(qū)變質(zhì)沉積巖碎屑鋯石U－Pb年齡諧和圖和頻率統(tǒng)計直方圖Fig.4 U－Pb age concordance diagram and frequency statistical histogram for zircons from the meta－sedimentary rocks in the Qichun area

5 討論

5.1 沉積時代的限定

南大別蘄春地區(qū)變質(zhì)沉積巖的研究程度較低，早期區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中根據(jù)區(qū)域地層對比將其劃歸元古代紅安群七角山組、震旦紀耀嶺河組或陡山沱組。已有的研究表明，沉積巖中碎屑鋯石年齡可以用來約束地層沉積的最大年齡[25]。本次工作獲取的年齡數(shù)據(jù)是目前該套變質(zhì)沉積巖時代界定的唯一同位素年代學證據(jù)，其中，樣品PM101-13（云母石英片巖）中最年輕的碎屑鋯石諧和年齡組加權(quán)平均年齡為808±4 Ma（MSWD＝0.41，n＝10），限定了其最早沉積時代為南華紀。樣品PM101-15（絹云石英片巖）中最年輕的2顆諧和鋯石年齡分別為1528±19 Ma和1536±19 Ma，其Th／U值為0.77-0.79，表明其沉積時代下限為中元古代早期。樣品PM101-59（變粉砂巖）中最年輕的鋯石年齡譜峰值為829 Ma，最年輕的諧和鋯石年齡為812±8 Ma，其Th／U值為1.25，約束了其最早的沉積時代為南華紀。樣品PM101-67（鈉長綠簾片巖）中最年輕的諧和鋯石加權(quán)平均年齡為1372±9 Ma（MSWD＝1.3，n＝23），其Th／U值為0.62-2.34，最年輕的諧和鋯石年齡為1331±32 Ma，表明沉積時代下限為中元古代中期。由此可以看出，4件樣品的最年輕的諧和鋯石年齡差異很大，這種現(xiàn)象在混雜巖帶中普遍存在[29-30]。

本次工作在原定變質(zhì)地層中識別出變質(zhì)沉積巖、變質(zhì)基性巖和變質(zhì)花崗質(zhì)巖石，其間均呈構(gòu)造接觸并呈現(xiàn)出典型的混雜巖帶特征，獲得變質(zhì)碎屑巖中最年輕的巖漿成因碎屑鋯石年齡為808 Ma，說明該變質(zhì)沉積巖的最早形成時代應(yīng)該不早于～800 Ma，亦同時限定了構(gòu)造混雜帶定型（侵位）時代的下限。

5.2 物源分析

在4件變質(zhì)沉積巖樣品研究中，PM101-13與PM101-59具有較為一致的年齡譜，～820 Ma、～2000 Ma、～2500 Ma；而PM101-15與PM101-67具有較為相似的年齡譜，即～1300 Ma、～2000 Ma、～2500 Ma，這些碎屑鋯石年齡譜分別記錄了至少五期構(gòu)造熱事件（圖6），分別為802-911 Ma，1331-1536 Ma，1776-2224 Ma，2302-2789 Ma和2868-3401 Ma。

圖5 蘄春變質(zhì)沉積巖碎屑鋯石年齡-εHf（t）圖和兩階段模式年齡直方圖Fig.5 U-Pb age versusεHf（t）value plots and histogram of zircon Hf model ages from meta-sedimentary rocks in the Qichun area

新元古代早中期年齡區(qū)間為802-911 Ma，該階段的巖漿活動在揚子陸塊北緣零散分布，被認為與Rodinia超大陸的聚合和裂解過程相關(guān)。在南大別地區(qū)發(fā)現(xiàn)有825-784 Ma的蘄春花崗巖[18]、816 Ma具弧巖漿特征的魯家寨花崗巖[31]、808 Ma清水河輝石巖[19]以及817 Ma的泉水坳變安山巖[20]。在大洪山地區(qū)發(fā)育可能形成于洋中脊環(huán)境的輝長巖（947 Ma）、與島弧成因有關(guān)的變基性巖和花崗巖（860-871 Ma）[9，11]以及稍晚期的枕狀玄武巖（824 Ma）[32]。本次研究該年齡段碎屑鋯石大多呈棱柱狀，具有清晰的巖漿振蕩環(huán)帶，指示物源區(qū)較近；第一組年齡在802-856 Ma之間的鋯石εHf（t）值均為負值且比較集中，指示其源區(qū)以古老地殼再循環(huán)為主，與南大別魯家寨花崗巖[31]特征相似；第二組中年齡為864 Ma的兩個測點鋯石εHf（t）值為-2.1～＋4.5，指示源區(qū)存在新生地殼的部分熔融，與大洪山地區(qū)變基性巖和花崗巖[11]特征具相似性。因此，可以推斷新元古代早中期（802-911 Ma）的碎屑鋯石主要來自其周緣的新元古代島弧帶，并且這個期間揚子陸塊北緣可能處于持續(xù)增生造山的過程中。

中元古代1.3-1.5 Ga鋯石年齡在揚子陸塊北緣尚未見有相關(guān)地質(zhì)體報道。但1.0-1.6 Ga的碎屑鋯石年齡譜存在于揚子陸塊北緣中新元古代碎屑巖中，暗示揚子陸塊周緣可能存在格林威爾造山事件的的記錄。這一時期的碎屑鋯石可能來源于揚子陸塊本身未出露或已剝蝕的古老基底[33-34]。鋯石CL圖像顯示該年齡段鋯石并未經(jīng)歷遠距離的搬運，其年齡譜峰明顯、εHf（t）值均為負值且相對集中，指示其物源區(qū)相對單一，且為近源沉積產(chǎn)物，并且該物源可能與格林威爾造山事件有關(guān)。

中新太古代-古元古代年齡（1776-2224 Ma，2302-2789 Ma和2868-3401 Ma）在樣品中占絕對優(yōu)勢，指示主要物源由早前寒武紀基底物質(zhì)提供。近年來，秦嶺-大別造山帶中早前寒武紀的構(gòu)造巖漿熱事件記錄逐漸被識別，如：雙河地區(qū)原巖上交點年齡分別為2458±76 Ma和2489±25 Ma的片麻巖和榴輝巖[35-36]；宿松雜巖中，形成年齡為2018±73 Ma和2010±38 Ma的二長花崗質(zhì)片麻巖[37]；大別山黃土嶺地區(qū)，有原巖為～2.76 Ga的麻粒巖并經(jīng)歷了2.0 Ga變質(zhì)作用[38]；陡嶺雜巖中有約2.51-2.47 Ga的TTG片麻巖[39-40]；團風地區(qū)有原巖年齡為2850±86 Ma的混合巖，并經(jīng)歷了～2.0 Ga混合巖化作用等[41]。本次研究樣品中存在明顯的～2.0 Ga和～2.5 Ga主峰值，與揚子陸塊中碎屑鋯石U-Pb年齡統(tǒng)計結(jié)果[42]較為相似（圖6），代表新太古代末期—古元古代的古陸核生長事件。～2.0 Ga的巖漿和變質(zhì)事件在崆嶺地區(qū)和秦嶺-大別造山帶中均較發(fā)育，可能與Columbia／Nuna超大陸匯聚有關(guān)；而～2.5 Ga的巖漿事件記錄主要分布在秦嶺-大別造山帶，崆嶺雜巖中顯著缺失該時代的巖石記錄，表明崆嶺雜巖不可能為這些碎屑鋯石提供物源。本次研究中～2.5 Ga鋯石εHf（t）值以負值為主，少量正值，對應(yīng)的兩階段模式年齡為3.0-3.7 Ga，與陡嶺雜巖具有相似的特征，暗示以陡嶺雜巖為代表的～2.5 Ga地質(zhì)體可能為其提供物源。大別造山帶中團風混合巖多具負的鋯石εHf（t）值，對應(yīng)兩階段模式年齡為3.0-3.6 Ga，反映其原巖為古太古代地殼物質(zhì)重熔形成，與本次研究樣品中該階段鋯石Hf同位素特征相似（圖5）。因此，上述秦嶺-大別造山帶中的基底雜巖可能是樣品中新太古代-古元古代年齡的主要物源區(qū)。

綜上所述，蘄春地區(qū)變質(zhì)沉積巖的物源可能主要來自于秦嶺-大別造山帶中早前寒武紀基底物質(zhì)和近源的新元古代島弧帶。中元古代1.3-1.5 Ga鋯石具有近源沉積特征，暗示秦嶺-大別造山帶中可能殘存中元古代巖石。

5.3 構(gòu)造指示意義

華南中新元古代的構(gòu)造演化總體是在全球Rodinia超大陸聚散的背景下進行的[43-44]，但是對其演化過程和動力學機制的認識還存在爭論，主要有板塊-俯沖模型[44，46]、地幔柱-裂谷模型[47]和板塊-裂谷模型[48]等三種觀點。爭論的焦點在于860-700 Ma巖漿作用的動力學過程、俯沖結(jié)束時限以及華南在Rodinia超大陸中的位置等。揚子陸塊北緣中新元古代物質(zhì)記錄較齊全，可能反映了相互獨立的不同地體間多次拼貼形成了一系列的島弧巖漿活動，保留了多條新元古代早中期的俯沖-增生-弧組合[7]。曾作為勉略縫合帶東延的花山蛇綠巖被認為是940-870 Ma的新元古代結(jié)合帶[9]，還存在新元古代早期（871-860 Ma）弧巖漿地質(zhì)記錄，并將其與廟灣-神農(nóng)架增生-弧系統(tǒng)相連[11]。在南秦嶺北緣的陡嶺雜巖中存在840-780 Ma角閃巖相變質(zhì)作用，其峰期變質(zhì)年齡和冷卻年齡分別為840-815 Ma和790-780 Ma，并具有順時針P-T軌跡，指示為陡嶺微地塊與揚子陸塊北緣在新元古代中期的碰撞記錄[8]。本文研究的蘄春地區(qū)南華紀變質(zhì)沉積巖與大洪山地區(qū)新元古代花山群、陡嶺地區(qū)新元古代副片麻巖具有大致相似的碎屑鋯石年齡譜特征（圖6），指示其可能形成于近似或統(tǒng)一的大地構(gòu)造背景。南大別地區(qū)存在具弧巖漿特征的新元古代花崗巖[31]和變安山巖[20]，以及與洋陸俯沖有關(guān)的新元古代輝石巖[19]，共同指示南大別地區(qū)亦可能存在新元古代俯沖增生記錄，因而，南大別地區(qū)應(yīng)屬于環(huán)揚子新元古代弧盆系的組成部分。

在蘄春大路鋪地質(zhì)剖面中，混雜巖帶中的變質(zhì)沉積巖主體以基質(zhì)的形式裹夾變質(zhì)基性巖或變質(zhì)花崗巖等巖塊，普遍遭受綠片巖相變質(zhì)，且發(fā)育強烈的剪切變形，給有效識別其原巖性質(zhì)造成困擾。推測其原巖可能是一套主體形成于新元古代俯沖帶海溝環(huán)境的深海濁積巖建造，并在持續(xù)的俯沖增生和隨后碰撞過程中堆疊成不同的構(gòu)造巖片。當然，這一觀點亟待對蘄春構(gòu)造混雜巖帶進行更深入的研究來支撐。并且，對蘄春混雜巖帶的構(gòu)造屬性及其大地構(gòu)造意義的認識，還需結(jié)合基質(zhì)與巖塊更詳細的巖石學、地球化學研究，進行深入剖析。

6 結(jié)論

（1）南大別蘄春構(gòu)造混雜巖帶中的4件變質(zhì)沉積巖樣品，最年輕的碎屑鋯石年齡約束其最晚形成時代應(yīng)該不早于～800 Ma。

圖6 碎屑鋯石U－Pb年齡頻譜對比圖Fig.6 Comparison diagram of detrital zircon ages

（2）變質(zhì)沉積巖中碎屑鋯石年齡譜主要集中在802-911 Ma，1331-1536 Ma，1776-2224 Ma，2302-2789 Ma和2868-3401 Ma等區(qū)間，主要峰值年齡為811 Ma、1385 Ma、2020 Ma和2479 Ma，并結(jié)合鋯石εHf（t）值主要為負值的特點，推斷其物源可能主要來自于秦嶺-大別造山帶中早前寒武紀基底和近源的新元古代島弧帶。

（3）蘄春地區(qū)變質(zhì)沉積巖與大洪山地區(qū)新元古代花山群、陡嶺地區(qū)新元古代副片麻巖具有大致相似的碎屑鋯石年齡譜特征，指示南大別地區(qū)可能同樣存在新元古代俯沖增生事件，屬于環(huán)揚子新元古代弧盆系的組成部分。

附表1 樣品鋯石U－Pb同位素組成和年齡值Table 1 U－Pb isotopic ratios and apparent ages of zircons from the samles

續(xù)表1

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附表2 樣品碎屑鋯石原位Hf同位素組成Table 2 Zircon Hf isotopic compositions of zircons from the samles

續(xù)表2

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湖北省地質(zhì)調(diào)查院楊金香教授級高工在巖石薄片鑒定方面給予了指導和幫助，研究過程中得到了牛志軍研究員、徐德明研究員和彭練紅教授級高工的悉心指導，在此一并表示感謝！