安慶大龍山復式巖體年代學和地球化學研究

汪 波 汪方躍

（1.中國建材材料工業地質勘查中心安徽總隊；2.合肥工業大學資源與環境工程學院；3.安徽省礦產資源與礦山環境工程技術研究中心）

長江中下游沿岸發育2條A型花崗巖帶，位于長江南北兩側，北側主要為安慶的大龍山巖體和黃梅尖巖體，南側主要為花園鞏巖體、茅坦巖體、板石嶺巖體、浮山巖體，再往東可以延伸到蘇州巖體［1-2］。這些巖體多表現為復式巖體，主要有石英正長巖組成，一些區域發育正長巖、二長巖和演化晚期的堿長花崗巖。

大龍山復式巖體位于安徽省內，屬于2條A型花崗巖帶的江北分帶，主要由正長巖、石英正長巖、鉀長花崗巖、二長巖等組成［2］。早期地質填圖顯示大龍山巖體西南角發育一定量的石英二長斑巖。最新野外調查發現，大龍山復式巖體內部一處出露石英二長斑巖，規模為3～5 m的橢圓體，部分斑巖以包體形式被正長巖包裹，約10 cm。該區域發育的閃長質巖石的形成時代及其源區性質未有文獻報道，正長巖與斑巖的地質關系尚未確定。這對進一步理解大龍山復式巖體的形成過程有所制約。

本文通過大龍山巖體中石英正長巖與二長斑巖的年代學和地球化學特征研究，確定其形成時代和源區特征，約束對該地區中生代巖石形成的大地構造背景。

1 地質背景和采樣

安慶大龍山位于大別隆起東翼、下揚子斷裂坳陷帶中段、廬樅火山盆地的西南緣，郯廬斷裂和長江斷裂的夾持區域，北東向連接城山巖體、黃梅尖巖體，構成安慶—廬江石英正長巖帶［3］。

大龍山巖體周圍出露的地層為中、下侏羅統象山群長石石英砂巖和早白堊世火山巖（角閃安山巖、粗安巖、凝灰巖等），上三疊統及中、下侏羅統為1套巨厚海陸交互相和陸相含煤碎屑沉積建造，上侏羅統和下白堊統為1套巨厚中偏堿性火山系。大龍山巖體呈巖基狀侵入銅頭尖組（T2t）等地層中。大龍山復式巖體的主體為正長巖-石英正長巖，外圍主要由銅頭尖組砂巖和第四紀沉積地層。

正長巖西南部和巖體內部發育一些閃長巖巖體，其中最大的為西南部的巖體，出露面積約3 km2，東南部也出露一些閃長巖巖體（圖1）。野外地質調查發現正長巖巖體內部發育零星的二長斑巖。大龍山巖體侵入巖中，正長巖含大量石英、鉀長石、斜長石以及少量的黑云母與角閃石，副礦物主要包括鋯石、磷灰石等。二長斑巖的斑晶主要為石英、斜長石，偶見角閃石斑晶，基質部分主要為細小顆粒的長石、石英等礦物組成，副礦物主要為磷灰石和鋯石等。

2 分析方法與測試結果

對大龍山復式巖體樣品開展了主/微量元素分析及鋯石U-Pb年代學分析，微量元素通過Elan 610 DRCII分析儀完成。鋯石U-Pb原位定年分析通過LA-ICP-MS（Geolaspro 193nm ArF準分子激光器和7700e ICP-MS）分析完成。鋯石定年的具體分析方法介紹參見文獻［4］。

2.1 鋯石U-Pb年齡

大龍山復式巖體2件樣品鋯石形態主體表現為自形，無色透明。從鋯石的陰極發光圖像顯示，鋯石內部顯示出典型的巖漿成因振蕩環帶結構（圖2）。基于鋯石的協和度特征（＞95%），正長巖（DLS-2）有效鋯石為24顆，二長斑巖（DLS-13）有效鋯石為17顆。定年結果表明，大龍山巖體正長巖206Pb/238U加權平均年齡為126.58±0.89 Ma（n=25，MSWD=1.1），二長斑巖206Pb/238U加權平均年齡為137.80±0.8 Ma（n=13，MSWD=0.99）（圖2）。

2.2 巖石地球化學特征

大龍山復式巖體巖漿巖主要落在花崗巖、正長巖、石英二長巖區域內。正長巖類全部分布于鉀玄巖系列區域，而二長斑巖類則與高鉀鈣堿性系列、鈣堿性系列、低鉀（拉斑）系列區域皆有分布。

巖石Mg#值計算結果表明，正長巖Mg#值在2～38，平均值為19，不具備高鎂特征，其Mg#與SiO2含量呈現出一定負相關關系。二長斑巖Mg#值在48～65，其平均值為54，Mg#值較高，并且不隨SiO2變化發生明顯變化。

大龍山正長巖具有右傾的輕稀土富集特征，（La/Yb）N的范圍為5.69～17.28。二長斑巖（La/Yb）N為16.63～26.67；正長巖的δEu均值為0.46，表現出明顯負常，而二長斑巖的δEu均值為0.96，接近1，并無明顯異常，表明正長巖在演化過程中可能存在大量的斜長石分離結晶，而二長斑巖的斜長石結晶分異不顯著。

大龍山正長巖微量元素上表現為富集Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素，而虧損Ba、Sr。二長斑巖微量元素特征表現為富集，如Sr、Ba、虧損Nb-Ta-Zr-Hf等高場強元素。兩者在高場強、稀土元素含量上均存在顯著差別。

3 討論

3.1 大龍山復式巖體形成時代

前人研究主要集中在大龍山復式巖體中的主體，即正長巖部分，并對其開展了大量的年代學工作［5］，表明其形成年齡為124～126 Ma。本文對石英正長巖鋯石獲得年齡（126.58±0.89 Ma）與前人在誤差范圍內一致，也與長江中下游地區2條A型花崗巖帶中其他A型花崗巖巖體的形成時代一致，形成于早白堊世。

二長斑巖中鋯石年齡為137.80±0.8 Ma，該形成時代與安慶地區出露的閃長巖類巖體，如總鋪巖體、月山巖體的形成時代一致［5-6］。該時代與長江中下游第一期的巖漿活動一致（148～135 Ma），可能與銅-金-鐵礦床有成因聯系。

3.2 巖石成因

3.2.1 正長巖

化學成分上，A型花崗巖富硅、堿、貧鈣、鎂、鋁、（K20+Na20）/A1203和FeOT/MgO值高，富Rb、Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Ga、Y，貧Sr、Ba、Cr、Co、Ni、V，并具有顯著的負Eu異常，Ga/A1值高。本文采用4個花崗巖圖解判別大龍山正長巖巖石屬性（圖3）。圖3（b）中，正長巖的Nb含量偏低，導致其部分落在了I、S、M花崗巖范圍內，但是在圖3（a）（c）（d）中，正長巖可以很好地落在A型花崗巖范圍內，這表明大龍山主體正長巖巖類為A型花崗巖。二長斑巖明顯不同于正長巖類型，為典型的I型花崗巖。

3.2.2 二長斑巖

判別埃達克質巖的2個重要參數為Sr/Y和（La/Yb）N比值。大龍山巖體二長斑巖在埃達克質巖判別圖解上全部落于埃達克巖區域內（圖4（a））。圖4（b）顯示，二長斑巖樣品點全部落于俯沖型埃達克巖區域，這暗示了大龍山巖體閃長斑巖起源于俯沖洋殼，而非加厚或者拆沉下地殼成因。二長斑巖具有較高的Mg#也表明其可能受到上覆地幔楔的影響。因此，二長斑巖的高Si和高Mg#特點不能用簡單的富集地幔熔融和結晶分異來解釋。同時，在Yb+Nb-Rb構造判別圖解中（圖5（a）），二長斑巖落在火山弧范圍內，指示其可能形成于火山弧環境。上述地球化學特征表明，大龍山復式巖體中的二長斑巖可能形成于大陸弧俯沖擠壓背景下的俯沖洋殼熔融與上覆地幔楔相互作用。

3.3 大龍山復式巖體形成的構造背景

前人將A型花崗巖分為2類：A1型花崗巖具有類似洋島玄武巖的化學成分特征，形成于陸內裂谷或板內環境；A2型花崗巖具有類似島弧玄武巖的化學成分特征，形成于陸陸碰撞或島弧環境。在Y/Nb-Yb/Ta和Nb-Y-Ce圖解中（圖5（b）（c）），大龍山的正長巖均落在A1型花崗巖區域內。Yb+Nb-Rb圖解中，正長巖形成于板內構造環境，而二長斑巖落在俯沖背景下島弧花崗巖范圍內，這表明2類巖石形成的構造背景及過程均存在較大差異。

綜合鋯石年代學及地球化學特征，認為安慶大龍山地區復式巖體形成的構造環境曾經發生過巨大變化，表現為從早期的早白堊世俯沖環境演變為后期板內地殼拉張環境。大龍山復式巖體形成的過程可能如下：安慶地區在早白堊世時，位于古太平洋板片向西俯沖至歐亞大陸之下，表現為俯沖的擠壓背景。俯沖的熱洋殼熔融并混染了俯沖沉積物形成的熔體，并上升經過上覆地幔楔，形成了大龍山復式巖體中的具有高Mg#埃達克質特征二長斑巖及閃長巖；隨著俯沖板片的后撤，軟流圈地幔上涌，引起了上覆富集的巖石圈地幔熔融，形成了大規模的火山巖及后期板內正長巖。

4 結論

（1）鋯石年代學結果表明，大龍山復式巖體正長巖和二長斑巖206Pb/238U加權平均年齡分別為126.58±0.89 Ma和137.80±0.80 Ma。

（2）大龍山復式巖體中二長斑巖為俯沖型埃達克質巖，形成于火山弧構造環境。石英正長巖為A型花崗巖，A1亞類，形成于板內構造環境。

（3）安慶地區早白堊世時可能經歷了板塊俯沖背景下的俯沖擠壓背景轉換到俯沖板片后撤后的地殼減薄拉張的陸內環境。