東海大衢島高壓麻粒巖的發現及其構造指示意義

摘要：

東海陸架作為華夏地塊東部的重要塊體，其成因問題一直存在爭議，關鍵是對其變質基底情況認識不清。本文通過對東海陸架西部舟山群島變質表殼巖開展調查與研究，在其中的大衢島發現了具有“石榴石+單斜輝石+斜長石+石英”特征組合的高壓麻粒巖，通過計算壓力-溫度視剖面圖確定其峰期變質溫壓條件為860～890 ℃、（1.28～1.32）×106 kPa，具有順時針樣式溫壓演化軌跡；峰期后經歷近等溫降壓（ITD）過程，反映了加厚地殼的快速減薄過程，其成因很可能與造山作用有關。利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，獲得該高壓麻粒巖的變質時代為（247.9±1.7）Ma，代表了峰期后麻粒巖地體抬升階段年齡。變質表殼巖的碎屑鋯石年齡介于963～339 Ma之間，既不屬于新元古界陳蔡群，也不屬于古元古界八都群，可能是一套獨立的變質沉積建造。盡管其變質時代與華夏板塊印支期退變榴輝巖相近，但變質過程迥異，可能不是同一造山帶產物。

關鍵詞：高壓麻粒巖；變質作用；鋯石U-Pb定年；大衢島；東海陸架

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20210343

中圖分類號：P588.3；P597.3

文獻標志碼：A

收稿日期：2022-10-29

作者簡介：曹譯文（1997—），女，碩士研究生，主要從事前寒武紀地質與變質巖石學方面的研究，E-mail： 863379622@qq.com

通信作者：周喜文（1970—），男，研究員，主要從事前寒武紀地質與變質巖石學方面的研究，E-mail： chouxiw@163.com

基金項目：國家自然科學基金項目（42072223）；中國地質調查局項目（DD20201116， DD20211116）

Supported by the National Natural Science Foundation of China （42072223） and the Project of China Geological Survey （DD20201116， DD20211116）

Discovery of High Pressure Granulite in the Daqu Island， East China Sea and Its Tectonic Implications

Cao Yiwen1，2， Zhou Xiwen1， Liu Jianhui1

1. Institute of Geology， CAGS， Beijing 100037， China

2. School of Earth" Sciences and Resources， China University of Geosciences（Beijing）， Beijing 100083， China

Abstract：

The East China Sea shelf is an important part of the Cathaysia block， the origin of which is still controversial because of a lack of understanding of its metamorphic basement. Based on the investigation and study on the metamorphic supracrustal rocks exposed in the Zhoushan Islands in the west of the East China Sea shelf， a high-pressure granulite with a typical mineral assemblage of “garnet+clinopyroxene+plagioclase+quartz” was identified in the Daqu Island for the first time. By calculating the p-T pseudosection， the peak metamorphic p-T conditions were determined as 860-890 ℃/ （1.28-1.32）×106 kPa with a clock-wise p-T path. This clock-wise p-T path， characteristic of a post-peak isothermal decompression （ITD） is consistent with a thinning process of thickened continental crust which may be a result of the collision. Based on LA-ICP-MS zircon U-Pb dating， the metamorphic age of the high-pressure granulite was determined as （247.9±1.7） Ma， which likely represents the age of the uplift stage. The detrital zircon ages of the metamorphic supracrustal rocks range from 963 to 339 Ma， neither belonging to the Neoproterozoic Chencai Group nor the Paleoproterozoic Badu Group， and may be an independent set of metamorphic sedimentary formations. Although its metamorphic age is similar to that of the Indosinian retrograde eclogites in the Cathaysia block， the metamorphic process is quite different， and they may not be the products of the same orogenic belt.

Key words： high pressure granulite; metamorphism; zircon U-Pb dating; Daqu Island; East China Sea shelf

0 引言

麻粒巖作為中下地殼高級變質巖石的代表，一直是變質地質學研究的熱點和前沿［1-2］。高壓麻粒巖指在較高壓力（gt;1.0 GPa）條件下所形成的麻粒巖，以基性巖石中出現石榴石+單斜輝石+斜長石+石英、泥砂質巖石中出現藍晶石+鉀長石的礦物組合為特征［3-4］。高壓麻粒巖作為更深層次的麻粒巖，往往與榴輝巖或退變榴輝巖相伴生，顯示其曾經歷大規模地殼加厚或深俯沖過程，因而有著更為特殊的構造指示意義［5］。

中國的高壓麻粒巖主要出露于華北克拉通中部的懷安、赤城、宣化、承德和建平等地［6-9］，斷斷續續呈帶狀分布，形成時代為1.90～1.85 Ga。相對于華北克拉通，華南板塊高壓麻粒巖的出露規模非常有限。除大別—蘇魯超高壓變質帶外，普遍呈點狀分布。變質時代以顯生宙加里東期和印支期為主，僅個別為早前寒武紀，如揚子板塊的崆嶺雜巖、黃土嶺麻粒巖和華夏板塊的八都雜巖等［10-11］。

東海陸架位于華夏板塊的東部，由于其范圍廣闊，巖石組成復雜，對于其是一個獨立塊體，還是華夏板塊東部的自然延伸一直存在爭議［12-14］。東海陸架基底主要由中生代花崗巖與火山巖組成，上覆巨厚的第四系沉積物。其中變質表殼巖僅在西部舟山群島的大衢島有少量出露，巖性主體為石榴黑云斜長片麻巖和角閃片麻巖，夾少量大理巖。20世紀80年代，開展1∶20萬區域地質調查時，將其歸為前震旦系陳蔡群，并有1 920～1 650 Ma的原巖年齡報道［15-16］，認為其變質程度僅達角閃巖相［17］。但是，近期我們對大衢島變質表殼巖的初步調查結果顯示，大衢島的基性角閃片麻巖中保留了石榴石+單斜輝石+斜長石+石英的高壓麻粒巖相礦物組合，表明其曾經歷了相當高程度的變質作用改造，這為進一步分析東海陸架變質基底的演化過程及其與華夏板塊之間的成因關系提供了重要巖石學證據。

1 區域地質概況與樣品產狀

大衢島位于舟山群島中部（圖1a），包括一個60 km2的主島和一系列附屬小島嶼。島內出露的主體巖石包括陳蔡群變質表殼巖、中生代火山巖和晚燕山期花崗巖（圖1b）。陳蔡群變質基底主要以天窗形式出露于主島的中部、北部雙子山島和黃澤山島的局部。主島變質基底巖性以富鋁片麻巖為主，包括黑云斜長片麻巖、石榴黑云片麻巖和夕線石榴片麻巖等，局部可見大理巖夾層。北部兩個小島出露的變質巖則以基性含石榴角閃片麻巖為主，局部夾黑云角閃片巖和大理巖。整體變質變形強烈，廣泛發育混合巖化現象（圖2）。在變質基底之上發育一套巨厚中生代火山-沉積巖系，主要有安山巖、英安巖、凝灰質角礫巖、凝灰巖、熔結凝灰巖和流紋巖等，主要出露于島南區域，與變質基底以斷層接觸。島北部則出露大規模燕山晚期花崗巖，巖性包括二長花崗巖與鉀長花崗巖，中細粒結構，塊狀構造，未見明顯變形，在花崗巖與火山巖中常見晚期花崗斑巖脈與閃長玢巖侵入。

2 分析方法

礦物電子探針成分分析在中國地質科學院地質研究所探針室完成，使用JXA-8100型電子探針分析儀進行實驗分析，加速電壓15 kV，束流2×10-8A，攝譜時間10 s，束斑5 um，ZAF校正，美國SPI公司組合標樣校正。鋯石分選工作在河北省廊坊區域地質調查院礦物分選實驗室進行。鋯石的陰極熒光圖像分析在北京大學物理學院電鏡實驗室完成，陰極熒光為Carton公司的Mono CL3+加載到FEL公司Quanta 200F型場發射掃描電鏡上，掃描電鏡的工作條件15 kV和120 nA，掃描時間為20 s。LA-ICP-MS鋯石U-Pb原位定年及微區微量、稀土元素分析在中國地質大學（北京）科學研究院激光等離子體質譜實驗室進行。分析儀器采用由美國New Wave Research公司生產的激光剝蝕進樣系統（UP193SS）和美國AGLENT科技有限公司生產的Agilent7500a型四級桿等離子體質譜儀聯合構成的激光等離子質譜儀，實驗中采用He作為剝蝕物質的載氣。激光束斑直徑為36 μｍ，波長193 μｍ，頻率為10 Hz，激光預剝蝕時間和剝蝕時間分別為5 s和45 s，U、Th、Pb元素積分時間為20 ms，其他元素積分時間為15 ms。年齡計算時以國際標準鋯石91500為外標進行同位素比值校正，以透射電子顯微鏡（TEM）為監控盲樣；元素含量以國際標樣NIST612為外標，29Si為內標。測試結果通過GLITTER4.4.4軟件計算得出，實驗獲得的數據采用Andersen［18］的方法進行同位素比值的校正以扣除普通Pb的影響，諧和圖的繪制采用ISOPLOT 3.0完成［19］，所給定的同位素比值和年齡的誤差均在１σ水平。

3 巖相學與礦物化學特征

大衢島高壓基性麻粒巖（石榴輝石角閃片麻巖）主要礦物組成（以樣品ZJ1922-1為例） 包括：石榴石（10%～15%）、單斜輝石（10%～15%）、角閃石（30%～35%）、斜長石（20%～25%）、鉀長石 （3%～5%）、石英（10%～15%），以及少量的鈦鐵礦、鋯石、榍石等副礦物。中粗粒柱狀、粒狀變晶結構，片麻狀構造。其中主要變質礦物的形態（圖3）與礦物化學特征（圖4，圖5，圖6）描述如下：

3.1 石榴石

本區高壓麻粒巖中石榴石主要以變斑晶形式出現在基質中，粒徑大小不一，多數為0.5～1.0 mm，顆粒大者可達3.0 mm以上，常與角閃石、單斜輝石等礦物相鄰共生，內部可見少量石英等礦物包體（圖3a，c）。個別小顆粒石榴石外圍被環狀斜長石包裹，構成反應邊結構（圖3b，d），顯示其曾經歷石榴石→斜長石的降壓反應過程。

電子探針分析結果顯示，本區石榴石主要由鐵鋁榴石、鎂鋁榴石和鈣鋁榴石三端員組分構成（表1），其中質量分數CaO（7.77%～8.90％）較高，MgO質量分數為4.13%～5.17％，MnO質量分數（約1.00%）極低。不同粒徑石榴石顆粒的核部成分差距并不是很大，大顆粒石榴石成分剖面顯示，其各端員組分在核部、幔部均無明顯變化，僅在最邊緣部位有稍許變化（圖3c，圖4a），表現為Fe陽離子數增高，Ca、Mg陽離子數降低，呈現典型擴散環帶特征。表明該石榴石在峰期經歷長時間高溫均一化改造后，在后期又經歷了降溫降壓反應，這與某些石榴石外圍發育斜長石反應邊的現象一致。在石榴石Gro-Alm+Spe-Prp圖解（圖4b）中，本區所有石榴石核部成分均落在麻粒巖區域也證明了上述判斷。

3.2 單斜輝石

本區高壓麻粒巖中的單斜輝石主要呈不規則短柱狀體，粒徑0.3～3.0 mm不等，常與石榴石、角閃石、斜長石等相鄰共生（圖3a，b）。一些大的單斜輝石顆粒，后期發生退變，其邊部退變為角閃石（Hb2）、斜長石（Pl2），常以殘晶狀態出現，新鮮顆粒較為少見（圖3a，b）。電子探針分析結果顯示，本區單斜輝石全部是次透輝石（表1，圖5a），不同顆粒之間成分差別不大。但是，同一顆粒不同部位的成分卻略有差異，主要表現在Al2O3質量分數上，即單斜輝石核部的Al2O3質量分數（2.20%～2.45%）明顯高于邊部（1.69%～1.77%），表明其曾經歷降壓過程改造［20］。

3.3 斜長石

本區高壓麻粒巖中的長石以斜長石為主，粒度大小不等，大的可達2～3 mm。按產出狀態主要存在3種類型：第一種是基質中的大顆粒斜長石（Pl1），與石榴石、單斜輝石、角閃石等界線平直（圖3a，c），顯示早期應是平衡共生。第二種斜長石（Pl2）呈脈狀圍繞石榴石生長，構成冠狀反應邊結構（圖3b，d）；但是，由于鏡下常見環狀生長的斜長石脈尾端連接到基質斜長石顆粒的現象（圖3b，d），表明這些大顆粒斜長石邊部很可能參與了反應，并發生了重結晶作用，因此與脈狀斜長石應為同一世代。

第三種斜長石（Pl3）比較少見，主要表現為在某些斜長石邊部出現凈邊結構，推測為晚期低溫退變產物。探針分析結果顯示（表1），本區斜長石鈣含量較高，在長石分類三角圖解中多投在中長石區域（圖5b）。但是，不同類型斜長石的成分差異明顯。主要表現在CaO質量分數變化上，即在石榴石外圍新生斜長石（Pl2）的CaO質量分數（8.64%～9.07%）顯著高于基質中大顆粒斜長石核部（Pl1）的CaO質量分數（7.75%～8.39%）。值得注意的是，同一斜長石顆粒邊部的CaO質量分數也高于核部，說明降壓過程中斜長石的成分也在不斷擴散調整。相比前兩種，第三種斜長石的成分則已經偏酸性了，并含少量鉀質（表1）。

3.4 角閃石

本區高壓麻粒巖中的角閃石含量較高，主要呈現兩種類型。第一種角閃石（Hb1）顆粒較大，形態規則，鏡下呈綠棕色，與石榴石和單斜輝石等礦物邊界平直（圖3c）；另一種角閃石（Hb2）呈細小纖維狀，鏡下呈鮮綠色，多分布在單斜輝石或石榴石邊部（圖3a，b）。兩種類型角閃石成分之間存在明顯差異（表1），大顆粒者屬于鐵韭閃石，纖維狀者屬于鐵淺閃石（圖6a）。即使是同一顆粒的核部和邊部也不相同，主要體現在鋁、鈦、硅質量分數上。大顆粒角閃石（Hb1）核部的TiO2質量分數一般都在1.8%以上，Al2O3質量分數大于10%，SiO2質量分數小于45%。該角閃石（Hb1）邊部的TiO2質量分數一般在1.0%～1.5%之間，且同一顆粒從核部到邊部呈現遞減變化，其他組分差別不大；第二種角閃石（Hb2）的TiO2質量分數普遍低于1.00%，Al2O3質量分數小于10%，SiO2質量分數大于45%。在角閃石Ti-AlⅣ圖解上，第一種都投在了高角閃巖相到麻粒巖相區域，而第二種則投在了綠片巖相到低角閃巖相區域（圖6b），反映了其形成條件的不同。

3.5 共生礦物組合演化

根據本區高壓麻粒巖的顯微反應結構與礦物化學特征，推斷其在峰期和峰期后可能經歷了3個階段的變質演化過程，各階段共生礦物組合如下：1）峰期高壓麻粒巖相變質階段（M1），共生礦物組合為“石榴石（核部）+單斜輝石（核部）+大顆粒斜長石（Pl1）核部+大顆粒角閃石（Hb1）核部+石英+金紅石+熔體”；雖然石榴石與相鄰礦物之間會發生離子交換或擴散反應，但由于內部相對封閉，受流體影響較小，早期均一化的峰期成分可能被保留。2）峰期后降壓階段（M2），共生礦物組合為“單斜輝石（邊部）+大顆粒角閃石（Hb1）邊部+反應邊斜長石（Pl2）+石英+鈦鐵礦+熔體”；在此過程中，石榴石、單斜輝石會由于壓力下降，部分轉變為斜長石（Pl2），金紅石轉變為鈦鐵礦。基質中角閃石（Hb1）作為貫通礦物，其在降溫降壓過程中自身成分發生調整，表現為從核部到邊部TiO2質量分數逐漸降低。基質中大顆粒斜長石（Pl1）成分也會發生變化，表現為從核部到邊部CaO質量分數逐漸增高。3）

Mg、Fe2+、Si、Ti均表示陽離子數。圖b：Ⅰ.麻粒巖相；Ⅱ.高角閃巖相；Ⅲ.低角閃巖相；Ⅳ.綠片巖相。

晚期降溫冷卻階段（M3），共生礦物組合為“纖維狀角閃石（Hb2）+酸性斜長石（Pl3）+石英+鈦鐵礦+榍石”；在此階段，早期的石榴石、單斜輝石顆粒退變為晚期角閃石（Hb2），斜長石邊部逐漸鈉長石化。

4 變質溫壓條件與溫壓演化軌跡

目前，估算麻粒巖相變質巖石峰期溫壓條件是一個難點，原因主要在于這些峰期礦物組合在經歷降溫降壓改造后，其成分都發生了不同程度的調整，難以反映峰期條件［21］。因此，傳統礦物對溫壓計在此受到了很大限制［22］。目前，比較可信的方法是利用定量相圖模擬巖石變質反應過程，通過與實際觀測的巖相結構與礦物化學特征對比，估算麻粒巖變質峰期及峰期后階段的溫壓條件［23］。為此，本文基于NCKFMASTHO （Na2O-CaO-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-H2O-O2） 體系模型，利用GEOPS軟件（中國地質科學院地質研究所向華博士研發）計算了大衢島高壓基性麻粒巖（樣品ZJ1922-1）的p-T（壓力-溫度）視剖面（圖7）。相平衡模擬所需全巖成分在實測巖石全巖化學分析基礎上進行了有效修定，具體數值參見圖7。

由圖7可見，本區高壓麻粒巖峰期階段（M1）共生礦物組合對應于相圖中Gt+Cpx+Pl +Hb+Qtz+Ru+Melt的穩定域，溫壓范圍較寬（760～940 ℃、（1.1～1.4）×106 kPa）。為了進一步限定該階段溫壓區間，本文采用單斜輝石XMg等值線和角閃石Ti陽離子等值線進行了投圖。可以看到，兩種等值線斜率都比較陡，表明主要受溫度控制，同時也存在一定夾角，因此可以相交控制壓力（圖7）。本區單斜輝石核部的XMg值為0.63～0.67，大顆粒角閃石（Hb1）核部Ti陽離子值為0.19～0.22，在視剖面圖中二者相交控制的溫、壓范圍為860～890 ℃、（1.28～1.32）×106 kPa。峰期后降壓階段（M2）共生礦物組合對應于相圖中Cpx+Hb+Pl+Qtz+Ilm+Melt穩定域，可見溫、壓范圍更大（圖7）。同樣，我們采用角閃石Ti的陽離子數含量等值線和斜長石XCa等值線進行了投圖。本區大顆粒角閃石（Hb1）邊部Ti的陽離子數值變化區間為0.15～0.17，第二世代斜長石（Pl2）XCa值為0.44～0.46，二者等值線相交控制的溫壓范圍為780～820 ℃、（0.86～0.92）×106 kPa。晚期冷卻階段，第三世代纖維狀角閃石（Hb2）的Ti值普遍小于0.10，其限定的溫度不超過680 ℃，壓力低于0.6×106 kPa，同時越過了巖石飽和水固相線。總體來看，變質作用從峰期M1階段到峰期后M2，再到晚期M3階段，壓力下降明顯，溫度下降相對較少，形成近等溫降壓過程（ITD），反映其曾經歷快速抬升，這與巖石中石榴石周邊普遍發育斜長石降壓反應邊的現象一致。由于巖石中未發現斜方輝石、尖晶石等低壓高溫礦物，表明其在峰期后并未經歷減壓升溫過程，而是直接降溫降壓，從而構成了一條順時針樣式p-T演化軌跡（圖7）。

5 鋯石U-Pb年代學

為了準確限定本區高壓麻粒巖的變質時代，我們又對樣品ZX1922-1開展了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年工作（圖8）。該樣品中鋯石顆粒普遍呈渾圓狀（圖8d），粒度從60～200 μm不等，多數在100 μm左右，長寬比接近1。陰極發光圖像顯示無明顯韻律環帶，整體呈不規則云霧狀（圖8d），屬于典型變質成因鋯石。由于核部未見任何碎屑鋯石殘核，表明變質改造非常強烈。鋯石Th-U-Pb與稀土元素分析結果（表2）顯示，該樣品鋯石的Th質量分數介于（1.57～45.35）×10-6之間，U質量分數介于（9.93～82.65）×10-6之間，Th/U值介于0.13～0.55之間。206Pb/238U表觀年齡非常集中，基本都在260～240 Ma之間。最老年齡為（265.9±5.0）Ma，最年輕年齡為（240.0±3.3）Ma。除去諧和度低的幾個數據點，對位于諧和線上的23個測點加權（圖8a），得到加權平均年齡為（247.9±1.7）Ma，與諧和年齡（247.9±1.5）Ma完全一致，說明年齡數據可信。鋯石稀土配分曲線顯示輕稀土虧損（圖8c），表明其結晶過程中有石榴石生成，這與巖石中石榴石較多和長英質脈體中石榴石的聚集現象一致。

6 討論

6.1 東海陸架基底變質作用特點

由于東海陸架變質基底的出露非常有限，目前僅在西部舟山大衢島和南部麗水凹陷靈峰一井的巖心中見到［16，24］，因此有關其變質作用演化方面的資料并不是很多。蘭玉琦等［17］在對出露于舟山、諸暨、義烏、龍游等地區的陳蔡群變質表殼巖開展研究后，認為其主要由上下兩部分巖石組合構成：下部以斜長角閃巖-變粒巖-大理巖-石英巖組合為主，上部以富鋁片巖-片麻巖-變粒巖組合為主，局部夾斜長角閃巖、夕線石榴片麻巖和石墨黑云片麻巖，總體相當于孔茲巖系。對于其變質作用，蘭玉琦等［17］認為其經歷了兩階段變質作用改造：早階段為低角閃巖相，形成Hb+Pl+Qtz（變質基性巖）和Gt+Sil（夕線石）+Bt+Pl（變質泥砂巖）的礦物組合，變質溫壓條件為530～580 ℃、（0.4～0.5）×106 kPa；晚階段達到高角閃巖相，形成Cpx+Hb+Pl+Qtz（變質基性巖）的礦物組合，變質溫壓條件為600～700 ℃、（0.6～0.8）×106 kPa，并認為東部舟山地區的變質程度高于西部龍游等地區，但是對于陳蔡群區域變質作用p-T演化軌跡的樣式作者并沒有討論。趙國春等［25］也認為陳蔡群變質作用為角閃巖相，并給出一條順時針樣式p-T-D軌跡，但是其所研究區域并未包含舟山群島變質表殼巖。

本文對舟山大衢島石榴石輝石角閃片麻巖（高壓基性麻粒巖）的研究結果表明，巖石中保留有Grt+Cpx+Pl+Hb+Qtz+Ru+Melt的峰期階段（M1）礦物組合，其在p-T視剖面圖中的穩定溫度在750 ℃以上，壓力大于1.1×106 kPa（圖7）。同時，石榴石普遍發育核部成分均一的擴散環帶（圖4a），反映其曾經歷長時間高溫改造［21］。大顆粒石榴石、角閃石（Hb1）的核部成分均落在了麻粒巖相區域（圖4b，6b）。區內泥質麻粒巖和個別基性麻粒巖樣品中存在條紋長石，表明其峰期為三元長石，溫度至少在800 ℃以上。這些證據都表明本區的變質作用程度已經大大超過前人所認為的高角閃巖相范疇，而是達到了高壓麻粒巖相［3］。通過計算p-T視剖面圖相應礦物組合域單斜輝石XMg和角閃石Ti等值線，我們獲得峰期階段（M1）的變質溫壓條件為860～890 ℃、（1.28～1.32）×106 kPa。峰期后降壓階段（M2）形成的礦物組合Hb+Cpx+Pl+Qtz+Ilm+Melt與蘭玉琦等［17］報道的基性巖峰期礦物組合Cpx+Hb+Pl+Qtz大體相當，但是我們通過p-T視剖面圖所限定的溫壓條件780～820 ℃、（0.86～0.92）×106 kPa明顯高于他們的估算結果（600～700 ℃、（0.6～0.8）×106 kPa）。這一方面可能是受傳統礦物溫壓計估算精度限制，更主要還是與前人所采集樣品變質程度不高有關。野外觀察表明，大衢島變質表殼巖普遍遭受了退變質改造，高壓麻粒巖僅在個別地段有所保留。本區變質峰期后M3階段普遍發育的纖維狀角閃石（Hb2）和部分鈉質化斜長石（Pl3），很可能與這期退變質作用有關。本區石榴角閃片麻巖中，廣泛存在石榴石被晚期斜長石（Pl2）圍繞生長，構成冠狀反應邊結構的現象（圖3b，d），表明從峰期M1階段到峰期后M2階段，變質過程以減壓反應為主。晚期可見早期的石榴石和單斜輝石退變為纖維狀角閃石（Hb2），顯示以降溫過程為主，這樣就構成了順時針樣式的p-T演化軌跡（圖7），反映了一個加厚地殼的減薄過程，說明其成因與造山作用過程有關。

6.2 大衢島變質基底原巖與變質時代

有關大衢島變質基底的年齡資料較少，早期開展區域地質調查時雖有1 920～1 695 Ma的原巖年齡報道［15-16］，但都是用傳統的銣鍶、釤釹等時線法獲得，可靠性較低。近年，姜楊等［26］首次對島內變質表殼巖系統地開展了激光鋯石U-Pb定年工作，結果顯示，黑云斜長片麻巖保留有963～465 Ma的碎屑鋯石，大理巖保留有457～339 Ma的碎屑鋯石，二者的變質增生鋯石年齡為270～260 Ma，同時測得侵入變質巖的偉晶巖脈鋯石年齡為（258.0±1.6）Ma。據此，作者認為大衢島變質巖的原巖沉積于古生代，并遭受了海西期的構造熱事件改造，不同于遭受加里東期改造的陳蔡群變質巖系［26］。

本文對大衢島一件高壓基性麻粒巖樣品（ZJ1922-1）的激光鋯石U-Pb定年結果顯示（圖8，表2），巖石中基本沒有殘留碎屑鋯石，鋯石CL圖像都呈現不規則云霧狀，鋯石稀土配分圖顯示重稀土明顯虧損，具有變質鋯石典型特征。206Pb/238U表觀年齡非常集中，基本都在260～240 Ma之間。在鋯石U-Pb年齡諧和圖上，所有數據點都位于諧和線（圖8a）上，加權平均年齡為（247.9±1.7）Ma，應代表了本區高壓麻粒巖的變質時代。但是，該年齡與島上其他巖石所得變質年齡（260 Ma）［26］相比明顯年輕，相差達到10 Ma以上，這對于顯生宙變質事件來說，顯然超出了定年誤差允許的范圍。之所以如此，可能主要與測試樣品變質程度差異有關。姜楊等［26］所報道的樣品，不論是斜長角閃巖還是黑云斜長片麻巖，都不含或含極少量（小于3%）的石榴石，表明其所處地殼層位較淺，變質程度僅達角閃巖相［17］。本文測試的樣品中石榴石、單斜輝石含量都達到了約15%，并保留有“石榴石+單斜輝石+斜長石+石英”的高壓麻粒巖相礦物組合，表明其變質時處于中下地殼層位，變質程度大大高于角閃巖相，這與巖石中碎屑鋯石全部被改造為變質鋯石的現象吻合。對于這種變質鋯石定年結果的指示意義，學者多傾向于代表變質地體的抬升階段［23，27］。張穎慧等［27］通過計算恒山高壓基性麻粒巖含Zr體系的p-T視剖面圖，發現在巖石溫壓條件超過固相線發生部分熔融時，鋯石會部分進入熔體，在后期抬升過程中再重新結晶。對于同一地體，變質程度較低巖石的變質年齡則代表進變質階段［28］。因此，本文認為大衢島變質表殼巖的形成時代可能跨越了古生代與中生代，進變質階段發生于260 Ma左右，晚期退變質抬升階段年齡為（247.9±1.7）Ma。

6.3 構造指示意義

華夏板塊顯生宙普遍遭受了加里東期和印支期構造熱事件的強烈改造，形成大面積分布的變質表殼巖和同時期花崗巖［29］。但是，對于這兩期構造熱事件的性質和構造背景卻存在較大爭議，主要集中在是陸內造山［30-34］、陸-陸碰撞造山［11，35-40］，還是陸緣增生造山［41-44］幾種截然不同的觀點上。Zhao等［45］總結華夏板塊浙閩地體變質表殼巖的形成年齡時，發現加里東期與印支期變質巖石在空間上存在明顯的分帶性，前者主要分布在西北部，以新元古界陳蔡群、周潭群、麻源群為代表，后者主要分布在東南部，以古元古界八都群為代表。后有學者以此為基礎，進一步將華夏板塊分為東華夏地塊和西華夏地塊，認為二者通過多期次構造熱事件依次拼貼到華南大陸之上［38］。

華夏板塊不論是加里東期還是印支期構造熱事件都有高壓麻粒巖（或退變榴輝巖）的報道。加里東期高壓麻粒巖以浙江龍游、諸暨陳蔡和閩北桃溪地區為代表［33，46-47］，印支期則以遂昌大柘和松陽高亭地區為代表［11，39］。前者變質時代集中在430～410 Ma之間，后者變質時代集中在250～230 Ma之間，都具有順時針樣式p-T演化軌跡，反映其成因與造山作用有關。東海陸架西部大衢島出露的變質表殼巖，由于遠離大陸，工作程度低，很長時間被當作新元古界陳蔡群看待［17］。但是，最新鋯石U-Pb定年結果顯示其所含碎屑鋯石年齡分布于963～339 Ma之間［26］，反映其主要沉積于古生代，與陳蔡群850 Ma的沉積時限相距甚遠，不可能為一套沉積建造。此外，本區變質巖記錄的變質鋯石年齡（260～247 Ma）也完全不同于陳蔡群所記錄的加里東期主變質年齡。相反，本區高壓麻粒巖所獲得的變質鋯石年齡（（247.9±1.7） Ma）與浙西南龍泉、遂昌、松陽地區八都群變質基底所記錄的印支期改造年齡（250～230 Ma）［45，48-49］非常接近，與Zhao等［11，39］報道的松陽地區八都群退變榴輝巖（（248±2）Ma）和高壓泥質麻粒巖（（249±2）Ma）的變質年齡幾乎相同。那是否意味著本區變質表殼巖是早前寒武紀八都群的一部分呢？顯然也不可能，因為八都群的碎屑鋯石年齡全部在1 850 Ma以上［20，49］。因此，東海大衢島出露的變質巖系既不屬于新元古界陳蔡群，更不屬于古元古界八都群，很可能是一套獨立的變質沉積建造。

既然東海陸架變質基底在華夏板塊內部很難找到與之相對應的變質沉積建造，那么是什么原因導致二者在幾乎相同時間內遭受了高壓麻粒巖相變質作用改造？如何看待東海陸架與華夏板塊的成因關系？目前看來，有幾種可能：1）東海陸架基底本身就是華夏板塊的一部分，只是靠近邊緣，在中晚古生代接受陸源碎屑沉積后，于二疊紀末與八都群一起遭受了造山作用改造，形成高壓麻粒巖。后由于中、新生代東部陸緣的持續拉伸作用，導致其逐漸遠離內陸，從而找不到相對應的沉積建造；2）東海陸架是一個獨立微陸塊，在二疊紀末與華夏板塊碰撞造山，引發麻粒巖相—榴輝巖相變質作用：3）東海陸架是一個獨立微陸塊，其二疊紀末與另一個不知名塊體發生碰撞，形成高壓麻粒巖，之后在中生代晚期與華夏板塊拼貼到一起。以現有證據推斷，本文認為第三種情況的可能性更高，原因如下：1）大衢島高壓麻粒巖雖然與松陽地區八都群退變榴輝巖變質時代相同，且都具有順時針樣式p-T演化軌跡，但是二者的變質溫壓條件與礦物組合演化過程迥異。后者峰期達到了榴輝巖相，峰期后石榴石外圍廣泛發育單斜輝石+斜長石+角閃石的后成合晶，基質中斜長石很少。大衢島變質巖只是達到了高壓麻粒巖相，基質中存在大量斜長石，石榴石外圍僅僅是發育了脈狀的斜長石反應邊（圖3b，d），說明壓力降幅有限；2）地球物理資料顯示東海陸架與華夏板塊之間巖石圈結構存在一個隱形的分界［14，50］；3）東南沿海的長樂—南澳構造帶變質、變形及晚中生代巖漿活動強烈，有可能是華夏板塊與東海陸架的構造邊界。當然，由于東海陸架地域廣闊，變質基底巖石出露又十分有限，了解其真正成因和演化過程尚需更多證據。

7 結論

1）首次在東海大衢島發現了具有“石榴石+單斜輝石+斜長石+石英”特征組合的高壓麻粒巖，通過計算p-T視剖面圖確定其峰期變質溫壓條件為860～890 ℃、（1.28～1.32）×106 kPa，具有順時針樣式p-T演化軌跡，反映其成因與造山作用有關。

2）通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年手段，確定高壓麻粒巖的變質時代為（247.9±1.7）Ma，代表了峰期后麻粒巖地體抬升階段年齡。

3）東海陸架變質基底既不屬于新元古界陳蔡群，也不屬于古元古界八都群，可能是一套獨立的變質沉積建造。盡管其變質時代與印支期退變榴輝巖相近，但變質過程迥異，可能不是同一造山帶產物。

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