大別地區構造與地殼演化

關鍵詞 大別地區；碎屑鋯石；U-Pb-Hf同位素；地殼演化；巖漿變質事件

第一作者簡介 汪子祺，女，2000年出生，碩士研究生，資源與環境，E-mail： wiskywang@foxmail.com

通信作者 田洋，男，正高級工程師，E-mail： 41834572@qq.com

中圖分類號 P597 文獻標志碼 A

0引言

大陸地殼生長與演化及宜居地球的形成是地質學領域研究的焦點科學問題[1]。大別地區位于揚子克拉通東北緣，是華南板塊與華北板塊中生代俯沖—碰撞的匯聚帶，也是全球碰撞造山帶研究的焦點地區[2]。由于大陸碰撞和抬升導致古老基底巖石出露，為揭示揚子克拉通地殼形成演化提供了寶貴素材。鋯石在地殼循環過程中具有良好的穩定性，其U-Pb年齡可真實地反映巖漿結晶年齡及經歷的構造熱事件信息，Lu-Hf同位素組成是示蹤源區特征及地殼生長事件的重要手段，兩者相結合可為揭示地殼形成與演化提供重要依據[3?5]。近些年來，大別地區早期基底巖石及鋯石年齡信息的相繼發現，使得該地區成為研究早期地球演化的重要場所。如：在大別木子店地區，Qiu et al.[6]識別了3顆年齡為4.0 Ga的繼承巖漿鋯石，Wang et al.[7]發現了3.81～3.77 Ga的TTG片麻巖與3.65 Ga斜長角閃巖，Qiu et al.[8]判識的2.49～2.41 Ga TTG片麻巖中的鋯石具有弱富集的Hf同位素，反映了冥古宙地殼生長事件；徐大良等[9]在蘄春地區報道了2.9～2.4 Ga的片麻巖；Zhao et al.[10]在大別南緣浠水地區鑒別出2.51～2.47 Ga的高鉀花崗巖片麻巖，其記錄的地殼生長歷史可追溯至～3.80 Ga，峰值為3.8～3.7 Ga和3.5～3.4 Ga；邱嘯飛等[11]在團風地區識別了～2.0 Ga的混合巖；田洋等[12]在賈廟地區原大別巖群解體出2.63～2.5 Ga的片麻狀花崗巖等。然而，這些基底巖石往往呈透鏡狀產出于晚期花崗質巖石中，規模十分有限，限制了對大別地區地殼生長的理解。與之相比，河流流經范圍大，運移能力強，其沉積物可攜帶流經區域地質體的信息[13]，其中的鋯石可以更全面地反映物源區大陸地殼生長和演化信息[5，14?18]。

本文通過分析大別地區不同河流碎屑沉積物中鋯石U-Pb-Hf同位素組成，揭示物源區特征，并綜合區域巖漿、變質記錄，恢復大別地區巖漿—構造熱—地殼生長事件歷程，為大別地區乃至揚子克拉通的地殼生長提供新證據。

1 區域地質背景

秦嶺—桐柏—大別—蘇魯造山帶是華北克拉通與華南板塊之間的碰撞造山帶，大別造山帶位于該造山帶的中部[2]。商城—麻城斷裂帶將大別造山帶分為東、西兩部分（圖1）。按變質級別由北到南依次為北淮陽低級變質帶、北大別高溫超高壓榴輝巖相變質帶、中大別中溫超高壓榴輝巖相變質帶、南大別低溫超高壓榴輝巖相變質帶以及宿松低溫高壓藍片巖相變質帶五個構造單元，各單元之間均被斷層分隔[21?27]。

研究區位于東大別之北大別變質帶，主要出露新元古代花崗質片麻巖，地層出露較少。地層主要為新太古界木子店巖組，古—中元古界大別巖群與第四系。木子店巖組以含條帶狀（紫蘇輝石）磁鐵角閃石英巖為特征，主體巖性為（含榴）黑云角閃斜長片麻巖（變粒巖）、（含榴）斜長角閃巖。大別巖群主要巖性為黑云二長（或斜長）片麻巖、變粒巖、淺粒巖、斜長角閃巖、白云石大理巖、磁鐵角閃大理巖及少量黑云石英（片）巖，巖漿巖主要為白堊紀二長花崗巖、正長花崗巖。另有斜長角閃巖及太古宙—古元古代早期花崗質巖石零星出露。

2 樣品采集及分析方法

2.1樣品采集

本文鋯石U-Pb-Hf同位素分析樣品采自東大別一字水、但店與木子店地區的3條河流（圖2）。樣品YZS-10G采自賈廟鄉一字水（圖2a），采樣坐標：115°4′51.59″ E，30°45′27.81″ N；樣品DD-1G 采自但店五桂河（圖2a），采樣坐標：115°11′26.63″ E， 30°47′2.57″ N；樣品GSH-1G采自木子店地區觀石河（圖2b），采樣坐標：115°21′3.36″ E， 31°11′33.60″ N。三處河流碎屑沉積物均采自邊灘，主要為含礫不等粒砂，礫石成分為花崗質巖石，含量5%～8%；不等粒砂主要為石英，其次為花崗質巖屑與長石，含有少量磁鐵礦、角閃石與黑云母等暗色礦物。

2.2分析方法

鋯石挑選、制靶、透射光、反射光和陰極發光照相均在武漢上譜分析科技有限責任公司完成，樣品經粉碎、淘洗后，采用重選和磁選技術進行初步分選，然后于雙目鏡下手工挑選。將代表性鋯石粘在環氧樹脂上進行制靶，拋光使其暴露1/3～1/2晶面，進行顯微照相[28]。其中陰極發光圖像拍攝儀器為配備有GATAN MINICL系統的高真空掃描電子顯微鏡（JSM-IT100）。工作電場電壓為10.0～13.0 kV，鎢燈絲電流為80～85 μA。

鋯石的U-Pb定年在中國地質調查局武漢地質調查中心同位素地球化學實驗室完成。鋯石U-Pb定年分析利用RESOlution LR 193 nm 激光剝蝕系統和ICAP-Q電感耦合等離子體質譜的聯用裝置（LA-ICPMS）完成。分析所用激光束斑直徑為29 μm，激光束能量密度4 J/cm²，頻率為3 Hz。樣品測試時，每個點的分析時間為90 s，其中背景信號15 s，樣品剝蝕45 s，尾吹30 s。鋯石U-Pb定年分析采用鋯石標準物質91500為外標進行同位素分餾校正，每分析10個樣品點分析2次91500，同時采用Tanz為監控樣[29]。詳細操作條件和分析方法見Zong et al.[30]。鋯石樣品的同位素比值和元素含量采用軟件ICPMSDataCal進行數據處理分析[31]，U-Pb諧和年齡和加權平均年齡計算及繪圖采用軟件Isoplot 3.0 完成[32]。使用EXCEL 程序ComPbCorr#3_15G 進行普通鉛校正[33]。對大于等于1000 Ma的鋯石，選擇207Pb/206Pb年齡，對小于1000 Ma的鋯石選擇206Pb/238U年齡，并剔除協和度小于90%的年齡，最后采用Isoplot R做碎屑鋯石年齡頻率直方圖與年齡諧和圖。分析數據見附表1。

選取已獲得U-Pb年齡的代表性諧和鋯石進行Hf同位素分析。鋯石Lu-Hf同位素分析在中國地質調查局武漢地質調查中心同位素地球化學實驗室完成，所用儀器同鋯石U-Pb定年分析。分析點選在鋯石U-Pb分析點上或附近（圖3）。激光束斑直徑為43μm，激光剝蝕時間60 s，激光頻率6 Hz，激光能量密度為4 J/cm²。分析過程中采用鋯石標準物質Ple?ovice、Penglai作為監控樣，鋯石Hf同位素數據處理分析采用軟件ICPMSDataCal完成。Hf同位素計算參數選取λ¹⁷⁶Lu=1.867×10^-11[34]；¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷HfCrust=0.015[35]；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷HfCHUR=0.282793，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷HfCHUR=0.033 800[36]，¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷HfDM=0.283 250，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷HfDM=0.038400^[37]。分析數據見附表1。

3測試結果

3.1鋯石U-Pb特征

樣品YZS-10G鋯石多為淺褐色（圖3），少量灰白色，短柱狀或橢圓狀為主，長寬比介于1∶1～3∶1，長軸一般介于100～300 μm，大部分鋯石的圓度較好。多數鋯石具有明顯的韻律環帶和相對較亮的CL圖像，指示巖漿成因；部分鋯石韻律環帶不太明顯或消失，可能指示變質成因。選取60顆鋯石進行鋯石U-Pb年齡分析，獲得56組諧和度大于90%的有效年齡，其中6顆鋯石的Th/U比值小于0.1，CL圖像無明顯分帶，指示其變質成因。其中1顆為新太古代變質鋯石，年齡為2587 Ma，5顆年齡集中于古元古代（～2.0 Ga），分別為1937 Ma、1940 Ma、2000 Ma、2022 Ma、2125 Ma。剩余50組鋯石Th/U比值介于0.19～2.10，CL圖像顯示清晰或略微模糊的巖漿振蕩環帶，指示巖漿成因。鋯石諧和年齡可分為3個年齡段（圖4a）：2630～2468 Ma的鋯石19顆，占比34%，峰值年齡為2615 Ma；2035～1 912 Ma的鋯石5顆，占比9%，峰值年齡為1 941 Ma；866～767 Ma 的鋯石7顆，占比13%，峰值年齡為789 Ma。

樣品DD-1G大部分鋯石呈灰色，少部分呈亮白色，多為長柱狀或橢圓狀顆粒，長寬比可達4∶1，長軸100～400 μm。鋯石多為棱角狀或角礫狀，圓度較差。選取63顆鋯石進行U-Pb定年，獲得了58組諧和度大于90%的有效年齡（圖3）。其中有7顆鋯石的CL圖像無明顯分帶，Th/U比值小于0.1，指示了變質成因，1顆古元古代變質鋯石年齡為1 977 Ma，1顆三疊紀變質鋯石為203 Ma，剩余5 個為白堊紀早期，變質年齡為127～121 Ma；剩余51組鋯石的Th/U比值介于0.17～1.40，CL圖像顯示明顯韻律環帶，為巖漿成因鋯石，年齡分布表現4個明顯峰值（圖4b）：2 676～2 545 Ma的鋯石11顆，占比19%，峰值年齡為2 672 Ma；1913～1830 Ma的鋯石10顆，占比17%，峰值年齡為1 871 Ma；890～748 Ma 的鋯石15 顆，占比26%，峰值年齡為812 Ma；1顆白堊紀巖漿鋯石，其年齡為128 Ma。

樣品GSH-1G的鋯石大部分呈灰白色，形態以短柱狀或橢圓狀為主，少量呈不規則狀，長寬比介于1∶1～4∶1，長軸100～400 μm，形狀多為渾圓狀，圓度較好。選取82顆鋯石進行U-Pb年齡分析獲得71組有效年齡，其中4顆鋯石的Th/U比值小于0.1，CL圖像無明顯分帶，指示變質成因，其中3顆為中生代變質鋯石，年齡分別為128 Ma、133 Ma和211 Ma；剩余1 顆變質鋯石年齡387 Ma。剩余67 組諧和鋯石的Th/U 比值介于0.14～2.20，CL 圖像發育明顯韻律環帶，指示其為巖漿鋯石。67組巖漿鋯石顯示3個峰值段（圖4c），包括：2515～2424 Ma的鋯石15顆，占比10%，峰值年齡為2 500 Ma；1915～1 812 Ma的鋯石5顆，占比7%，峰值年齡為1874 Ma；142～120 Ma的鋯石40顆，占比60%，峰值年齡為128 Ma。

3.2鋯石Hf 同位素特征

本次工作分別獲得樣品YZS-10G中21顆、DD-1G中29顆和GSH-1G中32顆，共計82顆鋯石的Hf同位素組成。樣品YZS-10G中4顆大于2.8 Ga的中太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.000864～0.001163，平均值為0.000 945；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.280715～0.280963，平均值為0.280801；其εHf（t）值介于-8.8～-1.5（圖5），對應的Hf二階段模式年齡（tDM2）變化介于3848～3371 Ma（圖6）。8顆2.8～2.5 Ga的新太古代巖漿鋯石176Hf/177Hf介于0.000 297～0.000799，平均值為0.000 588；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.280 935～0.281107，平均值為0.281049；ε_Hf（t）值介于-0.8～-4.3，對應的tDM2介于3 414～3 164 Ma。2顆年齡為1 945 Ma、2011 Ma的古元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000 864～0.001895，平均值為0.001380；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.281129～0.281163，平均值為0.281146；ε_Hf（t）值為-15.8、-14.5，對應的tDM2分別為3538 Ma、3511 Ma。3顆900～700 Ma的新元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.000 690～0.000 874，平均值為0.000771；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值介于0.281915～0.282 212，平均值為0.282 014；εHf（t）值介于-13.8～-1.8，tDM2介于2515～1824 Ma。

樣品DD-1G中1顆結晶年齡為2.85 Ga的中太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值為0.000680；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值為0.280956；ε_Hf（t）值為-1.0（圖5），tDM2為3354 Ma（圖6）。6顆結晶年齡介于2.8～2.5 Ga的新太古代鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000491～0.000958，平均值為0.000713；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.281001～0.281474，平均值為0.281 154；ε_Hf（t）值介于-6.2～12.7，t_DM2 介于3428～2366 Ma。8顆結晶年齡2.1～1.8 Ga的古元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000374～0.001027，平均值為0.000 585；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.281 031～0.281332，平均值為0.281191；εHf（t）值介于-18.7～-10.3，t_DM2 介于3693～3153 Ma。9顆結晶年齡900～700 Ma 的巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 介于0.000705～0.002111，平均值為0.000 878；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.282 353～0.282 547，平均值為0.282427；ε_Hf（t）值介于-8.2～10.6，t_DM2在2205～1072 Ma范圍變化。樣品DD-1G中3粒變質鋯石結晶年齡分別為122 Ma、127Ma和203 Ma，ε_Hf（t）值分別為-38.9、-20.9和-11.3，t_DM2分別為3 539 Ma、2441 Ma和1 904 Ma。

樣品GSH-1G中2顆3 646 Ma、3604 Ma的始太古代巖漿鋯石176Hf/177Hf為0.000543、0.001 115，平均值為0.000 829；176Hf/177Hf比值為0.280289、0.280347，平均值為0.280318；ε_Hf（t）值為-5.1、-6.7（圖5），t_DM2為4 235 Ma、4297 Ma（圖6）。1顆結晶年齡為3245 Ma的古太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf為0.000512；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值為0.280 444；ε_Hf（t）值-9.6，t_DM2為4184 Ma。1顆結晶年齡為2500 Ma的新太古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf為0.000 155；¹⁷6Hf/¹⁷⁷Hf 比值為0.280 746；ε_Hf（t）值為-15.6，t_DM2為3 957 Ma。3顆結晶年齡2.1～1.8 Ga的古元古代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf介于0.000144～0.001273，平均值為0.000 788；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.280574～0.281557，平均值為0.280922；ε_Hf（t）值介于-37.1～-1.9，t_DM2介于4725～2664 Ma。16顆140～120 Ma的中生代巖漿鋯石¹⁷⁶Hf/¹⁷7Hf介于0.000244～0.002 099，平均值為0.000 789；¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 比值介于0.282 015～0.282436，平均值為0.282196；ε_Hf（t）值介于-24.6～-9.7，t_DM2在2675～1751 Ma范圍變化。3粒128 Ma、133Ma 和387 Ma 變質鋯石的ε_Hf（t）值分別為-10.3、-16.4和-40.2，對應的t_DM2分別為1785 Ma、2168 Ma和3819 Ma。

4討論

4.1研究區大地構造歸屬

由于采樣點位臨近華北克拉通，首先要對大地構造歸屬進行探討。前人研究表明華北克拉通在新太古代晚期（～2.50 Ga）經歷了強烈的巖漿活動，古元古代（1.95～1.85 Ga）存在巖漿和變質事件，新元古代巖漿活動較少[40?41]。揚子克拉通在新太古代（2.70～2.60 Ga）經歷巖漿活動最強烈的時期，古元古代（2.10～1.85 Ga）發生巖漿和變質事件，新元古代時期揚子周緣發生強烈的巖漿活動，該期巖漿活動的年齡峰值約為830 Ma[16，42?43]（圖7）。本研究3件樣品的鋯石U-Pb年齡顯示出～2.62 Ga、～2.00 Ga和～812 Ma的年齡峰值，與揚子克拉通極為相似。另外，前文已述，研究區獲得的變質鋯石年齡主要集中在～2.0 Ga，亦顯示了親揚子屬性，因此物源區更可能屬于揚子克拉通。

4.2大別地區巖漿事件

雖然一些地質體難以發現或被剝蝕，但由于鋯石的高穩定性，巖漿成因的鋯石可以揭示源區經歷的巖漿事件。本文樣品（n=185）與結合前人巖漿巖鋯石資料（n=779）繪制的鋯石U-Pb年齡積累曲線形態相似，表明雖然樣品數據有限，但仍可以有效地反映大別地區巖漿事件（圖8）。結合前人數據，大別地區巖漿活動記錄劃分為9個階段。

4.00～3.00 Ga持續巖漿活動：該階段存在5顆年齡大于2.9 Ga的巖漿鋯石，實驗測試中雖未發現冥古宙鋯石記錄，但Qiu et al.[6]在木子店地區花崗質片麻巖中實驗測試出三顆年齡分別為4 013 Ma、4 003 Ma和4 002 Ma的巖漿鋯石（繼承核），說明大別地區記錄的巖漿活動最早可追溯到冥古宙。同時，Wang et al.[7]報道了木子店地區3.81～3.77 Ga 的TTG 片麻巖與3.65 Ga的斜長角閃巖，Zhao et al. [10]在浠水片麻巖中識別了3.56～3.18 Ga的捕獲巖漿鋯石，徐大良等[9]在蘄春地區報道了2.93 Ga的花崗片麻巖，以上信息表明大別地區在該時期可能存在持續的巖漿活動（圖8）。

3.00～2.90 Ga寂靜期：為大別地區巖漿活動平靜期，鮮有巖漿鋯石記錄（圖8）。

2.90～2.40 Ga爆發期：樣品中50顆巖漿鋯石年齡在介于2.9～2.4 Ga，占比30%。區域上該時期的基底巖石見有較多報道，如團風地區混合巖中～2.85 Ga的中太古代鋯石[11]、黃土嶺原巖年齡～2.76 Ga麻粒巖[19]與～2.77 Ga片麻巖[20]、宿松新太古代（2.7～2.5 Ga）花崗片麻巖[44]、賈廟地區2.63～2.50 Ga新太古代片麻狀花崗巖[12]、木子店地區2.49～2.41 Ga 的TTG 片麻巖等[8]。這說明該時期為巖漿活動的強烈爆發期，峰值為2.5Ga，其原因可能與全球體制下的板塊啟動有關。

2.40～2.10 Ga寂靜期：為大別地區巖漿活動的平靜期，巖漿活動較少。

2.10～1.80 Ga爆發期：樣品中30顆鋯石年齡分布于2.1～1.8 Ga，占比18%，指示大別地區發生較強烈的巖漿活動。其中2.0 Ga的巖漿活動及全球范圍內2.1～1.9 Ga造山事件被認為與Columbia超大陸的形成有關[45?47]。

1.80～0.90 Ga寂靜期：這一時期巖漿活動記錄較少，加之長時間穩定的碳同位素組成和停滯的生物演化，被稱為“沉寂的十億年”（Boring Billion）[48?50]。值得注意的是，在大別賈廟地區，Jin et al.[51]識別了1.37 Ga的石英正長巖和二長花崗巖，Hu et al. [52]發現了1.36 Ga的變火山巖，指示該時期大別地區經歷了一期巖漿活動，可能是Columbia 超大陸裂解的響應[51] 。

0.90～0.70 Ga爆發期：測試結果中存在24顆巖漿鋯石形成于該時期，占比14%，指示該時期大別地區經歷強烈的巖漿事件。事實上，新元古代花崗巖是大別地區最主要的巖石類型，分布廣泛，如在大別宿松變質帶，李遠等[44]報道了新元古代（830～770 Ma）花崗片麻巖，孫洋等[53]研究了年齡為816 Ma的魯家寨巖體。

0.70～0.14 Ga寂靜期：為大別地區又一巖漿活動寂靜期，鮮有巖漿鋯石記錄。

0.14～0.12 Ga爆發期：巖漿活動較為強烈。實驗測試包含40顆該時期巖漿鋯石，占比24%。區域上白堊紀花崗巖廣泛分布，如金巍等[39]在但店地區鑒定了年齡為124 Ma、120 Ma的大崎山花崗巖；胡俊良等[54]報道了木子店地區131 Ma的黑云二長花崗巖[52]；劉勁松等[55]識別了木子店地區129 Ma的細粒二長花崗巖。該期花崗巖成因可能與西太平洋的板片俯沖及后撤作用或華南—華北板塊碰撞造山后垮塌有關[56?59]。

綜上所述，大別地區巖漿事件可分為九個階段，分別為4.00～3.00 Ga、2.90～2.40 Ga、2.10～1.80 Ga、0.90～0.70 Ga、0.14～0.12 Ga的爆發期，與3.00～2.90 Ga，2.40～2.10 Ga，1.80～0.90 Ga，0.70～0.14 Ga的平靜期 。

4.3變質事件

4.3.1新太古代變質作用（～2.5 Ga）

實驗樣品存在1顆年齡為2 587 Ma的新太古代變質鋯石，與陳能松等[60]在黃土嶺發現年齡為2 500～2 493 Ma的變質鋯石在時間上一致，雖然數據有限，但仍為新太古代晚期的變質事件提供了可靠證據。

4.3.2古元古代變質事件（～2.0 Ga）

3件樣品中有6顆變質鋯石年齡為2.1～1.8 Ga。

該時期大別地區以發育麻粒巖相變質作用[61]及混合巖化作用[62]為特征。邱嘯飛等[11]在大別地區得到～2.0 Ga團風混合巖，Lei et al. [19]在北大別黃土嶺麻粒巖中獲得了～2.0 Ga的變質鋯石年齡，田洋等[12]新太古代花崗巖中也識別了該時期的變質作用。這些信息表明大別地區廣泛經歷了古元古代變質事件，是一次規模較大的區域變質作用，可能與大尺度地殼演化和板塊構造密切相關[61]。

4.3.3三疊紀變質事件（240～200 Ma）

實驗測試出2顆年齡為203 Ma、211 Ma的變質鋯石，時間上與華南與華北板塊碰撞拼合時限接近[2]。區域上，陳道公等[63]研究指出南大別新店榴輝巖發生變質作用的時間在～220 Ma，薛懷民等[64]報道了北大別石竹河附近二長花崗片麻巖229 Ma的變質年齡，指示大別地區普遍經歷該期變質事件。

4.3.4白堊紀變質事件（140～120 Ma）

3件樣品中存在7顆140～120 Ma變質鋯石，記錄了早白堊世的變質事件。事實上，大別地區廣泛發育白堊紀的混合巖化作用，如陳道公等[65]在漫水河片麻巖中識別了～121 Ma的變質深熔事件；鄧尚賢等[66]和Wang et al.[67]得到～131 Ma 的混合巖化片麻巖年齡；吳元保等[68] 發現大別地區經歷了137 Ma 和124Ma的兩期混合巖化變質事件。

綜上所述，大別地區在漫長的地質演化過程中主要經歷了4期構造熱事件。另外，田洋等[12]在大別賈廟地區識別了1顆年齡為875 Ma的變質鋯石，陡嶺雜巖亦記錄了837 Ma的變質事件[69]，指示大別地區乃至整個揚子北緣可能均經歷了新元古代變質事件。

4.4區域地殼生長

由于存在沉積再旋回與長距離搬運的影響，河流碎屑鋯石能否用于反映采樣點所在構造單元的地殼生長信息需要甄別。本文采集樣品的3條河流源頭均位于大別地區北部，未流經其他地質單元（圖1），鋯石年齡峰值對應的巖漿巖在北大別地區均有出露，可作為直接物源（圖2）；另外，區域上除大別巖群存在體量極小的碎屑巖夾層外，出露均為巖漿巖，可基本排除沉積再旋回影響。因此，實驗采集獲得的鋯石Hf同位素數據可指示大別地區地殼形成與演化歷程。

大別地區河流碎屑鋯石Hf二階段模式年齡累積曲線可分為4.0～3.0 Ga、2.6～1.5 Ga和1.2～0.8 Ga三期明顯地殼生長階段和3.0～2.6 Ga、1.5～1.2 Ga兩期地殼生長平緩階段（圖8）。為避免測試數據量偏少可能引起的信息偏差，引入東大別地區發表的巖漿巖鋯石Hf同位素數據進行補充（圖8），結果顯示大別地區主要經歷4 期地殼生長：（1）地球形成初期約4.4～4.1 Ga地殼初始生長；（2）4.0～2.8 Ga地殼快速生長累積；（3）2.6～2.0 Ga地殼持續生長，注意到大別地區2.7～2.4 Ga的巖漿活動十分強烈，說明該時期地殼再造事件也十分普遍；（4）小于2.0 Ga 地殼緩慢生長。另外，區域上出露的120 Ma的基性巖[70]指示了白堊紀的地殼生長事件。

4.5對揚子克拉通早前寒武紀地殼演化的啟示

早前寒武紀（gt;2.0Ga）時期，黃陵地區經歷了3.30～3.00 Ga、3.00～2.90 Ga和2.75～2.60 Ga三期主要巖漿事件[71?73]，3.00～2.87 Ga、2.70～2.47 Ga兩期變質事件[74?78]以及3.60～3.00 Ga、3.00～2.90 Ga、2.75～2.70 Ga 三期主要地殼生長事件[11，79?81]。前文所述，大別地區早前寒武紀主要經歷4.0～3.0 Ga、2.9～2.4 Ga的巖漿事件，～2.5 Ga的變質事件與4.0～2.8 Ga、2.6～2.0 Ga兩期主要地殼生長階段。顯然，早前寒武紀時期大別與黃陵地區經歷了不同的巖漿、構造熱與地殼生長歷程，兩者更有可能是獨立演化的微陸塊。然而，兩者均經歷了～2.0 Ga的變質事件。事實上，該期變質事件廣泛記錄于揚子西南緣與北緣，如Phan Si Pan[82?83]、撮科[84?85]、陡嶺[69，86]、肥東[87?88]等。再者，黃陵地區發育～2.15 Ga的蛇綠混雜巖[89?90]和2.05～2.03 Ga島弧相關的富Nb鎂鐵質巖石[91?92]。據此，推測大別和黃陵微陸塊可能在～2.0 Ga發生了碰撞拼合，是Columbia超大陸聚合的響應。

5結論

（1） 大別地區的巖漿活動主要可以分為以下9個階段：冥古宙初始巖漿活動，4.00～3.00 Ga持續巖漿活動；3.00～2.90 Ga巖漿活動平靜期；2.90～2.40 Ga巖漿活動強烈爆發期；2.40～2.10 Ga巖漿活動平靜期；2.10～1.80 Ga的爆發期；1.80～0.90 Ga，除見1.37 Ga巖漿活動外，未見明顯巖漿活動；0.90～0.70 Ga強烈的巖漿活動；0.70～0.14 Ga巖漿寂靜期；0.14～0.12 Ga強烈巖漿活動期。

（2） 大別地區主要經歷4期變質事件：新太古代變質事件（～2.50 Ga）、古元古代變質事件（～2.00 Ga）、三疊紀變質事件（0.24～0.20 Ga）與白堊紀變質事件（0.14～0.12 Ga）。

（3） 大別地區主要經歷4期地殼生長階段：地球形成初期約4.4～4.1 Ga地殼初始生長、4.0～2.8 Ga地殼快速生長累積、2.6～2.0 Ga持續生長與2.0 Ga以來地殼緩慢生長。

（4） 大別地區早前寒武紀巖漿—變質—地殼生長事件與黃陵地區存在明顯差異，但均經歷了2.0 Ga變質事件，表明大別和黃陵在～2.0 Ga之前更可能是獨立的微陸塊，在～2.0 Ga Columbia超大陸聚合的背景下拼合在一起。

致謝 中國地質調查局武漢地質調查中心魏運許、彭練紅教授級高級工程師在區域背景方面提供了幫助，兩位審稿專家和編輯老師在審稿過程中提出了寶貴的修改意見，在此一并表示感謝。涉及的鋯石U?Pb 定年分析數據（附表1） 可在期刊官網或國家冰川凍土沙漠科學數據中心下載。