浙南加里東期龍泉巖體年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

劉遠(yuǎn)棟,蘇小浪,程海艷,張建芳,李 翔,劉風(fēng)龍

1.浙江省地質(zhì)調(diào)查院,浙江 杭州 311203;

2.杭州金田工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司,浙江 杭州 311203

加里東運(yùn)動(dòng)是中國(guó)華南地區(qū)極為重要的一次構(gòu)造事件,形成了強(qiáng)烈的褶皺和斷裂變形(柏道遠(yuǎn)等,2006a,2012,2014;舒良樹(shù)等,2008;郝義等,2010;舒良樹(shù),2012),并引發(fā)了強(qiáng)烈的花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)(周新民,2003;舒良樹(shù)等,2008;張芳榮等,2009;張芳榮,2011;舒良樹(shù),2012),形成了百余個(gè)巖體,總出露面積大于2×104km2,主要分布于武夷-云開(kāi)、萬(wàn)洋山-諸廣山和江西武功山等地(沈渭洲等,2008)。這些花崗質(zhì)巖石以S型花崗巖為主,少數(shù)為Ⅰ型。由于對(duì)華南前寒武紀(jì)—早古生代地球動(dòng)力學(xué)背景認(rèn)識(shí)上的差異(周新民,2003;王德滋,2004),使得廣大學(xué)者對(duì)華南加里東期花崗質(zhì)巖石的成因及構(gòu)造背景存在爭(zhēng)議,目前主流的觀點(diǎn)主要為兩種,一種觀點(diǎn)認(rèn)為與板內(nèi)造山作用有關(guān)(周新民,2003;柏道遠(yuǎn)等,2006b,2014;沈渭洲等,2008;張芳榮等,2009;張菲菲等,2010;張?jiān)返?2011;胡艷華等,2012;舒良樹(shù),2012;關(guān)義立等,2013,2016;朱清波等,2015);另一觀點(diǎn)認(rèn)為與板塊俯沖-碰撞作用有關(guān)(彭松柏等,2006a,2006b;許德如等,2006;覃小鋒等,2013;程亮開(kāi),2018;隰彎彎和陳世忠,2019)。近年來(lái)在浙南地區(qū)開(kāi)展的系列區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果及研究資料表明,浙江省出露的麗水-余姚斷裂帶是武夷地塊與東南地塊在古生代時(shí)期發(fā)生洋-陸俯沖和陸-陸碰撞作用而形成的一條板塊碰撞拼合帶(浙江省地質(zhì)調(diào)查院,2015,2016;劉遠(yuǎn)棟等,2021),為華南地區(qū)存在古生代板塊俯沖-碰撞事件提供了更多的證據(jù)。出露于麗水-余姚斷裂帶內(nèi)的龍泉巖體是浙南地區(qū)少有的加里東期花崗質(zhì)巖體,侵入圍巖為龍泉俯沖增生雜巖,鑒于龍泉巖體特殊的產(chǎn)出位置,對(duì)其進(jìn)行年代學(xué)和地球化學(xué)研究,進(jìn)而探討巖石成因及形成構(gòu)造背景,可為麗水-余姚斷裂帶以及華南地區(qū)古生代構(gòu)造演化研究提供進(jìn)一步依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)地處華夏地塊北端,位于北東向麗水-余姚斷裂帶內(nèi)(與福建政和-大浦?jǐn)嗔褞嘟?。區(qū)內(nèi)主要出露有古生代龍泉俯沖增生雜巖(浙江省地質(zhì)調(diào)查院,2015,2016;劉遠(yuǎn)棟等,2021)和中生代火山-沉積巖地層,侵入巖除了加里東期龍泉巖體外,還有少量的古元古代和中生代侵入巖體。龍泉巖體沿麗水-余姚斷裂帶北西側(cè)的邊界分布,出露于龍泉縣城南西的下灣、大汪、壇湖、墩頭、小查田一帶,呈北東—南西向延伸,長(zhǎng)約20 km,出露面積約36 km2(圖1)。巖體北西側(cè)與龍泉俯沖增生雜巖(云母石英片巖、石英片巖、二云片巖等)呈侵入接觸,局部見(jiàn)侵入接觸面(傾向295°~310°,傾角75°)。巖體南東側(cè)或被中生代侵入巖所侵入破壞,或與中生代火山巖呈斷層接觸。

圖1 龍泉巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of the Longquan pluton(a) Tectonic map of the study area;(b) Geological sketch map of the Longquan pluton

2 龍泉巖體巖石學(xué)特征

龍泉巖體巖性復(fù)雜,其中主體巖性為二長(zhǎng)花崗巖、花崗巖和TTG巖石組合(英云閃長(zhǎng)巖-奧長(zhǎng)花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖),另外還有少量石英二長(zhǎng)巖,為深成中酸性雜巖體,由于晚期動(dòng)力變質(zhì)作用改造及受風(fēng)化作用和植被覆蓋影響,不同巖石之間的界線及接觸關(guān)系不甚清晰,僅局部地方可見(jiàn)花崗閃長(zhǎng)巖侵入于二長(zhǎng)花崗巖中,或在花崗閃長(zhǎng)巖中出現(xiàn)花崗巖包體(圖2a、2b)。同時(shí)巖體中還可見(jiàn)較多的二云片巖、石英片巖、斜長(zhǎng)角閃巖等變質(zhì)巖捕擄體。

圖2 龍泉巖體不同巖石類型接觸關(guān)系及野外照片F(xiàn)ig.2 Field photos showing the contact relationship among different rock types of the Longquan pluton(a) Granodiorite intruded into monzogranite; (b) Granite inclusions in granodiorites; (c) Fine grained granite; (d) Medium-fine grained tonalite

二長(zhǎng)花崗巖出露范圍最廣,為中細(xì)粒半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu),局部顯變余中細(xì)粒結(jié)構(gòu),鉀長(zhǎng)石含量30%~40%,主要為微斜長(zhǎng)石,格子雙晶發(fā)育;斜長(zhǎng)石含量25%~35%,聚片雙晶發(fā)育,與鉀長(zhǎng)石接觸部位可見(jiàn)交代蠕蟲(chóng)結(jié)構(gòu),個(gè)別隱約可見(jiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu);石英含量25%~30%,粒內(nèi)具輕微波狀、帶狀消光;黑云母含量5%,呈微鱗片狀、片狀。

花崗巖呈中粒、細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)(圖2c)。主要由鉀長(zhǎng)石(35%~40%)、斜長(zhǎng)石(15%~20%)、石英(25%~30%)、云母(5%~10%)等組成。鉀長(zhǎng)石半自形粒狀,發(fā)育格子雙晶及條紋雙晶,屬微斜長(zhǎng)石及條紋長(zhǎng)石;斜長(zhǎng)石半自形—他形粒狀,發(fā)育細(xì)密聚片雙晶及卡鈉復(fù)合雙晶;石英他形粒狀,緊密鑲嵌,縫合線多為鋸齒狀;云母呈片狀,以黑云母為主,多蝕變?yōu)榫G泥石。

石英二長(zhǎng)巖風(fēng)化后呈灰色、灰黃色,細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分有石英(15%~20%)、斜長(zhǎng)石(50%±)、鉀鈉長(zhǎng)石(30%±)、暗色礦物(角閃石和黑云母;5%±),另有少量的金屬礦物、鋯石和磷灰石。

花崗閃長(zhǎng)巖呈中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu),局部為變質(zhì)花崗結(jié)構(gòu)。斜長(zhǎng)石含量55%~60%,半自形,有的被鉀長(zhǎng)石呈補(bǔ)片狀、斑塊狀交代,構(gòu)成反條紋長(zhǎng)石,見(jiàn)機(jī)械雙晶及雙晶紋彎曲、錯(cuò)斷等變形現(xiàn)象;鉀長(zhǎng)石含量10%~15%,為正長(zhǎng)石,呈他形—半自形板狀;石英含量20%~25%,他形、齒形粒狀,粒內(nèi)波狀消光、亞顆粒發(fā)育;黑云母含量5%~10%,部分被綠泥石、綠簾石取代呈假象。

英云閃長(zhǎng)巖具中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)(圖2d),由石英(20%~25%)、斜長(zhǎng)石(60%~65%)、黑云母(10%~15%)等礦物組成,局部可見(jiàn)少量鉀長(zhǎng)石(5%±)。斜長(zhǎng)石(An=26~29)呈半自形板狀—他形粒狀,可見(jiàn)聚片雙晶和卡鈉復(fù)合雙晶,可見(jiàn)環(huán)帶構(gòu)造,大部分顆粒被絹云母、高嶺土不均勻交代,部分顆粒被鉀長(zhǎng)石補(bǔ)片狀交代;石英呈他形粒狀,粒內(nèi)具輕微波狀、帶狀消光;鉀長(zhǎng)石呈半自形板狀—他形粒狀,由微斜長(zhǎng)石組成,格子狀雙晶;黑云母呈微鱗片狀、片狀,多色性明顯,Ng′=黃褐色,Np′=淺黃色,局部綠泥石化、綠簾石化。

奧長(zhǎng)花崗巖具細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu),呈青灰綠色,主要由斜長(zhǎng)石(65%~75%)、石英(20%)和少量黑云母(5%~10%)組成。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀,聚片雙晶發(fā)育,具較強(qiáng)絹云母、碳酸鹽化;石英呈他形粒狀,充填其他礦物間;黑云母多被綠泥石、碳酸鹽取代。

3 樣品采集及測(cè)試

為準(zhǔn)確獲得巖體的成巖年齡,此次對(duì)龍泉巖體中的二長(zhǎng)花崗巖(PM002-36)、英云閃長(zhǎng)巖(PM002-37)、花崗巖 (D0382)、石英二長(zhǎng)巖(D0380)進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年;對(duì)英云閃長(zhǎng)巖(D0016)和奧長(zhǎng)花崗巖(D2172)進(jìn)行SHRIMP鋯石U-Pb定年。并對(duì)各樣品進(jìn)行了主量元素、微量元素和稀土元素測(cè)試分析,同時(shí)還收集了其他項(xiàng)目中的有關(guān)數(shù)據(jù)(浙江省地質(zhì)調(diào)查院,2013),參與綜合分析和研究。

為了保證所分析樣品新鮮,首先對(duì)樣品表面的風(fēng)化層進(jìn)行切除,之后對(duì)巖石薄片進(jìn)行顯微觀察。將挑選的每個(gè)新鮮樣品稱量約1kg,清洗烘干,無(wú)污染完全粉碎至<200μm,使樣品均勻具有代表性。元素地球化學(xué)分析在國(guó)土資源部杭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心采用SC100e X熒光光譜儀(BR00105)測(cè)試完成,分析精度優(yōu)于1%;稀土微量元素采用ICP-MS方法分析完成,測(cè)試儀器為Thermo X Serise Ⅱ電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀(SN01426C),分析精度優(yōu)于5%,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 龍泉巖體花崗巖類和TTG主量元素(%)、微量元素(×10-6)、稀土元素(×10-6)豐度表Table 1 Major elements (%), trace and rare earth elements (10-6) of the Longquan granitoids and TTG rocks

鋯石分選由河北省廊坊市尚藝巖礦檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司完成。SHRIMP測(cè)年在北京離子探針中心完成,詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程參見(jiàn)Williams(1998)和宋彪等(2002),數(shù)據(jù)處理采用Ludwing Squid 1.01和Isoplot程序(Ludwig,2003);單個(gè)測(cè)試點(diǎn)的誤差均為1σ,206Pb/228U年齡的加權(quán)平均值置信度為95%。LA-ICP-MS測(cè)年在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成,ICP-MS型號(hào)為Agilent7500型四級(jí)桿質(zhì)譜儀,激光剝蝕系統(tǒng)為NewWave公司產(chǎn)的UP-213固體激光剝蝕系統(tǒng),剝蝕孔徑為30 μm,以He氣作為載氣。質(zhì)量分餾校正采用鋯石標(biāo)樣GJ-1。數(shù)據(jù)通過(guò)分析軟件GLITTER計(jì)算獲得同位素比值、年齡和誤差,按照Andersen(2002)的方法進(jìn)行普通鉛校正,利用Isoplot軟件完成加權(quán)平均年齡計(jì)算和U-Pb諧和圖,同位素比值和年齡誤差為1σ,加權(quán)平均年齡的置信度為95%。

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素特征

通過(guò)TAS圖解(圖3a)對(duì)所有樣品進(jìn)行巖石名稱校正,其中二長(zhǎng)花崗巖和花崗巖主要落入花崗巖區(qū)域,石英二長(zhǎng)巖和一個(gè)粗?；◢弾r樣品落入石英二長(zhǎng)巖區(qū)域,英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖落入花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域,奧長(zhǎng)花崗巖落入花崗巖及附近區(qū)域。通過(guò)CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算,所有巖石的石英(Q)含量均大于10%,在TTG巖套CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物An-Ab-Or圖解(圖3b)中,英云閃長(zhǎng)巖、奧長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖全部落入典型TTG巖石組合區(qū)域,而二長(zhǎng)花崗巖、花崗巖、石英二長(zhǎng)巖則全部落入狹義花崗巖區(qū)域。結(jié)合巖石學(xué)特征,可將龍泉巖體分成兩類巖石組合,一類為二長(zhǎng)花崗巖、花崗巖和石英二長(zhǎng)巖(合稱為花崗巖類),另一類則為TTG巖石。

花崗巖類巖石SiO2含量介于65.75%~74.09%之間,平均為70.25%。Al2O3含量范圍為12.04%~17.49%,平均為14.73%,含量屬中等偏高,鋁飽和指數(shù)(A/CNK)除了一個(gè)極低值(0.64)外,其他位于1.00~1.40之間,平均為1.15,在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中也均落入過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域。全鐵(FeOT)含量為0.73%~4.46%,MgO含量為0.19%~1.30%,主體<1%,Mg#值主要在17.25~38.89之間(除一個(gè)樣品為52.95),反映其巖漿主要來(lái)自地殼物質(zhì)的重熔。AFM圖解(圖3d)中,所有樣品位于靠近A端的鈣堿性演化系列中;全堿含量范圍為7.44%~10.85%,平均為8.82%,Na2O/K2O比值主要介于0.61~1.43,主體<1,屬高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列(圖3e、3f)。

TTG巖石SiO2含量范圍為60.71%~71.61%,平均為66.89%。Al2O3含量范圍為13.56%~17.03%,主體大于15%,與TTG巖石(Al2O3>15%)一致,鋁飽和指數(shù)(A/CNK)平均1.11,A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中位于準(zhǔn)鋁質(zhì)—過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類的區(qū)域。全鐵(FeOT)含量范圍為2.46%~5.33%,MgO含量和Mg#值除一個(gè)花崗閃長(zhǎng)巖出現(xiàn)異常值(分別為5.01%和54.17)外,其他樣品分別為0.44%~1.89%和23.06~34.74,指示其巖漿主要來(lái)自地殼物質(zhì)的重熔,在AFM圖解(圖3d)中,均落在鈣堿性演化系列中,與花崗巖類巖石相比更遠(yuǎn)離A端。全堿含量為5.35%~7.75%,平均為6.28%,Na2O/K2O比值主要介于1.44~3.47之間,貧K2O富Na2O特征明顯,屬鈣堿性系列巖石(圖3e、3f)。主量元素特征符合典型TTG巖石的特征。

圖3 龍泉巖體主量元素巖石分類與巖石系列劃分圖解Fig.3 Diagrams showing the rock classification and rock series based on the major elements in the Longquan pluton(a) TAS plot (Middlemost, 1994; 1-olivine gabbro; 2a-alkaline gabbro; 2b-subalkaline gabbro; 3-gabbro diorite; 4-diorite; 5-granodiorite; 6-granite; 7-quartzolite; 8-monzogabbro; 9-monzodiorite; 10-monzonite; 11-adamellite; 12-syenite; 13-foid gabbro; 14-foid monzodiorite; 15-foid monzosyenite; 16-foid syenite; 17-foid plutonite; 18-tawite/urtite/italite; Ir-Irvine boundary, upper is basic, lower is alkaline); (b) An-Ab-Or plot (O′Connor, 1965); (c) A/CNK-A/NK plot (Rickwood, 1989); (d) AFM plot (Irvine and Barager,1971);(e) AR-SiO2 plot (Wright, 1969);(f) SiO2-K2O plot(Morrison, 1980)

花崗巖類巖石總體表現(xiàn)出富K、富堿,貧Mg、Ca、Ti的特征,TTG巖石具有富Ca、Ti、Al,貧Mg、K為特征,同時(shí)從TTG到花崗巖類,巖石分異指數(shù)(DI)明顯增高,前者DI平均值為74.74,分異演化程度中等,且?jiàn)W長(zhǎng)花崗巖分異程度較英云閃長(zhǎng)巖高,后者DI平均為89.58,分異演化程度高。

4.2 微量元素特征

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的蛛網(wǎng)圖上(圖4),花崗巖類和TTG巖石的分布曲線具有一定的相似性,相對(duì)富集大離子親石元素Rb、Ba、Th、U、K,中等富集輕稀土La、Ce和高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr、Hf,虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti和重稀土,配分曲線整體右傾,其中Nb、Ta、Ti負(fù)異常明顯,顯示島弧巖漿巖的特征,表明巖漿起源均與洋殼俯沖密切相關(guān)。兩類巖石的區(qū)別在于,花崗巖類巖石具有明顯的U、Sr負(fù)異常,同時(shí)Nb、Ta、P、Ti的負(fù)異常也比TTG巖石更加明顯,峰谷效益的進(jìn)一步增強(qiáng)與兩者巖漿分異程度演化特征相符。

圖4 龍泉巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element spidergrams for the Longquan pluton(a) Granite; (b) TTG

4.3 稀土元素特征

花崗巖類ΣREE=101.21×10-6~265.95×10-6,平均為156.79×10-6,LREE/HREE=9.14~35.38,(La/Yb)N=11.67~94.16,輕重稀土分餾明顯,在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖中為向右陡傾的斜線(圖5a)。δEu=0.53~0.96(表1),具有Eu負(fù)異常,表明巖漿的源區(qū)殘留相中有一定量的斜長(zhǎng)石,結(jié)合它們普遍出現(xiàn)的Sr虧損,暗示其巖漿來(lái)源與成熟的上部地殼的相關(guān)性。

圖5 龍泉巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.5 Chondrite-normalized REE pattern diagrams for the Longquan pluton(a) Granite; (b) TTG

TTG巖類巖石的稀土總量較低,ΣREE=65.23×10-6~157.46×10-6,平均為119.79×10-6。LREE/HREE=6.91~32.79,(La/Yb)N=8.9~84.64,輕重稀土分餾同樣明顯,在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖中也為向右陡傾的斜線(圖5b),但是總體上較花崗巖類巖石稀土分餾弱,特別是TTG巖類巖石的重稀土分餾較花崗巖類巖石更弱,顯示下部地殼稀土元素的特征。Eu異常不明顯,δEu=0.79~0.94(表1),指示巖漿來(lái)自斜長(zhǎng)石不穩(wěn)定的下部地殼。

兩類巖石稀土元素特征具有一定的相似性,均具有低的Yb和Y含量(表1),除一個(gè)石英二長(zhǎng)巖具有極高值外(Yb=3.08×10-6,Y=35×10-6),其余樣品Yb=0.30×10-6~1.79×10-6,平均為0.84×10-6(小于2.5×10-6), Y =3.87×10-6~20.00×10-6,平均為9.08×10-6(小于20×10-6),反映源區(qū)殘留相有石榴子石存在。但是兩者在一些特征值上的差異則指示TTG巖類巖漿可能來(lái)自于下部地殼的重熔,而花崗巖類巖石則具有相對(duì)成熟的地殼物質(zhì)的特征,其巖漿主要來(lái)自于上部地殼物質(zhì)的重熔。

5 鋯石U-Pb定年結(jié)果

花崗巖(D0382)樣品鋯石呈半自形長(zhǎng)柱狀,長(zhǎng)軸一般為100~200μm。在鋯石CL圖像中,由于U含量較高,鋯石陰極發(fā)光較弱,多偏暗,大部分鋯石發(fā)育不同程度的震蕩環(huán)帶(圖6)。選取14顆鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年,鋯石中Th含量395×10-6~1410×10-6,U含量1338×10-6~3249×10-6,Th/U比值0.29~0.49,屬巖漿鋯石。14顆鋯石的206Pb/238U的表觀年齡為介于450~438Ma,年齡諧和度較高,加權(quán)平均年齡為443±3Ma(95%置信度;圖7),鋯石U-Pb測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

圖6 龍泉巖體各類巖石鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.6 Zircon cathodoluminescence image of various rocks in the Longquan pluton

圖7 龍泉巖體各類巖石鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.7 Zircon U-Pb age concordant diagram of various rocks in the Longquan pluton

石英二長(zhǎng)巖(D0380)樣品鋯石呈自形—半自形長(zhǎng)柱狀,鋯石長(zhǎng)軸約50~200μm。在鋯石CL圖中,內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰,振蕩環(huán)帶發(fā)育。選取12顆鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年(表2),鋯石Th含量199×10-6~592×10-6,U含量222×10-6~899×10-6,Th/U比值0.37~1.05,為巖漿鋯石。12個(gè)測(cè)點(diǎn)獲得的206Pb/238U表觀年齡在425~400 Ma之間,除略偏離諧和線的1號(hào)、6號(hào)鋯石外,其余10顆鋯石年齡集中在421~415 Ma間,諧和度高,加權(quán)平均年齡為418±3 Ma(95% 置信度)。

二長(zhǎng)花崗巖(PM002-36)樣品鋯石呈半自形—自形長(zhǎng)柱狀,顆粒長(zhǎng)度150~200μm,長(zhǎng)寬比3∶1~5∶1。鋯石CL圖像中振蕩環(huán)帶清晰,選取其中15顆鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年(表2),鋯石的Th、U含量分別為77×10-6~629×10-6和79×10-6~529×10-6,Th/U比值為0.45~1.77,為巖漿鋯石。15顆鋯石206Pb/238U表觀年齡介于439~428 Ma,諧和度高,加權(quán)平均年齡為432±3 Ma。

英云閃長(zhǎng)巖(PM002-37、D0016)樣品鋯石呈半自形—自形長(zhǎng)柱狀,部分呈長(zhǎng)板狀、短柱狀,長(zhǎng)寬比2∶1~4∶1。鋯石CL圖像中多數(shù)鋯石發(fā)育清晰的震蕩環(huán)帶,部分鋯石呈板片狀,或振蕩環(huán)帶寬緩,少數(shù)鋯石保存了繼承鋯石的核部,指示鋯石經(jīng)歷了重結(jié)晶。PM002-37樣品選取20顆鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb定年(表2),鋯石Th、U含量分別為60×10-6~1137×10-6和61×10-6~1322×10-6,Th/U比值除4號(hào)點(diǎn)為0.07外,其余為0.2~2.38,平均為1.05,顯示巖漿成因特征。20顆鋯石的年齡可分為兩部分,其中13顆鋯石206Pb/238U表觀年齡介于429~421Ma,諧和度高,加權(quán)平均年齡為424±3 Ma(95%置信度)。另外7顆鋯石顯示有新元古代早期、中元古代、古元古代、太古代等幾個(gè)時(shí)期年齡信息。D0016樣品選取11顆鋯石進(jìn)行SHRIMP U-Pb定年(表3),鋯石Th、U含量分別為35×10-6~390×10-6和126×10-6~412×10-6,Th/U比值為0.2~1.23,平均為0.74,顯示巖漿成因特征,11顆鋯石206Pb/238U的表觀年齡介于464~421Ma之間,加權(quán)平均年齡為437±6Ma。

奧長(zhǎng)花崗巖(D2172)樣品鋯石晶型較好,呈半自形—自形長(zhǎng)柱狀,長(zhǎng)寬比為2∶1~4∶1。鋯石CL圖像顯示較好的振蕩環(huán)帶,選取14顆鋯石進(jìn)行SHRIMP U-Pb定年(表3),鋯石Th、U含量分別為24×10-6~438×10-6和119×10-6~700×10-6,Th/U比值為0.11~1.02,顯示巖漿鋯石特征。14顆鋯石獲得206Pb/238U的表觀年齡介于439~406 Ma之間,諧和度較好,加權(quán)平均為418±5 Ma(95%置信度)。

6 分析與討論

6.1 巖石成因探討

相關(guān)學(xué)者研究資料總結(jié)表明,TTG巖套在地球化學(xué)特征上具有富Si、Na,Na2O/K2O比值一般>2,高Ba、Sr(一般>400×10-6),低Y(<18×10-6)和重稀土(HREE,Yb<1.9×10-6),較高的(La/Yb)N(>15)和Sr/Y(多>40),虧損Nb、Ta、Ti,無(wú)明顯 Eu負(fù)異常等特點(diǎn) (Defant and Drummond, 1990;Martin,1999;Condie,2005a,2005b,2011;Martin et a1.,2005;吳鳴謙等,2014;魏春景等,2017;張昌振等,2018)。

龍泉巖體的TTG巖石組合的Na2O/K2O=1.44~3.47,平均為2.1,Al2O3=13.56%~17.03%,平均為15.24%,Ba和Sr平均含量分別為725.88×10-6和357.40×10-6,Y=3.87×10-6~20.00×10-6,平均為10.36×10-6,Yb=0.3×10-6~1.79×10-6,平均為0.97×10-6,(La/Yb)N平均為31.93,Sr/Y平均為42.27。

巖石稀土元素分布式樣、有無(wú)Eu異常、Sr/Y比值可指示TTG熔體形成時(shí)為高壓型還是低壓型。一般高壓型TTG有高分離的REE分布樣式(或陡傾斜的REE分布形態(tài)),無(wú)Eu異常,具低HREE、高Sr、低Y的地球化學(xué)特征,地球化學(xué)特征與埃達(dá)克巖相似 (Atherton and Petford, 1993; Petford and Atherton, 1996; Moyen and Martin, 2012;鄧晉福等,2018)。低壓型TTG則有低分離的REE分布樣式(或近似平坦分布的形態(tài)),負(fù)Eu異常明顯,高的HREE,低Sr,高Y,地球化學(xué)特征與埃 達(dá)克巖完全不同 (Drummond and Defant, 1990; Petford and Atherton, 1996; 鄧晉福等,2017)。

rocks felsic果Longquan結(jié)the U-Pb測(cè)for 年dating鋯U-Pb 石LA-ICP-MS Zircon表Table2 LA-ICP-MS體巖泉龍2 1σ6 6 206Pb/238U 438 449/Ma 1σ6 6齡年素位431 444同207Pb/235U 1σ33 35 207Pb/206Pb 395 417 1σ 0.0010 0.0010 206Pb/238U 0.0702 0.0722 1σ值0.0087 0.0094比素位同207Pb/235U 0.5286 0.5484 1σ 0.0008 0.0008 207Pb/206Pb 0.0546 0.0551 Th/U 0.31 0.33 U238/×10-6 1338 1379 Th232/×10-6 422 458號(hào)點(diǎn)1 2測(cè)性巖及號(hào)品樣6 438 6 445 32 482 0.0010 0.0704 0.0089 0.5505 0.0008 0.0568 0.41 3249 1344 3 6 6 444 446 6 6 439 445 30 35 412 438 0.0010 0.0010 0.0714 0.0716 0.0084 0.0095 0.5411 0.5494 0.0007 0.0009 0.0550 0.0557 0.38 0.29 1604 1381 610 395 4 5 6 450 7 443 39 404 0.0010 0.0724 0.0103 0.5467 0.0009 0.0548 0.40 1892 750 6 6 6 444 446 6 6 443 446 33 36 441 444 0.0010 0.0010 0.0713 0.0716 0.0090 0.0097 0.5473 0.5509 0.0008 0.0009 0.0557 0.0558 0.39 0.41 2331 2379 908 971 7 8巖崗D0382花6 444 6 443 29 439 0.0010 0.0713 0.0084 0.5471 0.0007 0.0557 0.41 3150 1281 9 6 440 5 440 28 435 0.0010 0.0707 0.0080 0.5418 0.0007 0.0556 0.46 2874 1319 10 6 439 7 435 42 411 0.0010 0.0705 0.0107 0.5341 0.0010 0.0550 0.30 1608 487 11 6 439 6 436 31 421 0.0010 0.0705 0.0085 0.5364 0.0008 0.0552 0.49 1487 732 12 6 6 444 444 5 6 442 439 29 31 429 413 0.0010 0.0010 0.0714 0.0713 0.0083 0.0086 0.5454 0.5411 0.0007 0.0008 0.0554 0.0550 0.44 0.36 3229 1344 1410 481 13 14 6 425 7 418 46 384 0.0009 0.0681 0.0104 0.5099 0.0011 0.0543 0.37 787 292 1 5 418 6 419 41 426 0.0009 0.0670 0.0095 0.5113 0.0010 0.0553 0.97 612 592 2 6 418 8 418 55 417 0.0010 0.0123 0.0670 0.5093 0.0013 0.0551 0.90 222 199 3 6 416 10 437 64 551 0.0010 0.0667 0.0151 0.5382 0.0017 0.0586 0.68 716 484 4 6 421 7 421 43 422 0.0009 0.0674 0.0101 0.5136 0.0011 0.0552 1.01 518 521 5 6 5 6 400 422 418 9 6 8 422 421 417 61 35 52 545 411 408 0.0010 0.0009 0.0009 0.0640 0.0677 0.0670 0.0138 0.0086 0.0117 0.5151 0.5133 0.5072 0.0016 0.0009 0.0013 0.0584 0.0550 0.0549 1.01 0.49 0.90 245 899 296 247 440 268 6 7 8巖D0380長(zhǎng)二英石6 415 7 408 48 369 0.0009 0.0666 0.0105 0.4949 0.0011 0.0539 0.65 327 212 9 6 421 8 417 51 398 0.0010 0.0674 0.0115 0.5082 0.0012 0.0547 0.88 424 372 10 5 420 6 415 42 389 0.0009 0.0674 0.0096 0.5055 0.0010 0.0544 0.58 517 301 11 6 420 9 415 62 388 0.0010 0.0673 0.0135 0.5047 0.0015 0.0544 1.05 276 291 12 6 439 11 419 73 307 0.0011 0.0705 0.0159 0.5105 0.0017 0.0525 1.35 271 367 1 6 431 8 429 53 417 0.0010 0.0692 0.0124 0.5259 0.0013 0.0551 1.27 341 431 2 PM002-36 7 6 435 430 13 8 431 429 88 54 409 428 0.0012 0.0010 0.0698 0.0689 0.0199 0.0124 0.5287 0.5265 0.0021 0.0013 0.0549 0.0554 1.00 1.34 244 286 243 385 3 4巖崗花長(zhǎng)二

1σ6 206Pb/238U 431/Ma 1σ10齡年素位435同207Pb/235U 1σ62 207Pb/206Pb 454 1σ 0.0010 206Pb/238U 0.0692 1σ值0.0146比素位同207Pb/235U 0.5348 1σ 0.0015 207Pb/206Pb 0.0560 Th/U 1.01 U238/×10-6 188 Th232/×10-6 190號(hào)點(diǎn)5測(cè)6 428 10 431 63 446 0.0010 0.0687 0.0144 0.5289 0.0015 0.0559 0.89 492 438 6 6 433 8 430 51 413 0.0009 0.0695 0.0118 0.5274 0.0012 0.0550 0.98 266 262 7 10 433 23 427 159 393 0.0017 0.0695 0.0346 0.5232 0.0038 0.0545 0.99 176 174 8 6 429 8 426 52 413 0.0009 0.0688 0.0120 0.5220 0.0013 0.0550 1.44 262 376 9 6 430 8 426 51 404 0.0009 0.0689 0.0117 0.5210 0.0012 0.0548 1.29 331 429 10 9 429 20 428 137 421 0.0014 0.0689 0.0305 0.5244 0.0033 0.0552 0.97 79 77 11 6 6 430 432 8 11 428 439 55 74 417 475 0.0010 0.0011 0.0691 0.0693 0.0126 0.0173 0.5250 0.5412 0.0013 0.0018 0.0551 0.0566 1.77 0.90 355 200 629 181 12 13 6 433 7 435 42 445 0.0009 0.0694 0.0103 0.5342 0.0010 0.0558 0.95 529 505 14 6 430 11 424 73 391 0.0010 0.0689 0.0161 0.5180 0.0017 0.0545 0.45 183 82 15 7 488 13 479 76 439 0.0012 0.0786 0.0199 0.6036 0.0019 0.0557 0.66 91 60 1 5 421 6 420 35 414 0.0009 0.0674 0.0084 0.5116 0.0008 0.0550 0.20 974 191 2 7 424 17 430 115 463 0.0012 0.0681 0.0261 0.5279 0.0028 0.0563 1.51 61 92 3 14 1211 10 1229 25 1263 0.0026 0.2066 0.0331 2.3563 0.0010 0.0827 0.07 920 65 4 7 421 13 427 88 457 0.0011 0.0676 0.0198 0.5227 0.0022 0.0561 0.76 134 101 5 6 429 7 433 41 453 0.0009 0.0688 0.0099 0.5313 0.0010 0.0560 0.64 1322 842 6 17 1534 11 1557 23 1587 0.0034 0.2687 0.0502 3.6321 0.0012 0.0981 0.40 912 363 7 31 3039 13 3109 20 3154 0.0078 0.6023 0.2833 20.3636 0.0030 0.2453 1.34 213 286 8 6 421 10 423 64 434 0.0010 0.0676 0.0144 0.5173 0.0016 0.0555 1.54 266 409 9 23 2180 15 2288 36 2385 0.0051 0.4025 0.1384 8.5164 0.0032 0.1535 0.32 470 153 10 11 834 13 835 46 838 0.0020 0.1381 0.0281 1.2758 0.0015 0.0670 0.62 98 61 11 10 734 12 723 52 688 0.0017 0.1207 0.0251 1.0380 0.0015 0.0624 0.82 108 89 12 6 422 12 423 77 430 0.0011 0.0677 0.0173 0.5175 0.0019 0.0555 1.48 147 217 13 6 422 8 429 53 469 0.0010 0.0677 0.0124 0.5265 0.0013 0.0564 2.38 478 1137 14 6 10 423 425 8 24 417 423 53 167 389 409 0.0010 0.0017 0.0677 0.0682 0.0119 0.0363 0.5084 0.5164 0.0013 0.0040 0.0544 0.0549 0.46 1.41 411 80 191 112 15 16 6 426 9 423 57 404 0.0010 0.0683 0.0130 0.5162 0.0014 0.0548 1.79 248 445 17 6 427 7 424 45 409 0.0009 0.0685 0.0105 0.5185 0.0011 0.0549 0.89 832 738 18 6 424 9 422 61 414 0.0010 0.0680 0.0137 0.5158 0.0015 0.0551 0.99 936 922 19 9 429 18 425 125 404 0.0014 0.0688 0.0273 0.5197 0.0030 0.0548 1.70 120 204 20 2表續(xù)性巖及號(hào)品樣PM002-36巖崗花長(zhǎng)二PM002-37巖長(zhǎng)閃云英

rocks felsic果結(jié)年Longquan U-Pb測(cè)of dating SHRIMP鋯U-Pb 石Zircon表Table3 SHRIMP體巖泉龍3 error 0.516 ±/%2.6/238U 206Pb?0.0721值素±/%比5.0位同/235U 207Pb?0.526±/%4.3/206Pb?207Pb?0.0529 1σ19 208Pb/232Th 391/Ma 1σ98齡年207Pb/206Pb 323 1σ11 206Pb/238U 449/206Pb?×10-6 7.9 232Th/238U 0.46 Th/×10-6 56 U/×10-6 126 206Pbc/%0.38號(hào)點(diǎn)1測(cè)及號(hào)性品巖樣0.791 2.5 0.0702 3.1 0.519 1.9 0.0537 12 425 43 357 10 437 21.3 1.04 354 353 0.00 2 0.667 2.6 0.0695 3.8 0.508 2.9 0.0530 13 425 65 330 11 433 11.6 1.22 230 194 0.17 3.1 0.627 2.6 0.0746 4.1 0.592 3.2 0.0576 16 478 71 514 12 464 9.3 0.95 133 145 0.42 3.2 0.746 2.5 0.0706 3.3 0.526 2.2 0.0540 12 437 50 371 11 440 18.4 1.23 360 303 0.18 4 0.656 2.5 0.0719 3.9 0.533 2.9 0.0538 18 413 66 361 11 448 11.1 0.20 35 180 0.00 5 D0016 0.620 0.779 2.5 3.0 0.0692 0.0710 4.0 3.8 0.515 0.526 3.1 2.4 0.0539 0.0537 13 18 420 412 71 54 368 360 10 13 432 442 20.9 15.9 0.78 0.26 266 65 351 261 0.14 0.15 6 7巖長(zhǎng)閃云英0.796 2.5 0.0698 3.1 0.536 1.9 0.0557 14 475 42 439 10 435 21.8 0.44 154--364 8 0.791 2.5 0.0704 3.2 0.527 1.9 0.0543 12 427 43 383 11 438 22.2 1.10 390 366 0.13 9 0.773 2.5 0.0674 3.2 0.524 2.0 0.0564 24 461 45 467 10 421 19.0 0.50 157 327 0.00 10 0.799 2.5 0.0677 3.1 0.516 1.9 0.0553 12 423 41 425 10 422 24.0 0.73 291 412 0.08 11 0.505 2.5 0.0675 5.0 0.503 4.3 0.0540 66 386 97 373 10 421 13.5 0.11 24 233 0.17 1 0.619 2.5 0.0686 4.0 0.507 3.2 0.0536 14 425 71 356 10 428 18.2 0.76 225 308 0.31 2 0.845 2.5 0.0666 2.9 0.498 1.6 0.0542 11 404 35 379 10 416 32.5 0.77 423 568 0.07 3 0.819 2.4 0.0661 3.0 0.485 1.7 0.0533 11 404 39 339 10 413 26.0 0.99 438 457 0.08 4 0.630 2.5 0.0679 4.0 0.498 3.1 0.0532 14 419 71 337 10 424 11.0 0.71 128 188 0.24 5 0.653 2.5 0.0677 3.8 0.495 2.9 0.0531 13 413 66 332 10 422 16.5 0.81 222 284 0.18 6 0.768 2.5 0.0651 3.2 0.483 2.1 0.0538 11 398 46 362 10 407 23.0 1.02 403 410 0.16 7 D2172 0.296 0.758 2.7 2.5 0.0658 0.0663 9.0 3.3 0.492 0.487 8.6 2.1 0.0543 0.0533 24 12 379 404 190 48 382 341 11 10 411 414 6.8 18.4 0.74 0.71 84 222 119 323 1.37 0.17 8 9巖崗花長(zhǎng)奧0.684 2.5 0.0687 3.7 0.511 2.7 0.0539 13 411 60 368 10 429 14.1 0.66 153 238 0.19 10 0.623 2.5 0.0673 4.0 0.508 3.1 0.0547 13 410 70 401 10 420 14.1 0.97 229 244 0.11 11 0.731 2.4 0.0656 3.3 0.497 2.3 0.0550 32 435 51 410 10 409 39.5 0.12 80 700 0.19 12 0.797 2.5 0.0650 3.1 0.504 1.9 0.0562 27 422 41 461 10 406 22.5 0.18 70 402 0.08 13 0.415 2.6 0.0705 6.2 0.523 5.7 0.0538 20 393 130 361 11 439 10.0 0.65 104 165 0.61 14鉛性射放和鉛通普表代別分Pb?:Pbc和注

龍泉巖體TTG巖石的REE分布樣式顯示具有高分離的REE分布樣式,稀土元素球粒隕石配分曲線為右陡傾型,無(wú)Eu異?；騼H有微弱的Eu負(fù)異常,HREE含量低,以上各項(xiàng)地球化學(xué)特征顯示,TTG巖石組合屬于高Al2O3高壓型TTG(Barker,1979;Moyen and Martin, 2012;鄧晉福等,2018),在Y-Sr/Y圖解(圖8a)中,樣品主要落入埃達(dá)克巖區(qū)域,顯示了與埃達(dá)克巖的相似性,也符合高壓型TTG巖類與埃達(dá)克巖相類似的特征。

顯生宙的TTG巖漿的形成通常與大洋板塊俯沖有關(guān),或者由俯沖板片的部分熔融產(chǎn)生,或者由于板塊俯沖所形成的流體,使得下地殼中變質(zhì)的玄武質(zhì)巖石發(fā)生重熔。因而,前者形成的TTG巖類通常產(chǎn)出于俯沖帶前緣,代表了地殼的橫向增生;而后者形成的TTG則通常位于弧后盆地或陸緣造山帶等環(huán)境,指示了地殼的垂向增生(Condie,1982;Pitcher,1982,1993;Maniar and Piccoli, 1989;Condie and Benn,2006;馮艷芳等,2010,2011;吳鳴謙等,2014)。龍泉巖體中兩類巖石的微量元素和稀土元素組成特征,顯示出協(xié)調(diào)的演化性,表明兩者可能具有相似的巖漿源區(qū)和成因環(huán)境。而稀土總量(∑REE)及其他化學(xué)成分之間的差異, 說(shuō)明它們的源區(qū)組成并非完全相同。

TTG巖石的Ni和Cr含量較高,除去一個(gè)極大值樣品(JS155),其余樣品Ni、Cr平均含量為6.52×10-6、13.47×10-6,并以英云閃長(zhǎng)巖含量最高,指示其與基性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親緣性。TTG巖石的Ni/Cr比值平均為0.54,低于花崗巖類巖石的1.01,表明TTG巖石巖漿形成時(shí)源區(qū)殘留較大量的橄欖石,或在巖漿演化過(guò)程中有較大量的橄欖石發(fā)生結(jié)晶分異。TTG巖石Nb/Ta值平均為13.96,低于虧損地幔均值(15.5),而花崗巖類巖石Nb/Ta值平均為20.05,遠(yuǎn)高于虧損地幔均值,這可能與石英二長(zhǎng)巖、花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖巖漿有一定的榍石結(jié)晶分異有關(guān),或源區(qū)部分融熔時(shí)殘留較大程度的單斜輝石。在C/MF-A/MF成因判別圖解(圖8b)中,TTG巖石主要落入基性巖部分熔融區(qū)域,花崗巖類則主要落入變質(zhì)巖部分熔融區(qū)域。TTG巖石低的Mg#值 (主體為23.06~34.74),以及其他特征主量元素比值均指示其母質(zhì)熔體來(lái)源于玄武質(zhì)熔體源區(qū)(Rapp and Watson, 1995;賴紹聰和朱毓,2020),而花崗巖類的母質(zhì)熔體則總體顯示來(lái)源于砂泥質(zhì)巖石熔體的特征(圖8c—8e)。

鄧晉福等(2010,2018)研究表明,與SiO2含量對(duì)應(yīng)的MgO含量可做為鑒別TTG巖類是屬于俯沖板片的巖漿,還是弧下地殼源的巖漿。將龍泉巖體TTG巖石樣品投入SiO2-MgO圖解上(圖8f),樣品主要落在低或非鎂安山巖(LMA)系列及附近區(qū)域,指示其巖漿來(lái)源于巖漿弧下地殼,而雖然它不是洋俯沖板片直接熔出的巖漿,但它仍然與洋俯沖的環(huán)境有關(guān)(鄧晉福等,2018)。巖石的Mg#大小可以靈敏的反映巖漿是否受到地幔物質(zhì)的混染 (Yogodzinski et a1., 1995;Smithies,2000;第五春榮等,2007;姜楊,2014),龍泉巖體的TTG巖石和花崗巖類的Mg#普遍較低,大部分<40,表明無(wú)幔源巖漿加入或混合,這也正是巖漿源于巖漿弧地殼的特征,巖漿弧地殼位于楔形地幔的上面,所以這里形成的巖漿上升侵入地殼淺部時(shí)不會(huì)和地幔橄欖巖發(fā)生反映,使Mg#增高。

圖8 龍泉巖體成因類型判別圖解Fig.8 Discrimination diagrams showing the genetic type of the Longquan pluton(a) Y-Sr/Y plot; (b) C/MF-A/MF plot (Altherr et al,2000); (c) SiO2-Mg#plot; (d) (Na2O+K2O+FeOT+MgO+TiO2) -(Na2O+K2O) /(FeOT+MgO+TiO2) plot (Pati?o Douce, 1999); (e) (CaO+FeOT+MgO+TiO2)-CaO/(FeOT+MgO+TiO2) plot (Pati?o Douce, 1999); (f) SiO2-MgO plot (Deng et al.;2010; HMA-High Magnesium andesite, MA-Magnesium andesite; PQBoundary of HMA/MA; RS-Boundary of MA/non-MA)

文章收集了龍泉巖體Sr-Nd同位素?cái)?shù)據(jù)(浙江省地質(zhì)調(diào)查院,2015;表4),結(jié)果顯示不同巖石之間的同位素組成有一定差異。TTG巖類具有較低的Sr同位素比值,Rb/Sr為0.13~0.25,分布在地殼演化線 (0.17)的上下,ISr較低,分布于0.707658~0.708782之間,具有基性下部地殼巖石的特征;Sm/Nd 值相對(duì)較高,且較均一,分布在 0.16~0.17 之間,分布在地殼巖石的區(qū)間(0.10~0.26);Sm-Nd 分異指數(shù)fSm/Nd較低,為-0.51~-0.48,低于地殼的平均值(0.40),顯示 Sm-Nd 體系分異程度較高,但fSm/Nd值大于-0.6,可以認(rèn)為巖石中的Sm、Nd同位素體系較好地記錄了源區(qū)的特征;INd值和εNd(t) 值均相對(duì)較高,前者分布于0.511943~0.512032之間,后者則變化于-3.2~-1.5的范圍,在t-εNd(t)圖解中落在華南元古代地殼演化帶之上、球粒隕石演化線之下(圖9);TTG 巖類的 Sr-Nd 同位素特征顯示其巖漿源區(qū)可能為基性的下部地殼。

表4 龍泉巖體Sr、Nd同位素組成Table 4 Sr and Nd isotopic compositions of the Longquan pluton

二長(zhǎng)花崗巖則具有相對(duì)較高的 Rb/Sr 值(0.31)、 較低的ISr值 (0.708231) 和INd值(0.511737);Sm-Nd分異指數(shù)fSm/Nd較低(-0.50),同樣顯示了分異程度較高的 Sm-Nd 體系;εNd(t)值較低(-7.2),顯示了較明顯的地殼特征;在tεNd(t)圖解中巖石則明顯分布在華南元古代地殼演化帶中(圖9),表明巖石的母巖漿為古老地殼物質(zhì)重熔的產(chǎn)物。

圖9 龍泉巖體t-εNd(t) 圖解(據(jù)沈渭洲等,2008;DM—虧損地幔,CHUR—球粒隕石均一化源區(qū))Fig.9 Diagram in terms of t-εNd(t) for the Longquan pluton (modified after Shen et al, 2008; DM-Deficit mantle, CHURchondrite uniform reservoir)

英云閃長(zhǎng)巖和奧長(zhǎng)花崗巖的一階Nd模式年齡TDM為1239~1153 Ma,與二階模式年齡T2DM為1415~1275 Ma較為接近,表明巖石的源區(qū)在進(jìn)入地表后Sm-Nd體系沒(méi)有發(fā)生大程度的分餾,也意味著部分熔融形成的巖漿受到上部地殼物質(zhì)混染較少;巖石的二階Nd模式年齡可以較大程度上代表了源區(qū)巖石脫離地幔進(jìn)入地殼的年齡,也即反映了該區(qū)在中元古代時(shí)存在地殼生長(zhǎng);同時(shí)也指示了,TTG巖漿由中元古代形成的地殼物質(zhì)重熔而成,而非直接來(lái)自新生地殼的重熔。二長(zhǎng)花崗巖具有較老的Nd模式年齡,T2DM為1742 Ma,與龍泉俯沖增生雜巖中出現(xiàn)的古元古代繼承鋯石年齡較為接近,表明其巖漿可能為古元古代的古老物質(zhì)重熔形成。

6.2 地質(zhì)意義

龍泉巖體的測(cè)年結(jié)果表明,巖體的侵入時(shí)間跨度大,年齡在443±3~410±3Ma 之間,為加里東期侵入巖(表5)。

表5 龍泉巖體同位素年齡一覽表Table 5 Isotopic age table of the Longquan pluton

龍泉巖體的巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素特征表明,由于俯沖帶巖石圈增厚,俯沖板片流體使基性下地殼中的中元古代形成的地殼物質(zhì)和古元古代古老物質(zhì)分別發(fā)生熔融形成TTG巖類和花崗巖類的巖漿源。在微量元素的構(gòu)造判別圖解中,TTG巖類與花崗巖類均集中分布在火山弧花崗巖區(qū)域及同碰撞花崗巖區(qū)域(圖10),指示其形成于大陸弧邊緣環(huán)境,與TTG成因分析的結(jié)果一致。

圖10 龍泉巖體Rb-(Nb+Y)圖解和Rb-(Yb+Ta)圖解(Pearce et al., 1984)Fig.10 Rb-(Nb+Y) diagram and Rb-(Yb+Ta) diagram for the Longquan pluton (Pearce et al., 1984)(a) Rb-(Nb+Ta) diagram; (b) Rb-(Yb+Ta) diagram VAG-Volcanic arc granite; ORG-Ocean ridge granite; WPG-Within plate granite; syn-COLG-syn-collisional granite

近年來(lái)在浙南地區(qū)開(kāi)展的系列區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及研究工作,在原新元古代龍泉巖群變質(zhì)巖系中解體出了不同構(gòu)造屬性的巖塊,提出了其為洋陸板塊俯沖環(huán)境下形成的俯沖增生雜巖(劉遠(yuǎn)棟等,2021),形成受控于武夷地塊與東南地塊(潘桂棠等,2016)的板塊碰撞事件。龍泉地區(qū)正好位于板塊碰撞的中心位置,板塊碰撞形成了浙南最重要的構(gòu)造帶——麗水-余姚拼合帶,其南延至福建與政和-大浦?jǐn)嗔褞嘟?它的南東界限為傳統(tǒng)的狹義的麗水-余姚斷裂,而北西界限則為龍泉-老竹斷裂,跨度達(dá)30 km。該結(jié)合帶在浙南地區(qū)控制了龍泉俯沖增生雜巖及龍泉巖體等地質(zhì)體的分布,在閩北地區(qū)則控制了馬面山巖群變質(zhì)巖系的分布,最新的研究資料表明,福建馬面山巖群的構(gòu)造屬性與龍泉巖群一樣,均是一套受控于洋板塊構(gòu)造體系下的增生雜巖(聶童春,2018;聶童春和周小棟,2019;周小棟,2020)。同時(shí),閩北地區(qū)近年來(lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的多個(gè)加里東期巖體的研究結(jié)果也指示其均形成于板塊構(gòu)造體制下的俯沖-碰撞造山作用(隰彎彎和陳世忠,2019;劉歡等,2020;王峰,2021)。此次龍泉TTG巖體的厘定為華南存在古生代板塊俯沖-碰撞事件進(jìn)一步補(bǔ)充了重要佐證,同時(shí)巖體成巖年齡信息為限定此次板塊俯沖-碰撞的時(shí)限提供了依據(jù)。作為已知侵入到龍泉俯沖增生雜巖中最老的巖體,并且是與板塊俯沖有關(guān)的巖體,其最年輕的成巖年齡(410Ma)信息指示該地區(qū)晚至泥盆紀(jì)早期還存在大洋板塊的俯沖作用,關(guān)于該大洋板塊俯沖的方向目前尚未十分明確,但從龍泉巖體出露的位置推測(cè),可能為由南東向北西俯沖。巖體中443Ma的最大成巖年齡限定了龍泉俯沖增生雜巖的形成年齡上限,而410Ma的年齡大致限定了洋陸俯沖結(jié)束的時(shí)間上限。在龍泉巖體與龍泉俯沖增生雜巖的侵入接觸帶上,普遍發(fā)育與圍巖相似的構(gòu)造變形跡象,表明巖體定位后與圍巖一起遭受了后期的構(gòu)造變形,這期構(gòu)造事件可能與龍泉俯沖增生雜巖中存在大量404~402Ma的峰期變質(zhì)年齡(劉遠(yuǎn)棟,2021)相關(guān),或是指示了洋陸俯沖結(jié)束后陸陸碰撞作用的時(shí)間。

7 結(jié)論

(1)龍泉巖體巖石組合復(fù)雜,主體巖性為花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和TTG巖石組合,鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)年和鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年結(jié)果表明,其形成時(shí)間為443±3~410±3Ma,屬加里東期深成雜巖體。

(2)龍泉巖體TTG巖石組合源自受俯沖板片流體作用的基性下地殼的重熔,而俯沖板片產(chǎn)生的流體同樣對(duì)上部地殼物質(zhì)進(jìn)行交代和加熱,使古老的地殼沉積物部分熔融形成花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖的巖石組合,兩種類型巖石均未見(jiàn)有幔源巖漿加入或混合的證據(jù)。

(3)龍泉巖體的巖石組合特征,指示該地區(qū)晚至泥盆紀(jì)早期還存在洋殼的俯沖作用,這為華南晚古生代大地構(gòu)造環(huán)境研究提供了新資料。