大别山北淮阳带奥陶纪花岗岩的厘定及其对北秦岭东延的启示

刘贻灿, 侯克斌, 2, 杨 阳, 李 洋, 宋 彪

大别山北淮阳带奥陶纪花岗岩的厘定及其对北秦岭东延的启示

刘贻灿1, 侯克斌1, 2, 杨 阳1, 李 洋1, 宋 彪3

(1.中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 中国科学技术大学 地球和空间科学学院, 安徽 合肥 230026; 2.安徽省地质调查院, 安徽 合肥 230001; 3.北京离子探针中心, 中国地质科学院 地质研究所, 北京 100037)

详细的野外地质调查以及锆石SHRIMP U-Pb定年和初步的岩石学研究表明, 大别山北淮阳带东段发育早古生代奥陶纪花岗岩。这些花岗岩经过了强烈的构造变形、局部发育片麻理和绿帘角闪岩相变质作用, 形成时代为457±2 Ma,与北淮阳带西段马畈闪长岩的形成时代以及北秦岭‒桐柏造山带一期与大洋俯冲相关的早古生代岛弧岩浆作用时代一致。结合区域地质背景和盆地沉积分析, 证明北秦岭古生代俯冲增生造山带至少向东延伸到大别山北淮阳带的金寨及相邻地区。研究区古生代花岗岩及相关岩石的进一步研究, 将为大别山碰撞造山带的古生代构造演化以及华南与华北板块之间的汇聚‒拼贴过程提供新的制约。

花岗岩; 早古生代; SHRIMP U-Pb定年; 俯冲增生; 北淮阳带

0 引言

经典板块构造理论认为, 碰撞造山带的形成通常涉及到威尔逊旋回(Wilson cycle)中洋盆的打开和关闭(Dewey and Spall, 1975), 并伴随着与俯冲‒碰撞相关的变形、变质作用和最终因陆‒陆碰撞作用而形成造山带(Wilson, 1966; Dewey, 1969; Brown, 2009; Cawood et al., 2009)。一般来说, 形成于汇聚板块边缘的造山带可以划分为增生型(accretionary-type)和碰撞型(collisional-type)两大类(Cawood and Buchan, 2007; Cawood et al., 2009)。其中, 增生造山带主要形成于大洋板块的俯冲时期, 以发育岩浆弧和俯冲‒增生杂岩(subduction-accretion complex)为主要特征, 典型例子是科迪勒拉(Cordilleran)造山带; 而碰撞造山带则形成于大洋板块俯冲结束后的陆‒陆碰撞阶段, 最典型的例子是阿尔卑斯和喜马拉雅造山带。通常, 陆‒陆碰撞之前往往涉及到洋盆的关闭, 所以对于大陆碰撞造山带而言, 碰撞之前的大洋俯冲及伴生的岛弧岩浆作用可能是重要的板块构造过程(O’Brien, 2001)。因此, 这种复合造山作用常造成碰撞构造叠加在早期俯冲增生构造之上(Brown, 2007, 2009), 也就是说, 增生阶段事件叠加了与陆‒陆碰撞和山根垮塌相关的事件(Lahtinen et al., 2009), 从而为识别和重建两期造山作用的精细过程增加了巨大困难。然而, 俯冲‒增生杂岩的甄别, 不仅可为确定古俯冲带相对位置、古洋盆和古岛弧的存在以及造山作用类型等提供直接证据, 而且它的组成、结构和形成过程也可为恢复、重建造山带的形成与构造拼贴过程提供最基本的地质依据。

中国中部近东西向延伸、长约2000 km的秦岭‒桐柏‒大别‒苏鲁造山带是一条复合型造山带, 主要由华北和华南(扬子)两大陆块碰撞形成, 并在陆‒陆碰撞之前经历了长期的大洋俯冲、岛弧增生和弧‒陆碰撞等复杂过程(许志琴等, 1988, 2015; 张国伟等, 1988, 2001; Xu et al., 1992a; 徐树桐等, 1994, 2002; 杨经绥等, 2002; Dong et al., 2011; Wu and Zheng, 2013; Dong and Santosh, 2016), 形成了南、北分带的中生代碰撞造山体系和古生代增生造山体系(刘晓春等, 2015)。然而, 由于沿造山带横向上构造过程的复杂性、多期性、复合性、叠置性和穿时性(许志琴等, 2015), 不同地段出露的构造岩石单位及其岩石组成差别较大。其中, 秦岭‒桐柏‒红安造山带均保留了明显的古生代洋壳俯冲的证据, 如北秦岭商丹蛇绿混杂岩和古生代岛弧成因的岩石(如张国伟等, 1988, 2001; 孙卫东等, 1995; 董云鹏等, 2007; 裴先治等, 2009; Dong et al., 2011; Dong and Santosh, 2016; Liu et al., 2016)、桐柏‒红安北缘古生代变质复理石(Liu et al., 2004, 2011b)、定远岛弧成因变质火山岩(Li et al., 2001)以及熊店、胡家湾和苏家河古生代洋壳成因榴辉岩(Sun et al., 2002; Cheng et al., 2009; Wu et al., 2009)。然而, 东部大别‒苏鲁造山带中却鲜见古生代大洋俯冲的记录和证据: 一方面可能与三叠纪陆‒陆强烈碰撞改造、燕山期山根垮塌与热事件叠加以及多期构造作用和破坏等有关, 影响了人们认识华北与华南板块之间的古生代‒中生代演化的横向分布; 另一方面也与研究程度有关。秦岭‒大别‒苏鲁造山带, 又称中央造山带(杨经绥等, 2002), 新元古代以来, 从冈瓦纳大陆分离的中国南、北板块, 经过原特提斯洋和古特提斯洋的演化以及板块多次离散、汇聚和碰撞, 形成显生宙以来以原特提斯和古特提斯为主体的复合构造格架, 以及以古生代和印支期为主体的秦岭‒大别‒苏鲁复合造山系(如, Mattauer et al., 1985; Hsü et al., 1987; 许志琴等, 1988, 2015; 张国伟等, 1988, 2001; 杨经绥等, 2002; Ratschbacher et al., 2003, 2006; 刘良等, 2013; Liu et al., 2016)。实际上, 北秦岭古生代造山带及商丹洋在大别山及相邻地区的东延问题至今仍未解决。Dong et al. (2011)根据区域地质背景分析, 认为商丹洋/商丹缝合带可能通过北秦岭向东延伸, 但至大别山之后, 如何衔接, 仍是值得研究的问题; 刘晓春等(2015)根据桐柏造山带的研究, 推测古生代商丹洋可能向东延伸到信阳、乃至商城以西地区。然而, 北淮阳带(尤其商城‒麻城断裂以东; 图1)尚缺乏与之相对应的古生代大洋俯冲、岩浆作用和变质作用等方面的岩石学记录。直到最近, 刘贻灿等(2020)报道了金寨县铁冲石榴斜长角闪岩经历了石炭纪变质作用。为此, 本文开展了北淮阳带东段金寨一带花岗岩的野外地质调查以及锆石SHRIMP U-Pb定年和初步的岩石学研究, 证明研究区存在早古生代奥陶纪花岗岩, 从而为大别造山带古生代岩浆作用增添了新的研究内容, 尤其重要的是为秦岭‒桐柏造山带的东延问题以及大别山碰撞造山带的古生代俯冲增生和华北‒华南陆块之间汇聚、拼贴过程提供了新的制约, 也是解决当前对该区古生代大地构造演化认识分歧的关键。

1 地质背景

大别山是秦岭造山带的东延部分, 东端被郯‒庐断裂带切割(图1)。郯‒庐断裂带以东的苏鲁造山带是大别山东延并位移了的部分, 构造位置上, 位于华北和华南两个大陆板块之间, 是华南板块向华北板块之下俯冲形成的三叠纪大陆碰撞造山带(Xu et al., 1992a, 1992b; Li et al., 1993), 发育了与大陆俯冲和碰撞过程相关的、不同变质等级的构造岩石单位(徐树桐等, 2002; Liu et al., 2007a, 2007b, 2017; Li et al., 2017)。从南到北, 大别山可分为宿松变质带、南大别低温榴辉岩带、中大别超高压变质带、北大别杂岩带及北淮阳带等岩石构造单位(图1)。但根据区域地质背景分析和沉积地层的物源区研究等, 印支期陆‒陆碰撞之前, 华北与华南陆块之间应该存在已经消失的古大洋(Xu et al., 1992a, 2012;徐树桐等, 1994, 2002; Li et al., 2004; 李任伟等, 2005; 李双应等, 2011; 刘贻灿等, 2020)。

北淮阳带西段(商城‒麻城断裂以西), 主要由二郎坪群、原“信阳群”南湾组(变质复理石)和龟山组(又称龟山杂岩)、原“苏家河群”中定远组、原商城群“石门冲组”和“歪庙组”(可能对应于“二郎坪群”; 徐树桐等, 1994, 2002)和原石炭系梅山群等岩石单位以及变质火成岩、古生代闪长岩等花岗岩类岩石和中生代岩石等组成(图1)。其中, 原岩时代为~630 Ma的变质(橄榄)辉长岩(刘贻灿等, 2006; Liu et al., 2017)、720~750 Ma的变质花岗岩(刘贻灿等, 2010)以及730~740 Ma的变基性岩和变质酸性火山岩(Liu et al., 2017; 朱江等, 2019)沿苏家河‒八里畈断裂的北侧, 从千斤河棚乡王母观向西经苏家河至信阳南部西双河和桐柏一带呈大小不等的岩块或岩片零星出露, 千斤河棚乡向东经吴陈河乡至八里畈乡一带也有类似岩石断续分布。其围岩为原“定远组”变质火山岩, 目前表现为含石榴子石绿帘云母石英片岩。二者之间为断层接触, 统称为定远变质火山岩带(刘贻灿等, 2006)或肖家庙‒八里畈构造混杂岩带(刘晓春等, 2015)。其南、北分别与浒湾混杂岩带和“南湾组”变质复理石等构造岩石单位相邻, 再向南为新县超高压变质带。原苏家河群“浒湾组”中既有石炭纪洋壳俯冲成因榴辉岩(如熊店), 又有三叠纪陆壳俯冲成因榴辉岩, 它们的原岩时代分别为晚古生代和新元古代(Sun et al., 2002; Cheng et al., 2009; Wu et al., 2009), 因而称之为浒湾混杂岩带(刘贻灿等, 2006; Ratschbacher et al., 2006)或浒湾高压榴辉岩带(刘晓春等, 2015), 它的变质相及形成时代完全不同于岛弧成因的定远变质火山岩(峰期表现为绿帘角闪岩相变质作用和原岩时代为早古生代奥陶纪) (Li et al., 2001; 刘贻灿等, 2006; Liu et al., 2017)。

BZ. 北淮阳带; NDZ. 北大别杂岩带; CDZ. 中大别超高压变质带; SDZ. 南大别低温榴辉岩带; SZ. 宿松变质带; HMZ. 浒湾混杂岩带; HZ. 红安低温榴辉岩带; DC. 角闪岩相大别杂岩; XMF. 晓天‒磨子潭断裂; WSF. 五河‒水吼断裂; HMF. 花凉亭‒弥陀断裂; TSF. 太湖‒山龙断裂; TLF. 郯庐断裂; SMF. 商城‒麻城断裂。

北淮阳带东段(商城‒麻城断裂以东), 主要由“佛子岭群”变质复理石(对应于秦岭的“刘岭群”和桐柏的“南湾组”)、庐镇关杂岩(原“庐镇关群”)和原石炭系梅山群(杨山煤系)等构造岩石单位及中新生代岩浆岩和盆地沉积组成(徐树桐等, 1994, 2002; Chen et al., 2003; 吴元保等, 2004; 江来利等, 2005; 刘贻灿等, 2006, 2010; 刘景波等, 2013; Liu et al., 2017)(图1)。其中, 庐镇关杂岩主要包括原“小溪河组”新元古代变质花岗岩、变基性岩等、“仙人冲组”大理岩及相伴生的(石榴)斜长角闪岩等。然而, 由于研究区可能因印支期大陆的强烈碰撞改造和构造叠加, 早期一些岩石单位被破坏或者被盆地沉积所掩盖(Xu et al., 1992a; 徐树桐等, 1994, 2002), 造成至今未发现确切的与古生代大洋俯冲及增生造山作用相关的岩石单位或记录。然而, 直到最近, 刘贻灿等(2020)在金寨县西部查明存在石炭纪高压变质作用。

本文研究的样品为采集于金寨县铁冲乡李桥村东北的花岗岩(图2), 局部发育面理化, 甚至表现为明显的变质、变形作用(图3)。

该类花岗岩主要分布于金寨县铁冲乡北楼‒皂河‒高水田一带, 呈近东西向展布。出露面积约3 km2(图2)。1996年, 中国地质大学(北京)在进行1∶5万苏仙石幅区调填图时, 根据岩石学特点及与相邻地区岩石的相互关系和区域地质对比等, 将其从中生代花岗岩中识别和划分出来, 并称为早古生代“北楼浅粒岩”(没有同位素定年, 中国地质大学(北京), 1996)。安徽省地质调查院(2011)在进行1∶25万六安幅区域地质调查时, 发现“北楼浅粒岩”具有较典型的花岗质侵入体特征, 岩体南侧与原“庐镇关群”(本文称“庐镇关杂岩”)小溪河组新元古代花岗片麻岩等岩石相邻, 并经历了变质变形作用; 东北侧被白垩纪石英闪长岩、花岗岩侵入, 侵入接触关系清楚, 岩体中有花岗片麻岩包体。单颗粒锆石U-Pb定年(采用单颗粒锆石同位素稀释法)结果为399± 1.1 Ma。然而, 年龄数据分析点有限、而且分析方法陈旧, 可靠性也有待于检查。为此, 我们开展了该区花岗岩的野外地质调查和锆石SHRIMP U-Pb定年工作。

图2 北淮阳带东段金寨县铁冲地质简图(据刘贻灿等, 2020)

2 样品描述和分析方法

研究区花岗岩变形较为强烈, 常见明显片麻理构造, 局部有明显的糜棱岩化(图3)、黑云母和石英等矿物显示明显的定向排列(图4)。

图3 北淮阳带东段金寨县铁冲花岗岩野外照片

岩石类型主要为黑云母二长花岗岩, 呈灰‒浅灰白色, 具有粒状变晶结构, 弱片麻状‒块状构造。主要由斜长石(25%~40%)、钾长石(10%~15%)、石英(20%~30%)组成, 暗色矿物角闪石、黑云母含量约为5%~10%(图4)。石英呈它形粒状, 部分已细粒化(图4a、b)。斜长石呈半自形板状, 部分显示聚片双晶和简单双晶, 少见环带构造, 主要为更长石。钾长石主要呈它形粒状。黑云母具黄-红褐色多色性, 主要为小颗粒、少数为较大的颗粒, 小颗粒者因构造变形而呈定向分布(图4c、d)。副矿物有锆石、磷灰石和磁铁矿等。

锆石的分选在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。岩石样品经破碎、筛选、电磁及重液分选分离出锆石, 而后在显微镜下挑选透明、未蚀变的颗粒, 将其和标准锆石TEMORA(年龄为417 Ma)一起制成样品靶, 研磨抛光, 在北京离子探针中心进行透射光、反射光和阴极发光(CL)照相。锆石微区U-Pb定年测定在北京离子探针中心SHRIMPⅡ离子探针仪器上进行, 详细测定流程见宋彪等(2002)。测试时所用的标准锆石为M257和TEMORA, 前者用于标定U含量, 后者用于校正206Pb/238U比值(亦即206Pb/238U年龄)。束斑直径约为20 μm。测定结果用实测的204Pb 进行普通Pb校正, 详细数据处理过程见Liu et al. (2017)。测试结果见表1。

图4 北淮阳带东段金寨县铁冲花岗岩显微照片

3 分析结果

阴极发光(CL)图像(图5)显示, 样品中的锆石大多数具有明显的岩浆结晶环带, 结合它们的高Th/U值(0.39~1.36), 应为岩浆结晶锆石; 偶尔含有较薄的黑色增生边(图5a、d), 表现为高U含量, 可能与热变质作用有关(Vavra et al., 1999; Pidgeon et al., 2000; Rubatto et al., 2001; Schmitz and Bowring, 2003)。

本次测试分析了13颗锆石, 获得14个年龄数据。206Pb/238U年龄大多在438±2 Ma~460±2 Ma之间, 6个相对较老的谐和年龄加权平均值为457±2 Ma (MSWD=1.10), 其余7个相对年轻的年龄可能与Pb丢失有关; 另外, 1个最年轻的年龄为333±2 Ma(表1, 图6)。

因此, 根据锆石的阴极发光图像特点和高Th/U值, 457±2 Ma应为花岗岩的形成时代, 而1个具有相对较低Th/U值(0.39)的333±2 Ma年龄比研究区已报道的石榴斜长角闪岩的峰期变质时代(355±5 Ma; 刘贻灿等, 2020)年轻, 可能代表变质重结晶或退变质时代(见后文讨论)。

4 讨 论

众所周知, 大别造山带经历了印支期大陆深俯冲和陆陆碰撞以及燕山期山根垮塌与热事件等多期构造叠加与变质改造(刘贻灿等, 2019及所引文献)。因此, 如果没有发现特征性标志(marker), 很难限定陆‒陆碰撞前的构造体系(Brown, 2009; Lahtinen et al., 2009), 这为识别早期(古生代)大洋俯冲‒增生过程带来了巨大困难和挑战。Mattauer et al. (1985)在商丹断裂南侧刘岭群(武关杂岩)的变泥质岩中获得314±6 Ma的黑云母40Ar/39Ar年龄; Zhai et al. (1998)在桐柏龟山杂岩斜长角闪岩中获得两个角闪石40Ar/39Ar年龄, 分别为316±1 Ma和304±14 Ma, 从而证实秦岭‒桐柏造山带中确实存在晚古生代构造事件。近年来, 桐柏‒红安造山带北部的龟山杂岩被确定是秦岭大陆弧与弧前复理石的混杂体, 其在340~310 Ma经历了角闪岩相变质过程(Liu et al., 2011a, 2013)。同时, 对秦岭造山带商丹断裂南侧从刘岭群中解体出来的武关杂岩的研究表明, 该套以沉积岩为主体的中级变质杂岩中含有大陆弧成因变质火成岩, 包括原岩时代分别为446±2 Ma的斜长角闪岩、368±3 Ma的安山质片麻岩和351±2 Ma的糜棱岩化花岗岩脉, 其变质时代为~320 Ma(Chen et al., 2014)。而且, 已有研究表明, 北秦岭(包括秦岭、二郎坪和宽坪岩群等)至少包括450~420 Ma和350~ 310 Ma两期的变质(Ratschbacher et al., 2003, 2006; Dong et al., 2011; Liu et al., 2011a; Chen et al., 2014; 刘晓春等, 2015; Dong and Santosh, 2016; Yan et al., 2016), 且经历了早古生代(500~400 Ma)大洋俯冲、岛弧增生与弧‒陆碰撞及晚古生代(340~310 Ma)大洋俯冲与增生等复杂的构造过程(裴先治等, 2007, 2009; 王涛等, 2009; 第五春荣等, 2010; 刘良等, 2013;Wang et al., 2013a, 2013b; 张成立等, 2013; 王晓霞等, 2015; Liu et al., 2016); 北淮阳带西段熊店榴辉岩带的原岩应是洋壳成因, 其形成时代主要为425~410 Ma,并经历了石炭纪(~310 Ma)洋壳俯冲及榴辉岩相高压变质作用(Sun et al., 2002; Cheng et al., 2009, 2016, 2018; Wu et al., 2009)。

表1 北淮阳带铁冲花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄分析结果

注: Pbc和Pb*分别表示普通铅和放射性成因铅; 年龄值用实测的204Pb值进行普通铅校正。

图5 代表性锆石的阴极发光图像

图6 花岗岩中锆石的U-Pb年龄谐和图

本次野外地质调查和锆石U-Pb定年结果表明, 大别山北淮阳带东段金寨一带发育早古生代奥陶纪(457±2 Ma)花岗岩。该花岗岩的形成时代接近于北秦岭二郎坪地区的满子营岛弧成因花岗岩(459.5±0.9 Ma; 郭彩莲等, 2010)、桐柏地区具岛弧特征的黄岗花岗闪长岩(446±3 Ma)(Liu et al., 2013)以及红安地区马畈闪长岩(463.5±3.4 Ma; 马昌前等, 2004)、“定远组”岛弧成因的变质火山岩(464±7 Ma; 刘贻灿等, 2006)等。而且, 元素和Sr-Nd同位素地球化学分析结果(未发表资料)显示本文研究的花岗岩为岛弧成因。由此证明, 北淮阳带东段存在早古生代(奥陶纪‒志留纪)与大洋俯冲相关的岩浆作用。结合研究区已报道的石炭纪变质时代(355±5 Ma; 刘贻灿等, 2020)和记录了古生代岛弧源区的石炭纪盆地沉积(Li et al., 2004; 李任伟等, 2005; Chen et al., 2009; 李双应等, 2011; 杨栋栋等, 2012), 证明北淮阳带东段的大洋俯冲可能从早古生代奥陶纪(~450 Ma)即已开始, 并在石炭纪发生变质作用。这也与北淮阳带盆地沉积记录相吻合:

(1) 石炭纪古生物地层学和岩相古地理研究(金福全等, 1987; 李曰俊等, 1997)表明: ①早石炭世杨山组砾石中含有晚奥陶世‒早志留世的珊瑚类、介形类和牙形石类等化石组合。特别是砾石中含有cf.(安徽日射珊瑚比较种)化石, 而该化石见于扬子陆块的安徽含山早志留世高家边组和三峡早志留世罗惹坪组, 证明灰岩砾石的源区为扬子陆块, 也就是说, 北淮阳地区存在类似于扬子陆块的早古生代地层; ②晚石炭世胡油坊组发现了丰富的小型(原单脊叶肢介)化石(仅见于华北陆块), 指示晚石炭世北淮阳带和华北陆块处于同一个古生物区系, 两者是联为一体的; ③晚古生代石炭纪为前陆盆地沉积。因此, 这不仅反映了北淮阳带与扬子陆块之间在石炭纪没有分隔性大洋, 而且也证明扬子陆块和华北陆块在石炭纪以前已经拼接、扬子陆块和华北陆块的弧‒陆碰撞应起始于晚泥盆世之前。

(2) 北淮阳带石炭系未变质或轻微变质的沉积地层(如胡油坊组、杨山组等), 记录了其物源信息和古生代的构造演化(李双应等, 2011)。其中: ①碎屑岩的微量元素地球化学特征揭示其物源区的大地构造属性为岛弧; ②碎屑锆石U-Pb年龄和碎屑云母的Rb-Sr年龄也进一步确定了岛弧的时代为古生代(峰值为420~480 Ma)(Li et al., 2004; 李任伟等, 2005; Chen et al., 2009; 杨栋栋等, 2012), 这与北秦岭、桐柏及北淮阳带西段(定远变质火山岩)的岛弧时代一致。因此, 石炭纪沉积地层的部分物源区类似于北秦岭等地的古生代岛弧岩石, 也就是说, 北淮阳带在早古生代也应发育岛弧体系及相关岩石并为石炭纪盆地沉积提供了重要的物源。

(3) 北淮阳带变质复理石(Chen et al., 2003)及侏罗纪‒白垩纪盆地沉积物(李任伟等, 2004, 2005; 王薇等, 2017; Zhu et al., 2017, 及所引参考文献)的碎屑锆石U-Pb年龄分析表明, 大别山北淮阳带东段经历过古生代的岩浆活动, 并可能相当于秦岭群(秦岭杂岩)和二郎坪群的部分岩石。

综上所述, 大别山北淮阳带东段存在类似于北秦岭和桐柏造山带的早古生代岩浆热事件和晚古生代变质作用, 而且, 研究区向北的大洋俯冲作用可能从早古生代奥陶纪开始, 一直延续到石炭纪; 同时, 在(晚泥盆世-)早石炭世时, 发生了弧‒陆碰撞作用。由此证明北秦岭古生代增生造山带及商丹洋向东延伸到大别山北淮阳带及相邻地区。然而, 北淮阳带东段古生代俯冲增生杂岩的岩石组成及其成因、形成大地构造背景、演化过程和拼贴机制以及与北秦岭和桐柏造山带的不同构造岩石单位之间相互关系等尚需进一步查明, 尤其需要详细的野外地质调查及系统的岩石学、年代学和地球化学等方面制约。

5 结 论

(1) 厘定了大别山北淮阳带东段铁冲早古生代花岗岩的形成时代为457±2 Ma。

(2) 北淮阳带东段早古生代奥陶纪花岗岩接近于北淮阳带西段马畈闪长岩、岛弧成因的定远变质火山岩以及北秦岭-桐柏与大洋俯冲相关的早古生代岩浆岩的形成时代, 结合近期研究区已发现的石炭纪变质作用, 进一步证明北秦岭古生代俯冲增生造山带至少向东延伸到大别造山带的金寨及相邻地区, 这为大别山碰撞造山带的古生代构造演化以及华北与华南陆块之间汇聚‒拼贴过程提供了新的制约。

致谢: 北京离子探针中心杨淳女士等在锆石SHRIMP U-Pb定年分析过程中给予了支持和帮助, 西北大学张成立教授和合肥工业大学闫峻教授在审稿过程中提出了宝贵的修改意见和建议, 在此一并表示衷心感谢！

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Confirmation of the Ordovician Granite from the Beihuaiyang Zone in the Dabie Orogen: Insight into Eastern Extension of the Northern Qinling Orogen

LIU Yican1, HOU Kebin1, 2, YANG Yang1, LI Yang1and SONG Biao3

(1.CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Materials and Environments, School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, Anhui, China; 2. Anhui Academy of Geological Survey, Hefei 230001, Anhui, China; 3. Beijing SHRIMP Center, Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

Detailed field investigation, zircon SHRIMP U-Pb dating and preliminary petrographic observation affirm for the first time that the Early Paleozoic granite occurs in the eastern Beihuaiyang zone of the Dabie orogen. In addition, the granite is strongly deformed with local foliation and epidote-amphiboilite facies metamorphism, and its formation time is 457±2 Ma. The age of the granite is similar to those of the Mafan diorites from the western segment of the Beihuaiyang zone and the early Paleozoic arc rocks related to oceanic subduction in the northern Qinling-Tongbo orogen. Combined with regional geological background and the related basin sediments, it is indicated that the northern Qinling orogen easterly extends to the Jinzhai and the adjacent area in the eastern segment of the Beihuaiyang zone, the Dabie orogen. Further integrated researches on the Paleozoic granites and related rocks in the study area will provide new constraints on the Paleozoic tectonic evolution of the Dabie collisional orogen, and the convergent-amalgamate processes between the North and South China Blocks.

granite; Early Paleozoic; SHRIMP U-Pb dating; subduction-accretion; Beihuaiyang zone

2019-07-06;

2019-07-29;

2020-04-02

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2015CB856104)和国家自然科学基金项目(41773020)联合资助。

刘贻灿(1962-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事变质地球化学与岩石大地构造学研究。Email: liuyc@ustc.edu.cn

P597

A

1001-1552(2021)02-0401-012

10.16539/j.ddgzyckx.2020.02.017