《长江中下游地区晚中生代橄榄玄粗岩_省略_代学格架_地球化学特征及成因讨论_薛怀民》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长江中下游地区晚中生代橄榄玄粗岩_省略_代学格架_地球化学特征及成因讨论_薛怀民（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 卷 第期 年月 地 质 学 报 注： 本文得到了科技部国际合作与交流专项（ ） 、 深部探测技术与实验研究国家专项（ ） 和地质矿产调查评价 专项（ ） 资助。 收稿日期： ； 改回日期： ； 责任编辑： 黄敏。 作者简介：薛怀民， 男， 年生， 研究员， 岩石学专业， ： 长江中下游地区晚中生代橄榄玄粗岩系列火山岩： 年代学格架、 地球化学特征及成因讨论 薛怀民 ），马芳）， 曹光跃） ）中国地质科学院地质研究所， 北京， ；）北京大学地球与空间科学学院， 北京， 内容提要： 长江中下游地区晚中生代橄榄玄粗岩系列火山岩发育在宁芜、 庐枞、 溧水和怀宁四个火山岩盆地 内， 该系列的火山岩地
2、球化学性质上以相对富碱、 高、 明显富集 、 、等强不相容元素和轻稀土元素， 亏 损高场强元素 、 和 为特征。 和 的特征在不同盆地内随岩性的不同表现各异， 表明斜长石的分离结 晶可能在这些盆地内岩浆演化过程中起着一定的作用。这些盆地内橄榄玄粗岩系列火山岩的部分地球化学性质 （ 如 比值） 与大多数发育在大陆环境下的橄榄玄粗岩系列岩石不同， 而类似于大洋岛弧环境内的同类岩石， 可能意味着区内由于岩石圈的减薄， 软流圈地幔上涌到了相对较浅的部位， 控制源区部分熔融的主要是尖晶石相 地幔岩。这些火山岩的 、 同位素组成总体处于扬子克拉通岩石圈地幔附近， 指示它们的母岩浆主要是由富集 的岩石圈地幔
3、部分熔融形成的。但盆地所处的构造位置对岩浆的性质也有显著的影响， 指示地壳基底物质的混染 也不同程度存在。区内榄玄粗岩系列火山活动持续的时间很短， 主要集中在约 左右， 峰值约 ， 其成因的动力学机制可能与晚中生代发生在中国东部的岩石圈减薄事件有关， 橄榄玄粗岩系列火山岩盆地所 在地带对应着长江中下游地区岩石圈减薄的中心部位。 关键词：橄榄玄粗岩系列； 锆石 定年； 岩石圈减薄； 晚中生代； 长江中下游地区 长江中下游地区在晚中生代（ 早白垩世） 发育了 一系列断陷型的火山岩盆地， 其中橄榄玄粗岩系列 的火山岩盆地（ 这里主要指宁芜盆地、 庐枞盆地和溧 水盆地， 还包括怀宁盆地） ， 因其与玢
4、岩型铁矿关系 密切， 长期以来一直受到研究者的关注。著名的“ 玢 岩铁矿” 成因模型就是对宁芜火山岩盆地内不同类 型矿床的成矿赋矿特征的成功总结。但到目前为 止， 有关这些橄榄玄粗岩系列火山岩的形成时代及 其岩浆成因， 除宁芜盆地（ 薛怀民等， ； 王元龙 等， ； 张旗等， ； 侯可军等， ） 和庐枞盆地 （ 刘 洪 等， ；谢 智 等， ；周 涛 发 等， ， ， ； 薛怀民等， ， ， ； ， ） 已有了较多的研究成果发表外， 其 他盆地的研究还很少。尤其缺少将全区的橄榄玄粗 岩系列火山岩作为一个整体， 研究它们的特征及其 时、 空演化与构造环境之间的内在联系。本文在系 统收集总结已有的
5、研究资料和成果的基础上， 补充 测试了部分火山岩盆地内火山岩的 锆石 年龄、 全岩化学成分以及 和 同 位素组成， 在此基础上建立长江中下游地区橄榄玄 粗质岩浆作用年龄谱， 探讨岩浆作用的动力学机制。 区域地质背景与各火山岩盆地简介 长江中下游地区地处扬子克拉通的北缘（ 偏内 侧） 、 大别苏鲁晚三叠世碰撞造山带的前陆地区。 区内在晚中生代发育了一系列断陷型的火山岩盆 地， 自西向东分别为金牛盆地、 怀宁盆地、 庐枞盆地、 繁昌盆地、 滁州盆地、 宁芜盆地、 溧水盆地、 溧阳盆 地， 它们大致沿长江两侧分布。除滁州盆地是直接 叠置在大别山造山带之上， 盆地的基底为新元古界 早古生界地层（ 马芳
6、等， ） ， 属“ 上叠式” 火山岩 盆地。溧阳盆地叠置在江南古造山带之上， 其他火 山岩盆地都是在早中生代坳陷基础上发育起来的 “ 继承式” 火山岩盆地。根据火山岩潜火山岩的地 球化学性质， 这些火山岩盆地可大致归为两类： 一类 为橄榄玄粗岩系列火山岩盆地， 主要包括宁芜盆地、 庐枞盆地和溧水盆地。怀宁盆地虽然属于复合系列 的火山岩盆地， 其早期形成的火山岩（ 彭家口组） 属 第期薛怀民等： 长江中下游地区晚中生代橄榄玄粗岩系列火山岩： 年代学格架、 地球化学特征及成因讨论 橄榄玄粗岩系列， 晚期形成的火山岩（ 江镇组） 属高 钾钙碱性系列， 但由于晚期火山岩的出露面积仅占 很小的一部分（）
7、 ， 本文也将其归为橄榄玄粗岩 系列火山岩盆地一并讨论； 另一类为高钾钙碱性系 列火山岩盆地， 包括金牛盆地、 繁昌盆地、 滁州盆地 和溧阳盆地。空间上， 橄榄玄粗岩系列火山岩盆地 位于长江中下游火山岩盆地带的内侧， 而高钾钙碱 性系列火山岩盆地处于火山岩盆地带的周边（ 图 ） 。 区内火山岩盆地的下伏基底包括克拉通基底和 震旦纪以来的沉积盖层两部分。其中克拉通基底不 仅包含中、 新元古代的浅变质褶皱基底， 可能还包含 太古宙古元古代的深变质结晶基底。虽然扬子克 拉通范围内的太古宙岩石目前仅见于湖北省宜昌附 近的崆岭地区（ 高山等， ； ， ； ， ； ， ） ， 但 一些火山岩中捕获的锆石、
8、 岩浆岩变质岩中的锆石 继承核、 沉积岩中碎屑锆石的 年龄以及显生 宙花岗岩类侵入岩（ 及中酸性火山岩） 普遍具有约 的 同位素模式年龄似乎都暗示， 扬 子克拉通内广泛存在着太古宙， 尤其是古元古宙的 基底（ 张旗等， ； 薛怀民等， ； ， ） 。大量的同位素年龄资料证明， 约 的新元古代是扬子克拉通所经历过的一次 最强烈的构造岩浆热事件， 形成了大量的岩浆 岩（ ， ； ， ； ， ； ， ； ， ； ， ； ， ；李献华， ；李献华等， ；薛怀民等， ） 。扬子克拉通之上的沉积盖层也包括两套， 一 是震旦纪到中三叠世， 在较稳定的陆表海环境下沉 积的一套巨厚的陆源碎屑岩和碳酸盐， 厚度达
9、 ； 另外是在大别山造山带的前陆坳陷带内， 局 部沉积的一套（ 晚三叠世中侏罗世） 巨厚的陆相碎 屑岩。 宁芜火山岩盆地 宁芜火山岩盆地是长江中下游火山岩盆地带中 最著名的一个， 赋存有极其丰富的铁硫矿产资源。 平面上， 该火山岩盆地呈长轴 向展布的近椭 圆形， 长约 ， 宽约 ， 面积约 （ 图 ） 。盆地周边为深大断裂所围限， 其中西界为 向的长江断裂带， 东界为 向的方山小丹阳断 裂， 南北边界分别为芜湖断裂和南京上坊湖熟断 裂。盆地周缘出露的基底地层为上三叠统黄马青组、 早侏罗统象山群和晚侏罗统西横山组的陆缘碎屑岩， 它们主要分布于盆地的东侧。盆地的西北部有少量 晚白垩统浦口组以及第三
10、系的砂砾岩覆盖。 盆地内的火山岩自下而上分为龙王山组、 大王 山组、 姑山组和娘娘山组， 其中龙王山组和大王山组 的出露 面积 占 了 整 个 盆地内火 山 岩 出 露 面 积 的 左右， 是盆地内火山岩的主体。火山活动的中 心随时间由从盆地的南东侧向北西迁移的趋势（ 图 ） ， 火山活动的规模与火山作用的强度随时间也 显著减小。不同旋回火山活动形成的火山岩各具特 色， 其中龙王山组以角闪粗安岩最具代表性， 大王山 组则以辉石玄粗岩安山岩为主， 姑山组的代表性 岩石为黑云母英安岩， 而娘娘山组是一套以响岩为 主的碱性系列岩石。 宁芜火山岩盆地比较特殊， 在火山活动的晚期 （ 娘娘山组） 出现碱
11、性系列岩石组合， 这是长江中下 游火山岩盆地中仅有的现象， 这套碱性系列岩石的 成分变化较广， 由早期的高钾质（ 出现大量的富钾副 长石假白榴石） 到晚期的富钠质（ 出现大量的富钠 副长石蓝方石） 。 庐枞火山岩盆地 庐枞火山岩盆地是长江中下游火山岩盆地带中 规模最大的一个， 它长约 ， 宽约 ， 面积 达 ， 平面形态类似耳壳状（ 图 ） 。盆地的 周边为深大断裂所围限， 其中西界为 向的郯 庐断裂东界断层（ 罗河裴岗练潭断裂） ， 北界为近 向的陈陂湖黄姑闸芜湖县断裂， 东界为近 向的襄安镇大通镇断裂， 南界则为 向的长江 断裂带。盆地内火山岩的直接基底为中、 下侏罗统 磨山组和罗岭组的陆
12、相碎屑沉积建造。 盆地内的火山岩自下而上分为龙门院组、 砖桥 组、 双庙组和浮山组， 它们在平面上呈半环状分布， 火山活动的中心随时间有从盆地的北东侧向南西方 向迁移的趋势（ 图 ） 。不同旋回的火山岩之间在 成分上有着明显的差异， 其中龙门院组以角闪粗安 质岩石为主， 砖桥组主要为辉石粗安质火山岩， 双庙 组以粗面玄武岩和玄武粗安岩所占比例最高， 而浮 山组则以粗面岩占绝对优势， 并在末期出现少量含 假白榴石的粗面岩。 溧水火山岩盆地 溧水火山岩盆地也是一个四周以断裂为界的断 陷型火山岩盆地， 其西以方山小丹阳断裂为界， 与 “ 宁芜盆地” 相邻。东到茅山西侧断裂与“ 溧阳盆地” 相接， 北以南京郭庄庙天王寺断裂为界， 南止于小 地 质 学 报 ： 年 丹阳博望枯竹山断裂。盆地内出露的基底最老为 上三叠统的黄马青组的砂页岩， 其上分别为下中 侏罗统的象山群砂岩及砂砾岩、 上侏罗统的西横山 组的砂砾岩。 图 长江中下游地区橄榄玄粗岩系列火山岩盆地地质简图
