吴海权,吴维平,李 琴,杨 娟

安徽省地质调查院,安徽合肥,230001

安徽潜山—湖北英山地区位于大别山造山带东段,大地构造位置属于大别山造山带,中深变质岩出露广泛,主要由原“大别山群”组成[1-5]。20世纪80至90年代末,皖、鄂两省区调队、地质队、地科所、北京大学地质系和中国地质大学等单位相继在大别山区开展1∶5万区域地质调查[6-11],运用新理论和新方法,将原“大别山群”解体为变质变形侵入体、基性—超基性岩和变质表壳岩组合三个部分。1999年,安徽省1∶5万大别山片区总结[12]将变质表壳岩组合改称为大别山岩群,划分为8个岩性组合。此次片区修测,在综合前人资料的基础上,依据1∶25万区域地质调查技术要求(暂行)等有关指南,将区内分布的变质表壳岩组合划分为英山沟岩组、水竹河岩组、桥岭岩组和程家河岩组,并称为大别山岩群。原“大别山群”中解体出来的古老侵入体,经历多期变质和变形作用的改造,岩石类型主要为花岗闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩和二长花岗质片麻岩,它们与围岩呈侵入接触关系,与超高压变质带伴生。

1 岩石学特征

根据其产状、结构构造、矿物组合、变形作用和所含包体等特征,参照岩石谱系单位划分原则[13],将其划分为河图铺片麻岩、撞钟河片麻岩和水吼岭片麻岩,归并为潜山片麻岩套(表1、图1)。

图1 潜山片麻岩套地质图

表1 潜山片麻岩套岩石谱系单位简表

1.1 河图铺片麻岩(Pt3Ht)

主要分布在测区湖北省英山、安徽省岳西河图铺、羊河、太湖耿家岭以及潜山沙河埠等地,多呈不规则状延伸。岩性主要为花岗闪长质片麻岩,原岩为花岗闪长岩。

岩石呈灰、青灰色,中细粒变晶结构,变余花岗结构;弱变形岩石呈块状、片麻状构造;强变形岩石呈条纹条带状构造。主要矿物为斜长石(55%～62%)、钾长石(10%)、石英(15%～25%)、黑云母和角闪石(5%～10%);副矿物为锆石、磷灰石等。调查区内羊河一带河图铺片麻岩以含大量粗大钾长石斑晶为特征,大多数是混合岩化作用的结果。

1.2 撞钟河片麻岩(Pt3Zz)

主要分布在安徽省岳西县撞钟、潜山市余井、野人寨、牌楼、太湖县马庙曹家新屋和花凉亭水库大坝等地,呈岩脉或岩株状产出于高—超高压变质带中,与超高压变质表壳岩呈侵入接触关系,在接触带附近常会有榴辉岩的捕虏体,两者经过相同的构造变形。岩性主要为奥长花岗质片麻岩,原岩为奥长花岗岩。

岩石通常为灰白色,中粒花岗变晶结构,弱变形域中可见变余花岗结构,块状构造、片麻状构造。主要矿物为钠长石(30%～45%)、钾长石(10%～15%)和石英(25%～30%);次要矿物有石榴石、霓石、霓辉石、角闪石、多硅白云母、白云母和黑云母;副矿物有榍石、锆石、磷灰石、磁铁矿和钛铁矿。钠长石呈板状,常含霓石或霓辉石包体。钾长石包括正长石和微斜长石。石榴石稀疏地散布在岩石中,有两种产状,一种呈自形—半自形,发育成分环带,中心部分以钙铝或铁铝榴石为主,成分与高—超高压带中石榴石类似[14],边缘锰铝榴石端元增多;另一种产生在钠长石的边缘或解理中,其中有较多的锰铝榴石端元。霓石和霓辉石呈短柱状,常产于钠长石中或长石的粒间,其中硬玉组分为10～17.37 mol%[15]。

1.3 水吼岭片麻岩(Pt3Sh)

主要分布在安徽省潜山市水吼岭、杨家河、桐城市陶冲、太湖县牛凸岭、黄岗、寺前、马庙、弥陀寺和山龙,是区内分布最广的岩石。岩性主要为二长花岗质片麻岩,原岩为二长花岗岩。

岩石呈灰白色、浅肉红色,鳞片花岗变晶结构、变余花岗结构,岩石变形较弱,片麻状构造或“眼球状”构造,条纹、条带状构造。主要矿物为斜长石(30%～40%)、钾长石(25%～30%)、石英(20%～30%);次要矿物黑云母、白云母、绿帘石和石榴石等;副矿物有锆石、榍石、磁铁矿等。水吼岭片麻岩与变质表壳岩呈侵入接触关系,一般在其内接触带附近,常见到后者的捕虏体,两者又共同卷入后期的变形。水吼岭片麻岩包裹有大量的深源包体,在强变形带内,岩石经受强烈地韧性剪切,发育糜棱面理及拉伸线理,岩体中的包体被强烈压扁拉长而与花岗片麻岩以平行化接触,随着远离剪切带中心,花岗片麻岩的变形越来越弱,有时保留变余花岗结构。

2 岩石地球化学特征

2.1 常量元素

调查区内潜山片麻岩套变质侵入岩常量元素成分及特征数值见表2。由表2可看出:潜山片麻岩套变质侵入岩SiO2含量为65.95%～77.88%,随着SiO2含量的增加,TiO2、Al2O3、MgO、CaO和FeO含量相应下降,表明其具有亲缘关系。在以MgO为横坐标的哈克图上(见图2),CaO、FeO与MgO构成了较有规律的相关曲线。

图2 MgO-CaO、MgO-FeO哈克图解

河图铺片麻岩含量:SiO265.95%～75.36%,除1个样品遭受燕山期混合岩化外,其余均为Na2O>K2O。在An-Ab-Or图解(见图3)中,大部分落入花岗闪长岩区;在K2O-Na2O图解(见图4)中,大部分样品落入Ⅰ型花岗岩区。

图3 An-Ab-Or图解

图4 潜山片麻岩套Na2O-K2O图解

水吼岭片麻岩:以富硅、富碱为特征,含量关系为SiO265.44%～77.88%,K2O+Na2O>8%,一般K2O>Na2O。在SiO2-TiO2图解中,全部落入火成岩区;在An-Ab-Or分类图解中绝大部分落入花岗岩区(见图3),少数落入奥长花岗岩区;在Q-Ab-Or图解中基本落入阿米佐克眼球状片麻岩区(见图5),其趋势线表现为钙碱性岩系的演化;在K2O-Na2O图解中,部分样品落入Ⅰ型花岗岩区,大部分样品落入A型花岗岩区(见图4)。

撞钟河片麻岩:以富硅、富碱为特征,含量关系为SiO2>71.86%,一般Na2O+K2O>8%且Na2O>K2O。在SiO2-TiO2图解中全部落入火成岩区;在An-Ab-Or分类图解中(见图3),大部分样品落入奥长花岗岩区;在Q-Ab-Or图解中,大部分样品落入花岗闪长岩套与阿米佐克眼球状片麻岩区(见图5);在K2O-Na2O图解中,大部分样品落入Ⅰ型花岗岩区,部分样品落入A型花岗岩区(见图4)。位于A型花岗岩区的岩石普遍含霓石、霓辉石。

图5 Q-Ab-Or图解

2.2 微量元素

调查区内潜山片麻岩套变质侵入岩微量元素含量见表3。和MORB相比,岩石普遍富集大离子亲石元素(LIL),但部分样品Sr和高场强元素(HFS)亏损,微量元素蛛网图具双峰式曲线(见图6)。

图6 潜山片麻岩套微量元素图谱

表3 潜山片麻岩套微量元素含量(×10-6) 单位:g

2.3 稀土元素

调查区内潜山片麻岩套变质侵入岩稀土元素含量见表4。

资料来源:2-3,据1∶5万店前河等幅[8];4-6、8-13,据1∶5万双塘埂等幅[7];1、7、14-18,据1∶5万水吼岭等幅[9];19-25,据1∶5万青草塥幅[11];26,为1∶25万太湖县幅[16];27-29,据徐树桐等[15],1998。

河图铺片麻岩的∑REE 89.26～294.06 μｇ,δEu 0.61～1.04;水吼岭片麻岩的∑REE 67.49～665.28 μｇ,δEu 0.25～0.82;撞钟河片麻岩的∑REE 228.36～466.96 μｇ,δEu 0.06～0.49。

稀土元素图谱具轻稀土富集的右倾斜海鸥型曲线(图7),与B.Mason(1975)的西格陵兰的阿米佐克花岗片麻岩中的A组,康迪(1981)的后太古代变质杂岩中的低Al2O3型英云闪长岩—奥长花岗岩相似。

3 同位素组成及同位素年代学讨论

调查区内积累的同位素年龄资料见表5[16]。早期获得的黑云母的K-Ar法年龄与超高压变质岩的黑云母40Ar -39Ar及Rb-Sr年龄110～135 Ma[17]一致,也与大别山核部燕山期花岗岩的年龄相一致[18]。

近年获得的单颗粒锆石U-Pb年龄为600～800 Ma之间(表5),本次野外调查在太湖徐良获得的单颗粒锆石U-Pb年龄693±62 Ma(上交点年龄)和246±127 Ma(下交点年龄),结果见图8。上述锆石U-Pb年龄显示潜山片麻岩套的花岗质岩石形成于新元古代,并经历了印支期的超高压、高压变质作用,可能还受到加里东期构造热事件的影响。

图8 潜山片麻岩套变质侵入岩锆石U-Pb谐和图

4 构造环境

常量元素、微量元素、稀土元素等特征清楚地表明潜山片麻岩套经岩浆分异而形成,以I型花岗岩为主,部分为A型花岗岩,同位素年龄显示其形成于新元古代,富集的LREE及Eu负异常,表明其岩浆来源于上地幔衍生物和下地壳岩石的部分熔融以及分离结晶的产物。据Pearce[21]等(1984)微量元素大地构造环境判别图(图9),潜山片麻岩套均位于板内非造山构造环境以及火山弧区。据Coleman和Peterman(1975)K2O-SiO2图解和Rb-Sr图解,潜山片麻岩套均形成于大陆环境。在K2O-Na2O图解中,潜山片麻岩套部分样品落入A型花岗岩区,说明其为非造山构造环境。从稀土元素配分来看,潜山片麻岩套均有明显的Eu负异常,具有较高的稀土总量和较强的分馏,这些均反映它们形成于陆内构造环境。

图9 潜山片麻岩套构造位置微量元素判别图解

5 结 论

潜山片麻岩套的花岗质岩石形成于新元古代,并经历了印支期的超高压、高压变质作用,可能还受到加里东期构造热事件的影响。按形成时期顺序可划分为:河图铺片麻岩、撞钟河片麻岩和水吼岭片麻岩,岩性依次为花岗闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩和二长花岗质片麻岩。

潜山片麻岩套形成于陆内构造环境,以I型花岗岩为主,部分为A型花岗岩,其岩浆来源于上地幔衍生物和下地壳岩石的部分熔融以及分离结晶的产物。