赣东北早古生代火山侵入杂岩的发现及地质意义

第17卷　第4期1998年 12月地质科技情报Geo logical Science and T echno logy Info rm ati onVol117　No14Dec1　1998赣东北早古生代火山侵入杂岩的发现及地质意义①廖群安　薛重生　李昌年　樊光明(中国地质大学地球科学学院,武汉,430074)摘　要　通过对赣东北横峰港边火山侵入杂岩的地质学、同位素年代学及岩石学的研究发现,该火山侵入杂岩并非晋宁期岩浆活动的产物,其Sm2N d同位素年龄为(584±77)M a,归属早古生代。

火山侵入杂岩在空间上密切共生,成因上具密切联系,均属钙碱性系列,为典型的岛弧火山岩组合。

这一研究成果,对于重新认识江南造山带具重要的意义。

关键词　江南造山带　早古生代　火山侵入杂岩　Sm2N d年龄分类号　P588112研究区位于赣东北地区的广丰—上饶一带,构造上地处扬子与华厦两板块边界的赣东北区段,涉及赣东北蛇绿岩带和江绍断裂带两条一级构造带,是研究江南造山带的重要地段。

近年来对该区蛇绿岩带的年代学及岩石学研究取得了重大进展,1995～1996年,薛重生等〔1〕在该带原双桥山群的登山剖面中,发现了下古生界的含放射虫微古化石群,同一时期,赵崇贺等〔2,3〕在该带的弋阳樟树墩蛇绿混杂岩中发现了古生代的放射虫,测得其中海相火山岩单矿物39A r240A r年龄为(430192±9162)～(486171±9162)M a,这些重大发现对皖、浙、赣中晚元古代的造山模式提出了质疑。

港边火山侵入杂岩分布于赣东北蛇绿岩带和江绍断裂带夹持的楔形地带,前人将其划归双桥山群叶家组。

本次研究表明,这套火山侵入杂岩形成于早古生代,是具岛弧构造属性的钙碱性火山岩和高钾钙碱性的浅成侵入岩组合。

其形成时间和构造属性的确定,对于重新认识江南造山带具重要的意义。

1　地质特征港边火山侵入杂岩分布于江西横峰县的港边—库前—樵源湾一带,由港边浅成侵入杂岩体和与其密切共生的火山岩组成,空间上构成了一个长轴呈北东东向展布的菱形构造块体。

岩体呈透镜状,除局部见其与登山群拔竹坑岩组(含放射虫、瓶形、口盖、古蛋、海绵骨针等早古生代微古化石)呈侵入接触外,周边主要以断层方式与火山岩接触。

岩体成分复杂,岩石结构和矿①国家计委和原地矿部“八五”地勘专项“上饶地区1∶5万区域遥感地质调查项目”成果 第一作者简介:廖群安,男,1959年4月生,副教授,主要从事岩石学方面的教学和科研工作 收稿日期:1998205221 编辑:曲梅兰物组成从露头尺度乃至显微尺度均有显著变化,为一典型的岩浆混合杂岩体〔4〕,岩石类型主要有闪长岩、二长岩、石英二长岩和二长花岗岩。

与港边浅成侵入杂岩体在空间上密切共生的火山岩,由一套连续喷发的中长玄武岩(夏威夷岩)、安山岩、粗安岩、英安岩和流纹岩组成,以安山岩为主,含大量的灰流相熔结凝灰岩,岩石均呈紫红色,为陆相环境喷发的产物。

2　火山侵入杂岩的Sm 2N d 等时线年龄研究区位于扬子与华夏两板块的边界,是赣东北蛇绿混杂岩带的组成部分,目前尚未见到图1　港边火山侵入杂岩Sm 2N d 等时线图Fig .1　Sm 2N d synchronic line of Gangbian volcanic 2intrusive comp lex rocks11火山岩;21港边杂岩体有关早古生代岩浆岩的报道,江西区调队于1982年将港边岩浆混合杂岩体划归燕山期岩体,而将周边的火山岩划归中晚元古代的上墅组。

本次研究对岩体和火山岩分别进行了Sm 2N d 等时线测年,火山岩的4个全岩样品和岩体的5个全岩样品的投点,分别获得两条截距不同但斜率相等的等时线(图1),年龄值为(584±77)M a ,属早古生代。

对该年龄值的解释及可靠性可作以下分析。

(1)港边火山岩和侵入杂岩在岩石地球化学特征上存在较大差异,分属不同的岩浆演化系列,但在空间上密切共生。

在港边杂岩体中见大量与火山岩具“四同”关系——同时间、同空间、同演化、同外貌的潜火山相玄武玢岩脉(占岩体露头面积的2%),与岩体中的主体岩性二长岩之间有广泛的岩浆混合作用,表明火山侵入杂岩的形成时间是相同的,因此两条等时线可互为验证,年龄值应是可靠的。

图2　火山侵入杂岩的A FM 图解Fig .2　A FM diagram of volcanic 2intrusive comp lex rocks 图例同图1(2)在横峰樵源湾附近,见港边杂岩体与拔竹坑岩组(江西地层清理,归为P t 3登山群)〔5〕,地层呈侵入接触,在横峰樵源湾、库前等地见与火山岩同期的英安质角砾岩筒刺穿了拔竹坑岩组地层,岩筒中含拔竹坑岩组地层的硅质凝灰岩、玄武岩、浊积岩角砾。

薛重生等〔1〕在拔竹坑岩组地层中发现了放射虫、瓶形、口盖、古蛋、海绵骨针等早古生代微古化石,表明拔竹坑岩组形成于早古生代。

笔者在火山岩筒的硅质凝灰岩角砾中也发现了古蛋类(A rchaeooid es )微古化石(曾忠平处理,南京古生物研究所鉴定),表明火山侵入杂岩形成的时间下限不早于早古生代,并非中晚元古代的产物。

综合同位素年龄及野外地质资料,可基本确认港边火山侵入杂岩为早古生代加里东期岩浆作用的产物。

图3　火山侵入杂岩的稀土配分曲线Fig .3　REE distribution pattern of volcanic 2intrusive comp lex rocks 3　港边火山侵入杂岩的构造属性港边火山岩和侵入杂岩均属于钙碱性系列(见图2),在岩石化学成分(w B )上,以富碱(6109%～7167%)、Si O 2(55100%～71100%)、A l 2O 3(14101%～17112%),低FeO 3(2151%～7188%)、T i O 2(0142%～0178%)为特征,可与岛弧钙碱性系列对比〔6〕,而与研究区拔竹坑岩组和叶家岩组中的拉斑玄武岩系列图4　火山侵入杂岩微量元素蛛网图Fig .4　T race elem ents distribution diagram of volcanic 2intrusive comp lex rocks的海相火山岩明显不同。

火山岩和侵入杂岩的w n (L a ) w n (Yb )值分别为6133～10155和9163～19138,稀土配分曲线均为轻稀土富集型,与钙碱性系列火山岩富集轻稀土的特征一致(图3)。

在以M O RB 标准化的微量元素蛛网图(图4)中,火山岩和侵入杂岩均表现为K ,R b ,B a ,T h ,U 等大离子亲石元素的明显富集,同时具显著的T h 和B a 正异常,N b和T a 负异常,具岛弧火山岩的特征。

在各种构造环境判别图解中,港边火山岩和侵入杂岩的投点大部分均落入岛弧钙碱性火山岩区(图5)。

结合上述特征,可图5　火山侵入杂岩的构造环境判别图解Fig .5　D iagram for distinguishing tectonic setting of volcanic 2intrusive comp lex rocksO FB (B ,D )为洋脊、洋底玄武岩;I AB 为洋岛玄武岩;CAB (A ,C )为火山弧、钙碱性玄武岩;L KT (A ,B )为低钾拉斑玄武岩1,2的图例同图1以认为港边火山侵入杂岩是岛弧岩浆活动的产物。

4　地质意义赣东北蛇绿混杂岩带南侧的港边火山侵入杂岩是早古生代加里东期岩浆活动的产物,火山岩和侵入杂岩均属钙碱性系列,是一套具岛弧构造属性的岩浆岩组合,这一结论从同位素年代学和岩浆岩岩石学上证实了该区在加里东期有过洋盆的消减俯冲和岛弧火山作用。

从港边火山侵入杂岩与登山岩群时空分布关系上分析,它很可能是登山岩群所代表的洋盆在早古生代封闭时的产物。

这并不是否认晋宁期华南与扬子之间的对接造山作用,事实上,在广丰地区沿江绍断裂带分布的上墅组火山岩中,本次研究获得Sm2N d等时线年龄为(1100±168)M a,与区域上沿该断裂带分布的晋宁期火山岩的年龄一致〔6～8〕,火山岩属钾玄岩系列,亦具岛弧构造属性。

因此,可以认为江南造山带是一多旋回的造山带。

参考文献1　薛重生,张克信,曾仲平等1赣东北蛇绿混杂岩带和张村群—登山群变质岩中发现微古化石1地质科技情报,1996,15(1):302　赵崇贺,何科昭,邰道乾1江西弋阳樟树墩含晚古生代放射虫硅质岩研究又获新进展1现代地质,1995,9(4):4403　赵崇贺,何科昭,邰道乾等1赣东北地区重要火成岩的40A r239A r年龄1地球科学,1997,22(3):257-2604　李昌年,薛重生,廖群安1江西横峰县港边岩浆混合杂岩体岩石学研究及成因探讨1地球科学,1997,22(3):261-2675　林景迁1岩浆岩成因导论1北京:地质出版社,19876　周新民,邹海波,杨杰东等1安徽歙县伏川蛇绿岩套的Sm2N d同位素研究1科学通报,1989,(16):1243-12457　周国庆,赵建新1扬子克拉通东南缘赣东北蛇绿岩的Sm2N d同位素研究1科学通报,1990,(2):129-1328　程海1浙西北晚元古代早期造山带的初步研究1地质论评,1991,37(3):203-213D ISCOVERY OF EARLY PALAEOZ O I C VOLCAN I C AND INTRUSIVE COM PL EX ROCKS FROM GANG DONGBE I D ISTR I CT,J I ANGX I PROV INCE AND THE IR GEOLOGI-CAL SIGN IF I CANCEL iao Q un’an　Xue Chongsheng　L i Changn ian　Fan Guangm ing(F acu lty of E a rth S ciences,Ch ina U n iversity of Geosciences,W uhan,430074)Abstract　B ased on the studies of the geo logy,Sm2N d iso top ic age and p etro logy of Gangb ian vo lcan ic and in tru sive com p lex rock s from H engfeng,J iangx i P rovince,it is suggested,that the com p lex rock s w ere fo rm ed at Early Palaeozo ic〔(584±77)M a〕,and belong to calc2alka2 line series.T he vo lcan ic and in tru sive com p lex rock s clo sely associated tem po rally and sp a2 cially are differen t in p etrochem istry and geochem istry,bu t all w ere fo rm ed in arc setting.To recon sider the J iangnan o rogen ic zone these are very i m po rtan t conclu si on s fo llow ing the dis2 covery of Early Palaeozo ic fo ssils group in th is area in early days(1995-1996).Key words　J iangnan o rogen ic zone,Early Palaeozo ic,vo lcan ic and in tru sive com p lex rock s, Sm2N d age。