郯庐断裂带南段张八岭群变质岩的原岩时代及其构造意义

2014-04-28赵田朱光林少泽宋利宏

地质论评 2014年6期

赵田，朱光，林少泽，宋利宏

合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥，230009

内容提要: 大别造山带东缘郯庐断裂带上分布着绿片岩相变质的张八岭群。对于它们的原岩时代长期没有同位素年代学数据，而其变形与变质原因也一直没有明确的认识。本次工作中选择了该带上8处张八岭群变火山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。结果表明，它们的原岩时代为748～750 Ma，属于新元古代中期的南华纪，为扬子板块下部盖层而非前人认为的变质基底。结合张八岭群的变形与变质特征及前人白云母40Ar/39Ar定年结果，并与大别造山带进行对比，本文认为大别造山带东南缘张八岭群的变形与变质是造山带内俯冲与折返的结果，而其东缘郯庐断裂带内张八岭群的变形与变质是碰撞造山期该断裂带左行走滑活动所致。这些认识再次为郯庐断裂带起源于华北与扬子板块的碰撞过程中提供了重要的证据，也支持其造山期起源于陆内转换断层或斜向汇聚边界。

大别造山带南缘及东缘、郯(城)庐(江)断裂带张八岭隆起段北部及苏鲁造山带南缘分布着一套绿片岩相变火山岩。它们在安徽境内称为张八岭群，在江苏境内称为海州群云台组(图1)。孙竞雄等(1991)和汤加富等(2002a)曾认为这些岩石单元是可以对比的，但缺乏年代学证据。长期以来，这套变火山岩被认为是扬子板块中元古代或新元古代早期的变质基底(江苏省地质矿产局，1984；安徽省地质矿产局，1987；湖北省地质矿产局，1990；张德宝等，1995)。Zhou Jianbo 等(2012)通过锆石U-Pb定年从苏鲁造山带南部海州群云台组中获得的原岩年龄为758 Ma； Zhao Tian等(2014)在张八岭隆起北段张八岭群变火山岩中获得的原岩年龄为754～753 Ma，属于新元古代中期的南华纪地层。但是大别造山带东南缘与东缘的张八岭群原岩时代一直没有解决。

前人研究认为，大别造山带东南缘的张八岭群与苏鲁造山带南部的海州群云台组为低温高压相系(孙竞雄等，1989；Eide, 1993；Eide and Liou, 2000)，属于造山带内俯冲后折返的岩片(Hacker et al.，2000；Faure et al.， 2003；林伟等， 2003；Li Sanzhong et al.，2010；杨坤光等，2011；王浩乾等，2012)，原岩为扬子板块上的表壳岩(桑宝梁，1987；曾家纪，1989；王秀丽等，2006；Zhou Jianbo et al., 2012)。对于大别造山带东缘及张八岭隆起段的张八岭群属性与变质原因，目前仍了解的不够。汤加富等(2002b)曾认为它们代表了原始扬子板块边界上的变质基底隆起带。而Zhao Tian等(2014)通过张八岭隆起段上这套变火山岩的变形与年代学研究，认为它们属于扬子板块上的底部盖层，其中的变形和变质是沿着印支期郯庐断裂带这一斜向汇聚边界上发生的。显然，查明大别造山带东缘张八岭群的原岩时代是理解这些重要问题的基础与关键。

多数学者认为郯庐断裂带起源于印支期华北与扬子板块的碰撞造山中，但是关于其起源方式分歧较大，先后提出了多种模式，代表性的有陆内转换断层模式(Zhang et al., 1984; Watson et al., 1987; Xu Jiawei et al., 1987; 万天丰等, 1996; 王小凤等, 1998; 朱光等, 2004, 2009; 张岳桥等, 2008; Zhu Guang et al., 2009)、嵌入式碰撞中斜向汇聚边界模式(Yin and Nie, 1993)、旋转碰撞边界模式(Lin Jinlu et al., 1990; Zhang et al., 1997; Gilder et al., 1999;肖文交等, 2000)、撕裂断层模式(Okay et al., 1992; Li Zhengxiang, 1994)等。对于大别造山带东缘张八岭群原岩时代及其变形与变质原因的正确理解将会对郯庐断裂带的起源方式提供重要的约束。陈宣华等(2000)在大别造山带东缘庐江一带张八岭群内测得白云母40Ar/39Ar年龄为226 Ma，北部张八岭隆起段上张八岭群白云母40Ar/39Ar年龄为238～236 Ma(Zhang Qing et al., 2007), 皆指示其中的变形与变质发生在印支造山期。显然，认清它们变形与变质发生的原因将对认识华北与扬子板块的汇聚方式及郯庐断裂带的起源模式具有重要的意义。

基于上述问题，本次工作在大别造山带南缘与东缘的张八岭群内采集了变火山岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析。再结合它们的变质和变形特征，分析这套岩石的原岩属性及其变形和变质的原因，从而为认识郯庐断裂带的起源方式提供了重要的信息。

1 地质概况

总体上北北东走向的郯庐断裂带现今将大别造山带与苏鲁造山带左行错开约550 km (图1)。其间沿郯庐断裂带东侧分布着一个北北东向展布的变质岩出露带，即张八岭隆起带。该段北段出露绿片岩相的张八岭群，而南段出露高级变质的肥东杂岩。大别与苏鲁造山带是中三叠世(印支期)华北与扬子板块碰撞造山形成的(Xu et al., 1987; Okey et al., 1989; 徐树桐等，1994)。前者呈北西向展布于郯庐断裂带以西，而后者呈北东东向展布于郯庐断裂带以东。

郯庐断裂带继印支造山期活动之后，在晚侏罗世由于太平洋区板块作用再次发生了左行平移(Zhu et al., 2005, 2010)。这期平移活动在北大别东缘的大别杂岩内与张八岭隆起南段的肥东杂岩内形成了左行走滑韧性剪切带，而在当时出露较浅的张八岭群内只造成了局部的北北东向脆性左行平移断层(Zhu et al., 2005, 2009，2010； Zhao et al., 2014)。在早白垩世至古近纪期间，郯庐断裂带转变为正断层活动(Zhu et al., 2010, 2012).在大别造山带东缘该正断层向南东倾，控制发育了半地堑式潜山断陷盆地(图2)。

大别造山带以东及以南的扬子板块属于印支期的前陆褶断带，其上的震旦纪—中三叠世海相盖层在中三叠世晚期印支运动中(相当于造山带深俯冲阶段)普遍发生了紧闭褶皱，并形成了一系列逆冲断层(常印佛等，1991；董树文等，1994；朱光等，1998；Zhu et al.，2009)。该前陆褶断带上目前局部残留晚三叠世—中侏罗世的陆相前陆沉积，晚期发育了白垩纪—古近纪陆相断陷盆地。早白垩世伸展期该带出现了一系列中—酸性侵入岩与火山岩，集中出现在大别造山带东侧的庐枞火山岩盆地内(图2)。

苏鲁造山带中—北部为超高压变质带，而南部为海州群出露的低温高压变质带(孙竞雄等，1989；图1)。海州群内目前保存着造山带折返期变形组构，面理向南东缓倾，矿物拉伸线理向南东倾伏，皆为上盘向北西的运动学，与北部超高压带内的折返构造相似(许志琴等，2003；图1)。大别造山带南界为北西向的襄樊—广济断裂带，北侧为合肥盆地所覆盖(图2)。该造山带内部由南向北可划分为中—高绿片岩相张八岭带、角闪岩相的宿松带、高压榴辉岩相带、超高压榴辉岩相带、北大别杂岩带、北淮阳构造带(Rowley et al.，1997；Hacker et al.，1998，2000；徐树桐等，2002，2003)。由于早白垩世的强烈伸展活动，大别造山带内部出现了大量的早白垩世中—酸性岩体，形成了北大别变质核杂岩(Wang et al., 2011)。众所周知，中三叠世(约240 Ma, Xu et al., 1987; Okey et al., 1989; 徐树桐等，1994)扬子与华北板块发生陆—陆碰撞，扬子陆壳向下深俯冲，紧接着俯冲陆壳向南折返(Faure et al.，2003；石永红等，2013)，从而造山带内部的变质岩总体上变质温度与压力向南递减。由张八岭带、宿松带和高压—超高压带所构成的南大别带，目前主要保留着折返期的构造，其中呈现为较稳定的北西—南东向矿物拉伸线理，变形面理向南或南西倾，运动学皆显示上盘向北西运动(Hacker et al.，2000； Faure et al.，2003；王浩乾等，2012)。在大别造山带折返期，襄樊—广济断裂带为右行走滑韧性剪切带，属于该造山带向南东折返中的侧边界走滑剪切带(王浩乾等，2012)。

图1 郯庐断裂带南段及周边印支期构造简图Fig. 1 A sketch map for structures of the Indosinian period in and around the southern segment of the Tancheng—Lujiang Fault Zone

图2 郯庐断裂带南端及大别造山带东部构造简图Fig. 2 A sketch for structures of the southern segment of the Tancheng—Lujiang Fault Zone and Dabie Orogenic Belt

大别造山带周缘的张八岭群沿其东南缘、东缘及北部的张八岭隆起断续分布。它们主要是一套变中—酸性火山岩，原岩主要为流纹岩、安山岩和凝灰岩，夹泥质岩。其代表性岩性为长石石英片岩、白云石英片岩、绿帘钠长石英片岩，代表性的矿物组合长石+石英+白云母±绿泥石±绿帘石，变质程度为中—高绿片岩相(荆延仁等, 1991, 1996; Zhang et al., 2007；石永红等，2007)。与张八岭群相邻的红安—宿松单元其岩性主要由花岗片麻岩、斜长角闪岩、白云质大理岩、石榴云母片岩、黑云斜长片麻岩、石墨片岩及基性—超基性组成(安徽省地质局区调队，1987；魏春景和单振刚，1997；石永红等，2012)。代表的矿物组合石榴子石+白云母+黑云母+石英±帘石±金红石，变质程度为高压角闪岩相(翟明国等，1995；魏春景和单振刚，1997；陈燕等，2005；石永红等，2012)。

大别造山带东南缘的张八岭群呈现为中—高绿片岩相变质和强烈的韧性变形。杨坤光等(2011)从其中获得的白云母40Ar/39Ar为240 Ma(中三叠世)，指示了印支期的变形和变质。其中的变形组构以广泛出现NW—SE向矿物拉伸线理和上盘向北西运动为特征(王浩乾等，2012；图2)，与北部宿松杂岩内的折返变形组构相似，并且两者的变形和变质是连续的。由此可见，大别造山带东南缘张八岭群属于造山带的折返岩片，其中目前保存的是造山带早阶段的折返组构。

表1 郯庐断裂带南段张八岭群变质岩LA-ICP-MS锆石定年样品描述Table 1 Sample description of metamorphic rocks in the Zhangbaling Group of the southern segment of the Tancheng—Lujiang Fault Zone used for LA-ICP-MS dating

注：Qz—石英；Fel—长石；；Ms—白云母；Chl—绿泥石。

大别造山带东缘的张八岭群在黄梅—江塘一带沿着郯庐断裂带呈北东向近连续出露，在北部庐江一带断续出露，其间为潜山盆地所覆盖(图1、2)。野外观察表明，这一带的张八岭群除了呈现为中—高绿片岩相变质外，也表现为强烈韧性变形。其中的白云母40Ar/39Ar年龄指示为印支期的变形带(陈宣华等，2000)。庐江一带的张八岭群变形面理走向北东，向南东陡倾。其中的矿物拉伸线理为北东—南西向(图2)，各类运动学指向皆指示为左旋走滑剪切，显然为印支期的北东向左行走滑韧性剪切带。黄梅—江塘一带的张八岭群，其南、北部主要为NE—NEE向的面理和线理，而中部因郯庐断裂带的弯曲而呈现为近东西向的面理和线理为主，显示为郯庐走滑变形带与造山带折返组构相叠加的特点。通过对比观察发现，大别造山带东缘张八岭群的变形与变质与其西侧造山带内大别杂岩及宿松杂岩明显不同。造山带内的这些杂岩为高级变质岩，普遍呈现为NW—SE向矿物拉伸线理，皆指示上盘向北西运动(Hacker et al.，2000； Faure et al.，2003；王浩乾等，2012)，属于造山带折返期的变形组构。

张八岭隆起段上的张八岭群也呈现为强烈的韧性变形，已有的一系列白云母40Ar/39Ar年龄同样指示为印支期的变形带(Zhang Qing et al., 2007)。其中的变形面理总体较平缓，矿物拉伸线理为近南北向或北北东—南南西向(图1)，其运动学指示上盘向南南西运动，属于印支期郯庐走滑韧性剪切带东侧的韧性滑脱带( Zhao Tian et al., 2014)。

2 张八岭群变质岩中锆石的U-Pb定年

2.1 样品描述

为了确定大别造山带东南缘与东缘张八岭群变质岩的原岩时代，本次工作共采集8件样品进行锆石U-Pb定年。大别造山带东缘北部庐江一带张八岭群内采集了3处变火山岩样品(图2)，岩性分别为白云母长石石英片岩(DT773、DT775)(图3a、f)及绿泥石化长石石英片岩(DT774)(图3e)。大别造山带东缘南部黄梅—江塘一带张八岭群内采集4处变火山岩样品(图2)，岩性分别为白云母长石石英片岩(DT780、DT781)(图3b、g)、长石石英片岩(DT782)(图3c)及白云母片岩(DT783)(图3h)。

工作中还在大别造山带东南缘造山带内采集1处张八岭群变火山岩样品(DT784，图2)，其岩性为长石石英片岩。该样品发生了糜棱岩化(图3 d)，呈现为与大别造山带相似的折返期变形组构。具体的样品位置、特征和显微镜下鉴定结果见表1。

图3 张八岭群定年样品野外及显微照片: (a)庐江一带张八岭群白云母长石石英片岩野外采样照片(DT773)；(b)黄梅—江塘一带张八岭群白云母长石石英片岩野外采样处照片(DT781样)；(c)黄梅—江塘一带张八岭群长石石英片岩野外采样处照片(DT782样)；(d)大别造山带东南缘张八岭群糜棱岩化长石石英片岩野外采样处照片(DT784样)；(e)庐江一带张八岭群绿泥石长石石英片岩显微照片(DT774样)；(f)庐江一带张八岭群白云母长石石英片岩显微照片(DT775样)；(g)黄梅—江塘一带张八岭群白云母长石石英片岩显微照片(DT780样)；(h)黄梅—江塘一带张八岭群白云母片岩显微照片(DT783样)Fig. 3 Photographs from outcrop and microscope for dating in the Zhangbaling Group: (a)The white mica schist in the Zhangbaling Group in Lujiang(DT773); (b)the white mica schist in the Zhangbaling Group in Huangmei—Jiangtang(DT781); (c)the quartz—feldspar schist in the Zhangbaling Group in Huangmei—Jiangtang(DT782);(d)the mylonitized quartz—feldspar in the Zhangbaling Group Southeast of Dabie orogenic belt(DT784);(e) the chloritization quartz—feldspar in the Zhangbaling Group in Lujiang(DT774); (f)the white mica schist in the Zhangbaling Group in Lujiang(DT775); (g)the white mica schist in the Zhangbaling Group in Huangmei—Jiangtang(DT780); (h)the white mica schist in the Zhangbaling Group in Huangmei—Jiangtang(DT783)

2.2 分析方法

图4 张八岭群部分锆石阴极发光图像及年龄值Fig. 4 Cathodoluminescence images and ages of representative zircon grains from the Zhangbaling Group

对所采集张八岭群变火山岩新鲜样品进行浮选、电磁选等方法分选出单颗粒锆石后，在双目镜下手工挑选出晶型较完整的锆石颗粒制成环氧树脂样品耙。然后抛光至锆石内部形态暴露，进行背散射照相。制靶、抛光、照像及锆石U-Pb同位素分析均在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产国家重点实验室完成的。锆石原位U-Pb同位素和微量元素分析采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)。所使用的ICP-MS为Agilent 7500a，激光剥蚀系统为配备有193 nm激光器的GeoLas 2005。分析所采用的激光剥蚀斑束直径为24 μm，并用国际标样91500作为外标，元素含量采用NIST SRM 610作为外标，29Si作为内标元素进行校正。具体分析流程及仪器参数见文献Yuan Honglin等(2004)。锆石测定点的同位素比值、U-Pb表面年龄和元素含量计算采用ICP-Ms DataCal 6.2程序计算(Liu Yongsheng et al.,2010)，并且采用Andersen(2002)的方法进行普通铅校正。锆石年龄的计算机锆石图的编制采用Isoplot(3.0版)完成。本次试验所测锆石的U与Th含量、Th/U比值及年龄值见表2，锆石U-Pb年龄协和图见图5。

2.3 定年结果

根据双目镜下观察，本次所测试锆石自形程度较高，基本呈长柱状，少数被破坏成不规则状。锆石的长短轴比为2∶1～5∶1，基本为无色透明或半透明，略带淡黄色。在阴极发光图像上(图4)，所测试锆石具有震荡环带。它们具有高的U、Th含量，Th/U比值>0.6，多数集中为1左右。这一系列特征均指示所测试的锆石为岩浆锆石。

表2 张八岭群变质岩锆石U-Pb年龄测试结果Table 2 Zircon U-Pb dating data for metamorphic rocks in the Zhangbaling Group

测点元素含量(×10-6)ThUThU同位素比值年龄(Ma)n(207Pb)n(206Pb)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ213183181.00 0.073140.00411.22780.066160.123270.0023481330749132216339571.71 0.065360.002681.122930.046050.123290.001787642274910235074271.19 0.066520.003411.129250.058410.123450.00203767287501224213211221.90 0.066480.002311.154170.042260.123080.001687792074810251061450.73 0.088720.006711.364890.096230.120120.003218744173118265724921.16 0.07230.007681.266290.131530.127020.00282831597711627159210201.56 0.082910.003571.408310.055520.123460.0019892237501128310314842.09 0.062910.002431.0960.042270.123940.00157751207539292562011.27 0.080530.004691.341920.078070.122960.00252864347481430822930402.71 0.06910.002171.209730.037680.124860.0014805177598DT775(庐江段张八岭群)17837011.12 0.064090.002171.167680.038970.132290.00173786188011023222921.10 0.066110.002641.124690.045080.123590.001676522751931441650.87 0.064190.003551.166840.063860.132530.00227785308021341532420.63 0.067880.00311.144070.052060.123810.00187774257521152131831.16 0.061780.002981.04130.050330.123420.00189725257501161471890.78 0.070480.004411.163850.071180.123280.00207784337491271372320.59 0.059480.002841.002150.045430.123810.00187705237521189515721.66 0.085250.003691.543030.066070.131890.0013294826799894745150.92 0.066280.002191.20230.039870.131170.00159802187959104144400.94 0.107780.007842.303870.22110.13260.002681213688031511911160.79 0.071650.00391.207790.067060.12350.002228043175113126164461.38 0.069380.002851.267390.050350.132120.001788312380010131932430.80 0.064090.002961.160520.052880.132030.002027822579911142462231.10 0.158870.006483.093320.122980.140910.0018214313185010152762780.99 0.067460.002791.144270.045620.123360.00187752275010161241111.12 0.114720.006772.185580.142320.134030.0025511764581114174893821.28 0.065820.002541.107890.042790.121210.00148757217389184214710.89 0.06470.003851.094480.06330.122690.001727513174610192563600.71 0.069070.002791.19250.048190.124240.00154797227559201571620.97 0.079360.004651.348750.078080.123960.002048673475312215934701.26 0.072130.002671.228480.044340.122910.00137814207478222922221.32 0.06640.003541.110080.053190.123750.001757582675210231772380.74 0.071180.003461.282710.060070.132650.0028382780311241951821.07 0.063960.003331.080990.054720.123610.001877442775111252572261.14 0.029810.002650.542340.045810.126910.001914403077011DT780(黄梅-江塘段张八岭群)11351111.21 0.079060.008861.326950.144350.121730.0032585863740192771110.69 0.083150.00631.3630.095710.123830.00315873417531832403580.67 0.065880.002861.11810.047880.123620.00185762237511143212681.19 0.073740.003621.249240.058550.124340.0018282326755105951610.59 0.123680.005532.305090.10040.137790.002381214318321363022071.46 0.07120.00861.248690.149010.12720.00234823677721374904421.11 0.060310.002261.032840.040550.123550.0015172020751984453641.22 0.065330.002681.108580.045220.123030.0015575722748994904531.08 0.065590.006761.10240.112360.12190.001847555474111101551860.83 0.073540.003631.233690.060810.122870.001878162874711114483971.13 0.069010.002821.185210.047090.123520.00163794227519122692710.99 0.082320.007341.384190.119510.121950.002728825174216132003290.61 0.065480.002781.110420.044680.1230.00148758217488141091260.86 0.084950.026741.443060.450680.12320.004890718774928

测点元素含量(×10-6)ThUThU同位素比值年龄(Ma)n(207Pb)n(206Pb)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ154114140.99 0.070070.003191.27290.055010.131330.001898342579511161841870.98 0.063030.003441.067730.056250.123960.001967382875311171761800.98 0.072520.00421.25130.076970.123690.0021982435752131817857662.33 0.068290.00211.256710.037520.133590.00137826178088194583331.38 0.072840.003061.251710.052040.124940.00168242375992016488781.88 0.066170.002141.121940.035490.123040.0013764177487211441291.11 0.077320.010711.264120.172170.118570.003038307772217221561451.08 0.079250.007761.405740.133110.128650.003228915678018234153251.28 0.077970.004251.458680.080090.135210.002059133381812244485570.80 0.065410.00241.11640.039470.12310.00146761197488253053460.88 0.065970.003051.122760.050710.12360.001887642475111261832810.65 0.069060.003231.180450.05410.123420.001787922575010278515381.58 0.062520.002461.07860.042570.123810.00156743217529282242340.96 0.064650.003521.096040.056960.123610.001827512875110291571800.870.061810.005691.026290.092640.120430.002137174673312301611710.94 0.068390.004051.174270.070980.123340.001947893375011DT781(黄梅-江塘段张八岭群)129400.72 0.097540.007671.796640.140550.132760.0033810445180419238400.95 0.12350.010482.033020.145330.131740.003391127497981931081180.92 0.064980.003291.100740.054370.12320.00209754267491241041360.77 0.070690.003791.286830.066710.13170.002038403079812594950.99 0.074590.011861.24550.194550.12110.00368218873721646750.61 0.077370.007451.372960.127840.12870.003138775578018787890.97 0.071070.004341.186130.067550.124140.00233794317541381161051.11 0.103470.006791.445910.084560.109650.00229908356711391321281.03 0.077730.003851.322680.064620.123790.0020185628752121045530.85 0.07340.0061.22040.093790.123130.0034281043749201145610.73 0.087150.006331.541470.101170.132760.00394740804171277860.90 0.066160.003751.194070.064350.132580.00257983080314133223430.94 0.070370.002821.295130.051490.132770.0021184423804121447520.92 0.075690.01541.411230.284490.135220.0037289412081821151581521.04 0.065430.003591.123910.062840.123810.0021576530752121678920.85 0.079570.00441.435250.081130.132140.00253904348001417106741.43 0.205120.010214.139490.207850.146580.00314166241882181873551.32 0.074240.004141.263630.068140.124190.0025483031755151972671.08 0.063980.004311.148950.072740.13280.0029177734804172071671.05 0.110010.004844.650170.201410.303930.005371758361711272156660.85 0.070630.003991.192210.065530.123690.002597973075215221361351.01 0.06250.0031.081240.050780.123470.001887442575111235973731.60 0.068080.003051.160880.050960.12180.001837822474110244452411.85 0.059860.002721.018420.043830.12350.0016671322751102530440.67 0.108870.018941.840270.315710.12260.003541060113745202649540.92 0.093270.006261.626330.102790.132780.0029898040804172738430.89 0.085160.005461.561710.105140.133460.003089554280818281721960.88 0.070970.003361.326790.062680.1340.0019185727811112966561.18 0.098060.008651.543370.110060.122660.0027694844746163028400.71 0.130340.033282.401150.60230.133610.0063912431808083631781050.74 0.06420.003761.167780.068890.131920.0023578632799133243480.90 0.094360.0071.469880.102860.114230.0026291842697153348610.80 0.146910.008133.154090.150240.167560.0040214463799922DT782(黄梅-江塘段张八岭群)

测点元素含量(×10-6)ThUThU同位素比值年龄(Ma)n(207Pb)n(206Pb)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ11961081.81 0.09520.028151.671880.48850.127370.005749981867733324182701.55 0.069340.004351.256320.081570.134060.0028826378111639995471.83 0.068450.00341.266360.063880.133950.00302831298101745484021.36 0.071640.004171.228490.066580.125570.00235814307631357465911.26 0.064120.003071.126060.05360.126020.00187766267651161901911.00 0.086220.009441.522840.162650.128110.00311940657771876325461.16 0.068570.003431.177780.059040.123810.00191790287521187215151.40 0.066430.003051.228780.056750.132630.00188814268031194613741.23 0.064260.003881.083890.064810.124280.002087463275512103102661.17 0.062060.004171.038940.064610.123940.0023272332753131111507881.46 0.05480.002450.930040.039610.123320.00175668217501012259412272.11 0.067960.002611.174830.044760.123660.0017378921752101310658131.31 0.062230.002751.079340.048760.123550.0016774324751101412558401.49 0.064420.002741.108010.046620.122770.00175757227461015269413851.95 0.062040.002591.078350.04530.122980.001917432274811167574091.85 0.059680.00321.000290.049860.123120.00213704257491217127610971.16 0.074060.002911.289670.05020.123710.001628412275291814099481.49 0.071660.002961.32850.055280.132930.002148582480512197824861.61 0.060110.003271.105970.059130.132620.002067562980312204774201.14 0.060670.004221.103170.074580.132520.002967553680217215144501.14 0.063490.003221.237250.059070.144490.002588182787015224403751.17 0.069510.004031.255260.069350.13240.0022782631802132314247761.84 0.0940.004931.720710.114940.123150.002871016437491624627125042.50 0.075630.002911.18450.043430.112080.001547932068592513209191.44 0.066390.003011.144330.051090.123130.00177775247491026304114612.08 0.05710.003770.949320.063640.118480.001926783372211278486331.34 0.064440.003531.182080.065570.132720.002217923180313285615700.98 0.063820.003831.164960.077610.132810.0024178436804142915168651.75 0.078480.005761.329860.091390.123860.001988594075311DT783(黄梅-江塘段张八岭群)14574581.00 0.067950.002551.153760.043160.123270.0015677920749922954680.63 0.064710.002861.098880.046130.12310.0016275322748933363091.09 0.065880.003061.097930.047360.123070.00175752237481044094510.91 0.062840.00291.068880.050910.122550.00215738257451252391501.60 0.078730.004821.277740.071330.12310.0023836327481365793351.73 0.06260.002631.06920.045140.124210.00189738227551171893010.63 0.068190.002861.154310.047520.122940.0015877922747982691561.72 0.075010.004131.351170.07060.131610.0025868307971493274780.68 0.061890.00241.05990.041890.123370.00154734217509103062971.03 0.083130.004331.532230.082230.131760.001929433379811112956680.44 0.065870.002361.126820.038850.123730.00138766197528126634411.50 0.06270.002481.142020.044910.131670.00167773217979132051661.23 0.068870.003541.169720.061220.123120.002247872974813143213490.92 0.060290.002651.025470.044490.12390.0016717227539152291471.55 0.075170.004151.35340.079180.131770.002558693479815161231510.81 0.07380.004881.296830.082470.131830.002658443679815171571940.81 0.063640.003671.051560.055440.123460.002057302775012182131701.25 0.069950.0051.246790.089850.133010.003068224180517196977130.98 0.063290.001951.087670.033960.123780.001357471775282069916200.43 0.061650.001711.065530.02950.124050.00124737157547215964701.27 0.06080.002441.049770.041750.124160.001717292175410

测点元素含量(×10-6)ThUThU同位素比值年龄(Ma)n(207Pb)n(206Pb)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)n(207Pb)n(235U)n(206Pb)n(238U)测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ测值1σ222432700.90 0.066430.003481.210160.064310.132280.002038053080112234394351.01 0.081350.002551.627270.050880.144410.001819812087010244972981.67 0.064650.003161.172750.057680.131580.002327882779713252101721.22 0.064890.004011.162330.073240.131650.002417833479714264855120.95 0.063730.002541.177890.049910.132750.0027902380411271522330.65 0.066980.003181.125090.048240.124120.001857652375411286844471.53 0.140550.006212.852250.141940.143180.0017813693786310292462730.90 0.061510.002861.050180.049650.123740.001927292575211301232030.61 0.067860.005381.148710.088150.122770.002457774274614BH784(大别造山带南缘张八岭群)11942560.76 0.071390.004621.291190.081220.131180.00203842367951223663900.94 0.069240.003880.913020.048710.09610.0015365926591932522091.21 0.07520.00371.256560.059350.122970.001882627748104854600.18 0.057330.00350.410590.02420.051950.000833491732655961310.73 0.066110.00761.153990.130520.126590.00263779627681567459210.81 0.065670.001811.129740.03130.123470.0012176815751775747730.74 0.065580.002161.201720.039230.132090.0013680118800886139210.67 0.068170.002191.247930.03950.132060.0013182218800799999681.03 0.065370.001911.111410.032880.122770.0012759167467105647860.72 0.064730.002041.107210.03570.123660.00133757177528115016920.72 0.064150.002081.093470.034820.123930.001267501775371210786701.61 0.067190.0021.151570.034460.123570.001167781675171313137371.78 0.061860.002111.064770.036150.123930.0011873618753714124520230.62 0.063910.001781.098940.030270.123810.00121753157527153826670.57 0.065910.002471.201230.042180.132480.001568011980291622388512.63 0.065010.00241.106480.038380.123470.00141756187508177637451.02 0.064510.004581.085650.075750.122050.0015874637742918106313110.81 0.066670.001951.143590.032340.123480.00112774157516196579060.73 0.07090.00231.310760.042270.133870.00169850198101020140214540.96 0.065470.002011.122730.033460.123260.0012764167497217476691.12 0.069460.002391.186410.039290.123330.00152794187509223056020.51 0.065150.002041.199660.038320.131970.001438001879982388813070.68 0.065660.001651.135580.028830.12340.00114770147507244076660.61 0.064490.002321.184890.041660.13210.00157794198009256888290.83 0.065630.001941.136680.033150.123830.0013177116753726112013140.85 0.090560.002771.461850.042140.115950.00107915177076271923070.63 0.061670.004960.44610.034910.052460.00099375253306

庐江一带DT773样品(图5 a)全部29个分析点锆石的U-Pb年龄介于748±7 ～804±12 Ma之间。其中10个分析点远离谐和线，其它19个谐和线附近分析点存在两组年龄集中区域，一组9个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为796±8 Ma(MSWD=0.35)，另一组10个分析点的206Pb/238U加权平均值为750±5 Ma(MSWD=0.054)。本文解释后者代表了原岩形成的年龄，前者代表了捕获锆石记录的早期岩浆事件。庐江一带的另一个DT774样品(图5 b)，全部30个分析点锆石的U-Pb年龄介于748±10 ～805±15 Ma之间。其中有13个点远离谐和线，其它17个谐和线附近分析点年龄介于748±10 ～805±15 Ma之间。唯一的年龄集中区域中14个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为751±6 Ma(MSWD=0.035)。本文解释这一年龄值代表了原岩形成的年龄。附近另一处DT775样品(图5 c)，全部25个分析点的年龄介于738±9 ～850±10 Ma。其中6个点远离谐和线，其它19个谐和线附近分析点存在两组年龄集中区域，一组6个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为800±8 Ma(MSWD=0.083)，另一组10个分析点的206Pb/238U加权平均值为749±6 Ma(MSWD=0.26)。本文解释后者代表了原岩形成的年龄，前者代表了捕获锆石记录的早期岩浆事件。

黄梅—江塘一带的DT780样品(图5 d)，全部30个分析点锆石的U-Pb年龄介于722±17 ～832±13 Ma之间。其中20个谐和线附近分析点年龄介于740±19 ～808±8 Ma之间，唯一的年龄集中区域14个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为748±5 Ma(MSWD=0.2)。本文解释这一年龄值代表了原岩形成时间。DT781样品(图5 e)全部33个分析点锆石的U-Pb年龄介于671±13 ～1711±27 Ma之间。它们有17个点远离谐和线，其它16个谐和线附近分析点存在两组年龄集中区域，一组6个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为801±11 Ma(MSWD=0.046)，另一组9个分析点的206Pb/238U加权平均值为748±9 Ma(MSWD=0.16)。本文解释后者代表了原岩形成的年龄，前者代表了捕获锆石记录的早期岩浆事件。另一处DT782样品(图5 f)全部29个分析点锆石的U-Pb年龄介于685±9 ～870±15 Ma之间。其中22个谐和线附近分析点存在两组年龄集中区域，一组6个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为805±11 Ma(MSWD=0.068)，另一组7个分析点的206Pb/238U加权平均值为750±8 Ma(MSWD=0.076)。本文解释后者代表了原岩形成的年龄，前者代表了捕获锆石记录的早期岩浆事件。DT783样品(图5 g)全部30个分析点锆石的U-Pb年龄介于745±12 ～870±10 Ma之间。它们仅有1个点远离谐和线。该样品存在两组年龄集中区域，一组10个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为799±8 Ma(MSWD=0.054)，另一组18个分析点的206Pb/238U加权平均值为751±5 Ma(MSWD=0.089)。本文解释后者代表了原岩形成的年龄，前者代表了捕获锆石记录的早期岩浆事件。

大别造山带东南缘的DT784样品(图5 h)，全部27个分析点的锆石U-Pb年龄介于330±6 ～810±10 Ma之间。其中19个谐和线附近分析点存在两组年龄集中区域。一组6个分析点的206Pb/238U加权平均年龄为799±7 Ma(MSWD=0.064)，另一组12个分析点的206Pb/238U加权平均值为750±4 Ma(MSWD=0.15)。本文解释后者代表了原岩形成的年龄，前者代表了捕获锆石记录的早期岩浆事件。

图5 锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 5 Zircon U-Pb age concordia diagrams

本次用于定年的张八岭群样品均为变火山岩，所测试锆石皆为岩浆锆石，并未受到印支期变质事件的影响，从而可以有效地限定这套变质岩的原岩时代。大别造山带东缘北部庐江一带三个张八岭群样品所给出的原岩年龄分别为750±5 Ma(DT773)、751±6 Ma(DT774)及749±6 Ma(DT775)，三者在误差范围之内相吻合，并相互验证。这表明该处张八岭群的原岩时代为749～750 Ma。大别造山带东缘南部黄梅—江塘一带四个张八岭群样品所给出的原岩时代分别为748±5 Ma(DT780)、748±9 Ma(DT781)、750±8 Ma(DT782)及751±5 Ma(DT783)，在误差范围之内也相互吻合。由此可见，这一带张八岭群的原岩时代为748～750 Ma。大别造山带东南缘的一个张八岭群变火山岩样品给出的原岩年龄为750±4 Ma(DT784)。总之，本次定年结果显示，大别造山带东缘与东南缘张八岭群变火山岩的原岩年龄为748～750 Ma，是可以对比的同一时代火山岩，属于新元古代中期的南华纪，而不是过去认为的中元古代或新元古代早期。

本次定年结果还表明，张八岭群变火山岩普遍存在着捕获的岩浆锆石，年龄值较为集中，频谱分析(图6)显示它们的峰值为802 Ma。这指示扬子板块上存在着802 Ma的一期强烈的岩浆活动。

图6 全部U-Pb锆石年龄分布图Fig. 6 Zircon U-Pb age spectra for whole dated zircon

3 问题讨论

3.1 张八岭群的原岩时代

本次定年工作从大别造山带东缘与东南缘8处张八岭群变火山岩内获得了748～750 Ma原岩年龄，有效地限定了它们的原岩时代为新元古代中期的南华纪。它们年龄值的一致性一方面指示了较为集中的火山喷发活动，另一方面表明这一带的张八岭群变火山岩属于同一套可以对比的火山岩地层。

Zhao Tian等(2014)通过锆石微区U-Pb定年在北部张八岭隆起上张八岭群变火山岩中获得的原岩年龄为754～753 Ma。Zhou Jianbo等(2012)应用同样方法从苏鲁造山带南部海州群云台组中获得的原岩年龄为758 Ma。因而，这两个地区张八岭群变火山岩原岩时代也是新元古代中期的南华纪。由此表明，大别造山带东南缘和东缘及张八岭隆起带上的张八岭群变火山岩(也称为西冷组)及苏鲁造山带南部海州群云台组变火山岩皆属于同一时代可以对比的火山岩地层。

3.2 张八岭群的属性

众所周知，扬子板块经历过新元古代罗迪尼亚超大陆裂解，产生了大规模的岩浆活动，因此820～740 Ma的年龄信息成为识别扬子板块的有效标志。本次定年所获得的大别造山带东南缘与东缘张八岭群原岩时代为750 Ma左右，其总年龄谱上显示750 Ma和802 Ma两期岩浆活动峰值年龄(图6)，均指示其属于扬子板块的岩石。

大量的研究表明，扬子地块与华夏地块在820 Ma或者更早(四堡造山运动，Zheng Yongfei et al., 2008; Wang Xiaolei et al., 2008; Zhou Meifu et al., 2009; Li Xianhuaet al., 2009; Zhao Guochun et al., 2012)发生碰撞而拼合成华南板块。此次碰撞造山之后，统一的华南板块转入板内演化阶段。在820～740 Ma期间(南华纪)，扬子板块上出现了大规模板内裂谷与岩浆活动(Ye Meifu et al., 2007; Li Xianhua et al., 2008)。因此，750 Ma左右的张八岭群火山岩是扬子板块初期板内裂谷环境下喷发的火山岩，属于该板块上早阶段盖层，而不是过去认为的基底。

3.3 对郯庐断裂带起源的约束

扬子板块上与张八岭群同时代的南华纪火山岩与地层为广泛出露在其南缘江南—雪峰山隆起上的板溪群。板溪群的泥质岩多为板岩，仅局部岩体附近成为千枚岩(Liu Hongyun et al., 1996; 丘元禧等, 1999; Yan Danping et al., 2003; 胡召齐等, 2009)，显示为埋藏变质的结果，其变质程度不超过低绿片岩相。与此形成鲜明对照的是，研究区的张八岭群呈现为强烈变形的片岩，变质程度达中—高绿片岩相，显然不是原地埋藏变质的结果，而应是构造活动带内的变形变质。

如前文所述，大别造山带东南缘张八岭群内变形组构与其北部宿松杂岩内折返组构相似(Hacker et al., 2000; Faure et al., 2003; 林伟等, 2003; Li Sanzhong et al., 2010; 杨坤光等, 2011; 王浩乾等, 2012)，两者的变质程度是渐变。由此可见，该处张八岭群的变形与变质是在大别造山带内俯冲与折返过程中发生的，变形组构所记录的是折返期变形。在大别造山带多板片多期次折返过程中(石永红等，2013)，其东南缘的张八岭群应属于最早折返的单元，从而具有240 Ma的变形与变质年龄(杨坤光等, 2011)。相类似地是，苏鲁造山带南部南华纪海州群的变形与变质也是造山带内俯冲与折返的结果(Zhou Jianbo et al., 2012)，是扬子板块下部盖层卷入造山带内所发生的变形与变质。

大别造山带东缘的张八岭群，变质程度上也是中—高绿片岩相，变形上呈现为北东向左行走滑韧性剪切带特征，前人的定年工作指示为印支期的变形变质带(陈宣华等，2000)。晓天—磨子潭断裂是大别造山带折返的北界断裂(Hacker et al., 2000; Faure et al., 2003)。其东北部庐江一带(不会受到造山带折返变形影响地区)的张八岭群较好地保存了北东向走滑韧性剪切带的组构，而东南部黄梅—江塘一带张八岭群内变形组构显示为早期走滑变形带被叠加了折返期变形的影响(图2)。值得注意的是，大别造山带东缘张八岭群变形组构与其西侧造山带内的组构完全不同，两者在变质等级上是突变的，接触关系上是以郯庐断裂相接。因而，该带上的张八岭群不是大别造山带向南东折返出来的构造岩片，其变形与变质不是该造山带内俯冲与折返的结果。这些张八岭群内较为稳定的北东向左旋剪切运动学及其中并没混入高级变质的造山带变质岩，也排除了其来自大别造山带东南缘的可能性，不应是被郯庐断裂带走滑牵引的岩片。综合这一系列特征表明，大别造山带东缘张八岭群的变形与变质发生在碰撞造山期，是印支期郯庐断裂带强烈活动所造成的。这些张八岭群在印支造山期为处于中地壳上部的扬子板块下部盖层，因卷入当时郯庐断裂带的强烈活动而发生中—高绿片岩相变，并成为韧性走滑变形带。北部张八岭隆起上张八岭群的变形与变形也具有相似的成因(Zhao Tian et al., 2014)，它们是大别与苏鲁造山带之间印支期郯庐断裂带及其旁侧的走滑变形、变质带。它们目前出露地表是因为后期郯庐断裂带伸展活动所导致的抬升结果。

以上关于大别造山带东缘张八岭群原岩时代及其变形与变质原因的认识，指示郯庐断裂带起源于华北与扬子板块的碰撞造山期，再次为该断裂带的起源时间提供了重要的证据。这些张八岭群的韧性变形组构指示碰撞造山期的郯庐断裂带深部为左行走滑韧性剪切带。该断裂带以东下扬子地区浅部印支期前陆变形构造走向上的牵引弯曲现象(图1，Zhu Guang et al., 2009; 胡红雷和朱光，2013)，也支持其起源于左行平移活动。对于郯庐断裂带造山期这种活动方式的认识，支持其起源方式为陆内转换断层模式(Zhang et al., 1984; Watson et al., 1987; Xu Jiawei et al., 1987; 万天丰等, 1996; 王小凤等, 1998; 朱光等, 2004, 2009; 张岳桥等, 2008; Zhu Guang et al., 2009)或嵌入式碰撞中斜向汇聚边界模式(Yin and Nie, 1993)。然而，该断裂带印支期对旁侧构造的影响范围及其对扬子板块下部盖层—张八岭群所造成的变质影响，更支持其起源于板块斜向汇聚边界。今后综合各方面的深入研究与理解将会更可靠地限定其起源方式。