华夏地块南缘凤凰山岩体形成时代及成因

余晨颖，张健，尹常青，刘锦，陈国楷

(中山大学地球科学与工程学院∥广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室，广东 广州 510275)

自中生代以来，华南先后经历了印支和燕山两大构造运动，早中生代的印支运动使华南陆块与华北陆块碰撞拼合，形成了统一的中国东部大陆[1-2]；晚中生代的燕山运动以大规模的岩浆活动为特征，发育了遍布全区的花岗岩[1-2]。华南地区除零星分布的三叠纪侵入体外[3]，主要分布侏罗纪(燕山期早期)和白垩纪(燕山期晚期)火成岩，并从燕山早期至晚期呈带状向东南迁移[4]。

尽管普遍认为燕山期花岗质岩浆作用与古太平洋板块的俯冲作用有关，但是不同学者对于燕山早期和晚期的构造环境转换有不同的解释。Zhou和Li[5]认为，燕山早期(J2～J3)古太平洋板块以低角度、高速率向西斜向俯冲，燕山晚期(K1开始)板块俯冲速度减慢、俯冲角不断增大，造成华南形成了异常宽的岩浆弧，且具有花岗岩向洋分布年轻化的特征。但由于未考虑到燕山早期花岗岩是板内岩浆作用的产物以及晚中生代华南处于伸展的构造环境中，Zhou[6]对原有的俯冲模式进行了修正，提出了两阶段成因模型，即三叠纪的陆-陆碰撞造山作用形成了印支期花岗岩，晚中生代(J2～K2)古太平洋板块对陆俯冲的伸展造山作用形成了燕山期花岗岩。Li和Li[7]则提出平板俯冲模型，认为自早三叠纪(～250 Ma)，古太平洋板块以平板俯冲方式向华南内陆迁移，燕山早期(180～150 Ma)花岗岩形成于与俯冲板片断离相关的伸展背景中，燕山晚期(150 Ma后)花岗岩形成于与板片后撤等相关的大陆岛弧环境。

作为大陆地壳重要组成，花岗岩记录了地壳的形成与演化、改造增生和壳幔相互作用等过程，研究华南中生代花岗岩的形成时代、地球化学特征和成因类型，对华南区域构造演化具有重要意义[8]。近年来，虽然对华南燕山期构造—岩浆活动的动力学背景研究取得了较大的进展，但在一些重要问题上还未达成共识，如岩石成因、源区物质成分和壳幔相互作用等，且以往研究主要集中于南岭和闽浙沿海地区[8-9]。粤东南珠海地区位于华夏地块南缘、西太平洋边缘火成岩带内，区内岩浆活动频繁，燕山期花岗岩分布广泛，主要出露侏罗纪花岗岩，是研究华夏地块燕山期岩浆活动的理想区域。本文以粤东南珠海地区出露的凤凰山岩体为研究对象，进行地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及Hf同位素研究，精确测定了该岩体的侵位年龄，并结合已有的研究成果，探讨华南中生代岩石的成因机制及其构造意义，为进一步揭示该区构造演化提供了新的证据。

1 区域地质概况与岩相学特征

华南陆块作为中国三个主要地质单元之一，长期以来备受地质学者的关注。其位于亚洲东部大陆边缘南段，东濒西太平洋，西与龙门山-横断山脉接触，南以昌宁-马江断裂为界，北依秦岭-大别造山带，由华夏和扬子陆块在新元古代沿江南造山带拼合而成[10](图1a)。元古代以来，扬子地块和华夏地块经历了多次汇聚-裂解过程，至少经历了3次碰撞，直到中三叠世两陆块最终碰撞拼合形成华南陆块，主要包括晋宁运动、加里东运动及印支运动[11]。据前人统计，华南陆块从元古代到新生代均有发生岩浆活动，在燕山期达到了高潮，从新生代开始岩浆活动逐渐减弱。华南陆块大面积的岩浆活动与扬子和华夏两个地块的碰撞以及古太平洋北西向的俯冲作用都紧密相关，在这些因素共同影响下，形成了华南多期次、多旋回的构造-岩浆事件。

作为华南地块重要组成部分，华夏地块在地质构造演化过程中具有重要的作用。而粤东南珠海地区位于华夏地块南缘、西太平洋边缘火成岩带内，东南为西太平洋板块，西北为江南造山带。研究区发育在华夏前寒武纪早古生代变质基底上，显生宙经历了加里东期、印支期、燕山期等多期强烈的构造热事件[12]。区内构造发育，分布一系列近东西向和北北东向的断裂，岩浆活动频繁，燕山期花岗岩分布最广泛，主要出露侏罗纪花岗岩，其次为闪长岩，少量的基性、超基性岩[13]。区内凤凰山岩体以岩基状产出，受断裂带控制沿北东向展布，岩石类型包括黑云母二长花岗岩、黑云母钾长花岗岩(图1b)。本次研究共采集了3件黑云母二长花岗岩样品(样品号18ZH01、18ZH02、18ZH03)以及4件黑云母钾长花岗岩样品(样品号18ZH04、18ZH05、18ZH06、18ZH07)进行年代学、地球化学及Hf同位素研究。

黑云母二长花岗岩为中粗粒花岗结构(图2a、2c)，新鲜面为肉红色，块状构造，主要矿物成分为斜长石(25%～35%)+钾长石(25%～40%)+石英(30%～40%)+黑云母(2%～10%)。其中，斜长石呈自形-半自形板状，镜下可见聚片双晶，粒径约为1.5～4.5 mm，个别大的粒径可达到6 mm，常见绢云母、绿帘石化；钾长石呈自形-半自形板状，卡斯巴双晶发育，部分钾长石与出溶雨点状、细脉状钠长石构成条纹结构；石英呈他形粒状，粒径约为2～5 mm；黑云母呈自形-半自形片状，粒径为0.5～2 mm。黑云母钾长花岗岩为似斑状结构，主要矿物成分为钾长石(25%～45%)+斜长石(15%～25%)+石英(30%～40%)+黑云母(2%～10%)(图2b、2d)，斑晶：钾长石呈自形-半自形板状，卡斯巴双晶发育，部分钾长石与出溶雨点状、细脉状钠长石构成条纹结构，粒径约为3～8 mm，个别可到达10 mm；基质：石英呈他形粒状，粒径约为2～5 mm；斜长石呈自形-半自形板状，具有聚片双晶，粒径约为1.5～4.5 mm；黑云母呈自形-半自形片状，粒径为0.5～2 mm。

图1 华夏地块中生代花岗岩分布简图(a)和凤凰山岩体地质简图(b)Fig.1 Distribution of the Mesozoic granites in the Cathaysia block (a) and simplified geological map of the Fenghuangshan pluton (b)断层：①江山-绍兴断裂带；②郴州-临武断裂带；③郑和-大浦断裂带(图1(a)据文献[14]修改)

图2 凤凰山岩体花岗岩野外露头及镜下照片Fig.2 Outcrop-scale and microscopic photographs of the Fenghuangshan granites(a)(c)-黑云母二长花岗岩；(b)(d)-黑云母钾长花岗岩；Q-石英；Pl-斜长石；Ksp-钾长石；Bi-黑云母

2 分析方法

本文对所采集的样品18ZH01、18ZH07在河北省廊坊市诚信地质服务有限公司进行人工重砂锆石挑选及薄片制作，在中国科学院广州地球化学研究所进行锆石制靶。用重磁法挑选出样品中的锆石，然后在单偏光显微镜下手工挑选出晶形较好、透明度高的锆石颗粒，粘贴在双面胶带上，灌注环氧树脂，待其固定成型后，抛磨至锆石的一半厚度用以进一步的测试。为了揭示锆石颗粒的裂隙、包裹体及内部结构等信息，两件年代学测试样品的锆石靶均拍摄了反射光、透射光以及阴极发光(CL)的照片，其中锆石阴极发光(CL)照片在广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室完成拍摄。

在南京聚谱检测科技有限公司进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试和主量元素、微量元素分析。锆石U-Pb定年采用电感耦合等离子体质谱仪(Agilent 7700x)与193 nm ArF准分子激光剥蚀系统(RESOlution LR)联机构成的LA-ICP-MS系统。测试过程中，标准锆石91500作为外标来校正仪器质量歧视与元素分馏；标准锆石GJ-1作为盲样测试U-Pb定年数据质量；NIST SRM 610作为为外标和Si作为内标校准锆石中的Pb元素含量，Zr作为内标标定锆石中其余微量元素含量[15]。原始数据采用ICPMSDataCal8.4软件进行处理，样品U-Pb年龄谐和图的绘制及年龄加权平均值的计算均采用Isoplot软件完成。使用帕纳科AxiosMAXXRF分析测试主量元素，精密度和准确度满足GB/T14506.28-2010。而微量元素以USGS地球化学标准岩石粉末当质控盲样，采用Agilent 7700x ICP-MS进行测试，。

在武汉上谱分析科技有限责任公司对部分U-Pb年龄数据谐和度较好的锆石点进行Hf同位素分析测试，以He作为载气，剥蚀激光斑束直径为44 μm，包裹U-Pb定年的激光剥蚀坑上。分析过程中，91500和GJ-1作为测试参考物质，91500的176Hf /177Hf 测试加权平均值为0.282 308±0.000 003(2σ，n=48)，GJ-1的176Hf /177Hf 测试加权平均值为0. 282 016±0.000 005(2σ，n=12)。处理数据时，二阶段Hf模式年龄(TDM2)采用平均大陆壳176Lu/177Hf=0.015计算[16]。

3 测试结果

3.1 锆石U-Pb年龄

样品18ZH01(黑云母二长花岗岩)大部分锆石呈柱状自型晶，长约80～120 μm，长宽比大多2∶1至3∶1。CL图上，大部分锆石颗粒具有典型的岩浆锆石的震荡环带的内部结构，少部分颗粒显示出弱分带或无分带的内部特征(图3)。选取了16颗锆石进行测试，获得的数据具有较好的谐和度(96%～99%)，其中U含量为335～6 501 μg/g，Th含量为185～4 293 μg/g，Th/U比值为0.41～0.71，在典型岩浆成因的锆石范围内(表1)。获得的206Pb/238U加权平均年龄为156±2 Ma(MSWD = 1.4，n= 16)(图4a)。

样品18ZH07(黑云母钾长花岗岩)大部分锆石呈柱状自型晶，长约50～100 μm，长宽比大多1:1至3:1，阴极发光(CL)图像上，锆石颗粒显示出了较好的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构，属于岩浆结晶锆石(图3)。其中一些锆石CL图像偏暗，表明U和Th含量较高。对其中的27颗锆石进行测试，有6个测点的锆石年龄较高，锆石206Pb/238U年龄值介于(445±7)～(360±6)Ma，应为继承锆石，在计算岩体形成年龄时给予剔除。其余21个测点的谐和度较好(95%～99%)，U含量为101～2 835 μg/g，Th含量为166～851 μg/g，Th/U比值为0.27～1.64(表2)。21个有效测点所获得的206Pb/238U加权平均年龄为158±3 Ma (MSWD = 3.4，n=21)(图4b)。

图3 凤凰山岩体代表性锆石阴极发光图像及U-Pb和Hf同位素分析点Fig.3 Cathodoluminescence (CL) images of representative zircons from the Fenghuangshan granites

图4 黑云母二长花岗岩(a)和黑云母钾长花岗岩(b)锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 Zircon U-Pb concordant plots of biotite monzogranite (a) and biotite syneogranite (b)

测点序号wB/(μg·g-1)PbThUTh/U同位素比值和误差207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ(年龄±σ)/Ma207Pb/235U206Pb/238U0176.71 324 2 495 0.530.048 40.000 50.162 20.002 00.024 20.000 2153±2154±1021953 396 6 501 0.520.048 70.000 40.162 80.001 70.024 10.000 2153±2154±1031672 788 5 392 0.520.049 40.000 50.169 30.001 90.024 80.000 2159±2158±10471.71 188 2 034 0.580.049 90.000 70.172 20.002 50.025 00.000 2161±2159±10543.9731 1 432 0.510.050 10.000 60.169 60.002 60.024 50.000 2159±2156±1061633 229 4 926 0.660.048 70.000 60.158 70.002 10.023 60.000 2150±2150±20734.4628 1 100 0.570.049 10.000 70.164 20.002 90.024 20.000 2154±2154±10836.0767 1 076 0.710.048 30.000 80.162 60.002 90.024 40.000 3153±3155±20924.8359 795 0.450.049 80.000 80.172 50.003 00.025 10.000 2162±3160±2102214 294 6 728 0.640.048 40.000 50.162 00.001 80.024 20.000 2152±2154±11111.2186 336 0.550.048 50.001 30.168 10.004 10.025 50.000 2158±4162±11230.5630 891 0.710.049 50.000 80.167 30.002 90.024 50.000 2157±2156±21318.1304 557 0.550.050 40.000 90.173 40.003 30.024 90.000 2162±3159±11428.7555 907 0.610.050 70.000 80.167 20.003 10.023 90.000 3157±3152±11517.5330 510 0.650.049 80.001 00.170 90.003 60.025 00.000 2160±3159±21680.01 414 2 601 0.540.049 80.000 70.166 20.002 50.024 10.000 2156±2154±2

表2 样品18ZH07的 LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年结果表1)Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the sample 18ZH07

1) *代表继承锆石

3.2 地球化学特征

本次研究共对黑云母二长花岗岩的6个样品以及黑云母钾长花岗岩的4个样品进行了地球化学全岩分析(表3和4)。主量元素分析结果显示，凤凰山岩体两组花岗岩均具有高硅(75.25%～76.63%)、高碱(K2O+Na2O=7.89%～9.43%)、低镁(0.05%～0.54%)，高K2O/Na2O比值(1.82～9.43)和低P2O5含量(0.00～0.09%)的特征。在A/NK-A/CNK图解中(图5a)，样品点均在A/CNK = 1.0～1.1之间变化，位于弱过铝质花岗岩区域。在SiO2- K2O图中，样品点主要落入高钾钙碱性系列区域(图5b)，属于高钾钙碱性花岗岩。进一步计算可得分异指数(DI)为87.37～95.74，固结指数(SI)为0.48～4.95。

图5 凤凰山岩体A/NK-A/CNK图(a)(据文献[17])、K2O-SiO2图(b)(据文献[18])Fig.5 A/NK-A/CNK classification diagram (a) (after the reference [17]) and K2O-SiO2classification diagram (b) (after the reference [18]) of the Fenghuangshan granites

图6 凤凰山岩体花岗岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b) (标准化值据文献[19])Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primitive mantle normalized trace element patterns (b) for the Fenghuangshan granites (normalization values after the reference [19])

在稀土元素配分图中，凤凰山岩体的样品均表现不同程度的轻稀土富集、重稀土亏损。其中黑云母二长花岗岩轻重稀土分异不明显，轻重稀土比值(LREE/HREE)平均值为2.0，(La/Yb)N平均值为7.62，具有强烈的Eu负异常(δEu=0.02)，呈“海鸥式”分布(图6a)。而黑云母钾长花岗岩轻稀土强烈富集，轻重稀土比值(LREE/HREE)平均值为7.25，(La/Yb)N平均值为18.71，具有相对较弱的Eu负异常(δEu=0.40)，稀土元素配分图呈明显“斜倾式”分布。在微量元素蛛网图上(图6b)，所有样品均表现为富集Rb、Th、U等元素，亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。Ba、Sr的亏损表明岩浆演化过程中斜长石和钾长石的分离结晶作用，P、Ti的亏损表明磷灰石和钛铁矿等副矿物的分离结晶。

3.3 锆石Hf同位素

在锆石U-Pb年龄基础上，本文对样品18ZH01(黑云母二长花岗岩)的13个测试点和样品18ZH07(黑云母钾长花岗岩)的17个测试点进行锆石Hf同位素分析(表5)，实验结果显示176Lu/177Hf比值均小于0.02，表明这些锆石形成后由176Lu放射形成的177Hf含量较少，本实验所测定的176Lu/177Hf比值能代表锆石形成过程中Hf同位素的组成特征[20]。样品18ZH01的13个测试点(176Hf/177Hf)i初始比值为0.282 433～0.282 523，εHf(t)值为-8.4～-5.4，二阶段Hf模式年龄TDM2为1 741～1 545 Ma。样品18ZH07的13个测试点(176Hf/177Hf)i初始比值为0.282 477～0.282 404，εHf(t)值为-9.4～-7.0，二阶段Hf模式年龄TDM2为1 804～1 648 Ma。在t-εHf(t)图解上(图7)，样品点均落在球粒陨石演化线之下。

表3 凤凰山岩体主量元素分析结果(wB /%)1)Table 3 Major elements of the Fenghuangshan granites

1)ASI=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O);ALK=Na2O+K2O ;K/Na=K2O/Na2O；Fe/Mg=Fe2O3/MgO

表4 凤凰山岩体微量元素分析结果(wB/(μg·g-1))Table 4 Trace elements of the Fenghuangshan granites

表5 凤凰山岩体锆石Hf同位素分析结果Table 5 Zircon Lu-Hf isotopic data of the Fenghuangshan granites

图7 凤凰山岩体锆石Hf同位素演化图解Fig.7 Hf isotopic diagram of zircons from Fenghuangshan granites

4 讨 论

4.1 与华夏地块晚侏罗世花岗岩对比

前人研究表明，华南中生代晚三叠世(230～210 Ma)花岗岩主要分布于武夷-云开地区，出露的面积较小；中晚侏罗世(170～150 Ma)花岗岩主要分布于南岭地区；闽浙东南沿海和长江中下游地区则主要分布早中白垩世(137～80 Ma)花岗岩[21]。本次研究首次对粤东南珠海地区凤凰山岩体进行了U-Pb锆石定年，CL图像表明两组花岗岩样品的锆石均具有典型岩浆锆石的震荡环带结构，同时较高的Th/U比值(0.27～1.64)也指示了岩浆成因。黑云母二长花岗岩、黑云母钾长花岗岩位于谐和线上的数据加权平均年龄为156±2 Ma、158±3 Ma，分别代表了它们的结晶年龄。因此我们认为凤凰山岩体形成于晚侏罗世，侵位时间为158～156 Ma。

已有数据表明，南岭南部的佛冈主体花岗岩形成于165～159 Ma，锆石εHf(t)= -10.4～-3.1，对应的Hf同位素二阶段模式年龄介于1.9～1.4 Ga[22]；南岭中部大东山岩体形成于165～159 Ma，锆石εHf(t)= -11.8～-3.5，对应的Hf同位素二阶段模式年龄为2.0～1.4 Ga[23]。通过频谱图对比可见(图8)，这些花岗岩体的锆石εHf(t)和Hf同位素二阶段模式年龄具有良好的匹配度，εHf(t)均为负值，峰值大约为-8；二阶段模式年龄主要为中-古元古代(2.1～1.4 Ga)，峰值大约出现在1.6 Ga，都是中-古元古代古老地壳物质改造、再循环的产物。由此可见，凤凰山岩体的形成年龄、Hf同位素及对应的TDM2与华南内陆南岭地区同期花岗岩具有较好的对比性，两者之间具有亲缘性，它们可能受到同一动力学环境所控制的岩浆活动，因此我们进一步推断凤凰山岩体可能属于南岭地区晚侏罗世岩浆岩在粤东南地区的南延部分。

4.2 岩石类型及成因

分异指数(DI)、固结指数(SI)、微量元素比值(如Rb/Sr、Rb/Ba、Nb/Ta)等是指示岩浆结晶分异程度的有效地球化学标志[24]。凤凰山岩体主要矿物成分为石英、钾长石、斜长石，接近最低共结点的富硅花岗岩，且SiO2(最高76.28%)、全碱含量(ALK=7.89%～9.43%)、Fe2O3/MgO比值(4.22～32.09)较高，Nb/Ta比值(7.30～15.3)和Zr/Hf比值(24.66～35.55)不同于球粒陨石的Nb/Ta(～19.9)和Zr/Hf(～34.4)比值[25]，表明其经历了一定程度的分异演化。值得注意是，在稀土元素配分图中，黑云母二长花岗岩呈“海鸥式”分布，具有强烈Eu的负异常，而黑云母钾长花岗岩呈“倾斜式”分布，轻稀土强烈富集，两者具较明显的差别，但它们主量元素特征及微量元素蜘网图的基本轮廓相似，只是存在部分元素富集和亏损程度的不同，表明两者之间仍存在成因联系。与黑云母钾长花岗岩相比，黑云母二长花岗岩Ba、Sr、P、Ti、Eu等元素亏损程度更高，表明在成岩过程中斜长石、钾长石、磷灰石和钛铁矿等矿物的分离结晶更明显。此外，黑云母二长花岗岩中钾长石大多是微斜长石，分异指数DI较大、固结指数SI较小，稀土元素配分图呈“海鸥式”分布，Eu负异常强烈，Rb/Sr、Rb/Ba比值较大，说明其岩浆经历较强烈的结晶分异。结合两组花岗岩的Hf同位素测试结果，它们(176Hf/177Hf)i初始比值以及锆石εHf(t)的变化范围几乎一致，TDM2相近，说明两者应为相似源区岩浆分异演化的产物，而黑云母二长花岗岩经历的岩浆分异演化程度更高。

目前，将花岗岩划分为M,A,S,I型的分类方案被大多学者所接受，M型花岗岩可能是由地幔或俯冲的洋壳部分熔融形成的，但自然界中M型花岗岩含量极少[25]。A型花岗岩最初由Loiselle和Wones[26]定义为碱性、无水、非造山环境的花岗质岩石，常含碱性暗色矿物，具有低Al高Ga(104Ga/Al>2.6)和高Zr(>250 μg/g),一般锆石饱和温度>900 ℃[27]。黑云母钾长花岗岩虽然具有较高的104Ga/Al比值(2.42～3.57)，但其经历了一定程度的分异演化，导致元素地球化学行为发生变化，因而很难准确判别岩石的成因类型[24]。实验表明若岩浆中Zr的含量达到饱和，锆石饱和温度即为岩浆初始温度的上限，反之，即为岩浆初始温度的下限[28]。两组花岗岩CL图显示部分锆石具有继承核，且黑云母钾长花岗岩的U-Pb定年研究表明还存在有400～300 Ma的古老年龄信息，表明岩浆源区的Zr含量达到了饱和状态[29]。根据Miller[29]提出的锆石饱和温度计算公式得到凤凰山岩体的初始岩浆温度为769～818 ℃，即凤凰山岩体的岩浆初始温度不超过769～818 ℃，未达到A型花岗岩的形成温度，且样品的Zr含量均较低(<250 μg/g)，排除A型花岗岩的可能性。

S型花岗岩指沉积岩或变质沉积岩等壳层沉积物重熔形成的花岗岩，特征矿物为堇青石等，一般为过铝质岩石[26]。在强过铝质花岗岩浆中，磷灰石溶解度较高，呈不饱和状态，不会优先结晶，而在弱过铝质花岗岩浆中溶解度较低，含量约为0.1%[30-31]。因此，在P2O5-SiO2图解中，随着SiO2增加，S型花岗岩的P2O5呈增高或基本不变的趋势，I型花岗岩则出现降低的趋势。凤凰山岩体两组花岗岩P2O5含量较低(<0.1%)，P2O5随着SiO2含量的增加而降低(图9a)，与I型花岗岩演化趋势一致。P2O5-SiO2负相关系还得到了Th-Rb图解中正相关趋势的支持(图9b)，凤凰山花岗岩体可排除为S型花岗岩的可能性。因为前人研究表明，在S型花岗岩中，Th的含量较低，且随着Rb增加而降低，而I型花岗岩的Th含量较高，并与Rb含量呈正相关关系[13]。I型花岗岩主要是未经地表风化的火成岩重熔形成的，以角闪石为特征矿物，一般属于弱过铝质[32]。凤凰山花岗岩体形成温度较低，具有高硅、富碱、富钾和弱铝质(ASI<1.1)的特征，为高钾钙碱性系列，微量元素蜘网图上表现出富集Rb、Th、U等元素，亏损Ba、Sr、P、Ti等元素，应为I型花岗岩。

图8 εHf(t)频谱图(A)和Hf模式年龄频谱图(B) Fig.8 Histograms of εHf(t) values (A) and Hf model ages (B)

综上所述，凤凰山岩体的黑云母二长花岗岩应属于高分异I型花岗岩，而黑云母钾长花岗岩应属于弱分异I型花岗岩。

图9 凤凰山岩体成因判别图Fig.9 Discrimination diagrams of petrogenetic types for the Fenghuangshan granites

4.3 大地构造意义

近年来研究表明，花岗岩的地球化学特征主要与其源岩性质、部分熔融的温度和压力等有关，仅靠主微量元素的构造环境判别图解难以得出真实的结论[13,24,33]，岩石学特征、锆石U-Pb年代学、地球化学以及同位素等综合研究才有可能判断出花岗岩形成的构造环境。前人研究表明，南岭地区主要分布呈东西向带状的燕山早期(180～140 Ma)花岗岩[12,34]，以高钾钙碱性I型与A型花岗岩为主，伴有基性岩墙群、双峰式火山岩以及陆内裂谷玄武岩等[13,35]，且该时期区域内的碱性岩和幔源玄武岩具有OIB的地球化学特征[13]，未显示出岛弧岩石的地球化学特征，表明燕山早期南岭地区处于岩石圈伸展的构造位置，未受到俯冲带熔体的交代作用，不存在一个俯冲带之上的地幔楔，而Zhou[6]所提出古太平洋对欧亚大陆的消减-伸展造山模式无法解释该现象(图10b)。同时，燕山晚期(140～90 Ma)花岗岩主要呈北东向带状分布于沿闽浙沿海地区，以具有大陆边缘弧特征的钙碱性I型花岗岩为主[12,35-36]，指示可能与古太平洋板块俯冲引起的弧岩浆作用相关。这种岩浆作用与构造环境的关联很可能与Li和Li[7]所提出的平板俯冲-断离下沉引发的陆内岩浆活动、俯冲板块后撤产生的弧岩浆作用有关，同时也与从沿海到内陆地区异常宽的岩浆岩带的时空分布规律是一致的(图10c)。

如前所述，凤凰山岩体(158～156 Ma)形成于燕山早期，与南岭地区同期花岗岩的Hf同位素及对应的TDM2均具有较好的对比性，同时，凤凰山岩体的岩石类型不同于闽浙沿海地区钙碱性I型花岗岩，与南岭地区燕山早期的高钾钙碱性I型花岗岩的性质相似。从锆石U-Pb年龄、地球化学特征以及Hf同位素综合分析可知凤凰山岩体与南岭地区燕山期花岗岩具有一定的亲缘性，可能受到同一构造动力学环境所控制。同时，由于花岗岩的形成温度与受大地构造环境影响的热量和挥发分含量密切相关，所以花岗岩的形成温度在一定程度上也可以反映可能的构造环境。锆石饱和温度显示凤凰山岩体形成温度较高(769～818 ℃)，位于有幔源物质参加的佛冈高分异I型花岗岩的锆石饱和温度范围之内(图11)，且洋陆俯冲带和碰撞造山带的花岗岩的形成温度难以达到，可能是由于幔源物质的上涌对其进行了加热。因此，凤凰山岩体及邻区的同期花岗质岩体很可能记录了晚侏罗世大洋平板俯冲开始后撤、断离，致使岩石圈发生伸展引起幔源岩浆上涌，令中-古元古代古老地壳物质发生部分熔融的构造演化过程。

图10 华南中生代岩浆活动的地球动力学模型示意图Fig.10 Sketches illustrating geodynamic model for Mesozoic magmatic activity in South China

图11 凤凰山岩体的铝饱和指数(A/CNK)- 锆石饱和温度图解Fig.11 Diagram of A/CNK and zircon saturation temperature for the Fenghuangshan granites

5 结 论

1) 锆石U-Pb定年结果表明凤凰山岩体侵位时间为158～156 Ma，与南岭地区晚侏罗世花岗岩基本同期侵位。

2)凤凰山岩体具有高硅、高钾、低磷的特征，属于高钾钙碱性、弱过铝质系列。稀土元素为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾式配分模式，具有Eu的负异常；微量元素组成上富集Rb、Th、U等元素，亏损Ba、Sr、P、Ti等元素，具有I型花岗岩的地球化学特征。其中黑云母二长花岗岩中钾长石大多是微斜长石，分异指数DI较大、固结指数SI较小，稀土元素配分图呈“海鸥式”分布，Eu负异常强烈，Rb/Sr、Rb/Ba比值较大，应为高分异I型花岗岩。

3)凤凰山岩体很可能与南岭地区燕山早期花岗岩处于同一构造环境，是在岩石圈伸展构造环境下，幔源岩浆上涌令中-古元古代古老地壳物质发生部分熔融形成。

致谢：本研究数据处理和文章撰写过程中，刘晓光、夏璿砚、和凌超、李理想、苗亚洲等给予了重要的指导和帮助，两位匿名评审专家也对本文提出了建设性的修改意见，在此一并表示衷心的感谢！