闽西北建瓯马面山俯冲增生杂岩带内斜长角闪岩的地球化学、年代学特征及其地质意义

2020-07-06周小栋

福建地质 2020年2期

周小栋

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

俯冲增生杂岩形成于汇聚板块边缘俯冲带环境，主要由洋壳物质构成，包括大洋岩石圈上部的沉积地层和少量下部的岩浆岩，实际上是大洋岩石圈“彭罗斯型”蛇绿岩地层序列在俯冲带位置被破坏并重新排列而形成的，作为古洋盆和汇聚板块边界的直接判别标志，其结构和组成特征也是研究洋板块演化、陆壳增长和壳-幔相互作用的直接载体[1-4]。

近年来，在开展1∶5万造山带混杂岩区地质填图的基础上，有学者[5](1)福建省地质调查研究院，福建1∶5万建瓯市、南雅、玉山、西溪幅区域地质调查报告，2018。将闽西北建瓯一带发育的原新元古代马面山(岩)群厘定为一套俯冲增生杂岩系，并命名为马面山俯冲增生杂岩，但对该套构造岩石的构造属性、背景和形成时代还缺乏深入研究。此次工作通过对马面山俯冲增生杂岩带内广泛发育的斜长角闪岩(变质基性岩岩块)，开展地质学、地球化学和年代学等方面的研究，对原岩类型、成岩时代和大地构造环境进行探讨，为马面山俯冲增生杂岩的厘定及形成时代提供证据，也为恢复古洋盆物质组成和演化过程提供线索。

1 区域地质背景

华夏地块位于扬子克拉通的东南缘，呈北东向展布，二者东北部以江山—绍兴断裂带为界，中部和西南部以江南造山带的南缘为界[6](图1-a)。政和—大埔断裂带为福建境内一级构造单元的划分界线，其西侧属华夏地块，以较发育前寒武基底变质岩、早古生代地层和加里东期花岗岩为特点；东侧为东南沿海中生代岩浆岩带，以广泛发育中生代岩浆岩为特点[7-8]。随着造山带混杂岩研究的深入，有学者(2)浙江省地质调查院，江山—绍兴拼合带地质构造研究成果报告，2015。认为丽水—余姚(政和—大埔北延段)断裂带为华夏古陆内部微古陆之间汇聚而形成的拼合带，亦有学者[9]将整个丽水—余姚(浙江段)、政和—大埔(福建段)断裂带厘定为古陆块汇聚拼合形成的结合带。

图1 马面山俯冲增生杂岩带大地构造位置图(a)及地质简图(b)Fig.1 Geotectonic location map (a) and geological map (b) within the Mamianshan subbduction-accretionary complex zone1—第四系；2—马面山俯冲增生杂岩基质；3—变质碳酸盐岩岩块；4—变质硅质岩岩块；5—变质基性岩岩块；6—古元古代麻源岩群；7—花岗斑岩；8—晚侏罗世正长花岗岩；9—中泥盆世花岗岩；10—古元古代正长花岗岩；11—侵入界线；12—断层；13—韧性变形带；14—测年样品位置及编号

闽西北建瓯马面山俯冲增生杂岩带处于政和—大埔断裂带的北段，呈北东向展布，宽为3～7 km，长为25～30 km，与西北和东南侧的残留裂离微古陆块(麻源岩群)呈断层接触(图1-b)。马面山俯冲增生杂岩由基质和岩块组成，基质主要为片岩和变粒岩类；岩块类型主要有变基性岩、变硅质岩、变碳酸盐岩等，其中各类型岩块或单独发育、或不同类型岩块组合产出，岩块多数呈透镜状、团块状，长轴呈北东向展布，岩块规模从数厘米至数千米。岩块和基质呈断层接触，局部呈韧性剪切接触，可能为古陆块汇聚拼合过程伴生的韧性变形构造，根据俯冲增生杂岩带内发育的各尺度的变形构造判断为左行剪切[5]。

2 地质学和岩石学特征

闽西北建瓯马面山俯冲增生杂岩带内广泛发育变基性岩岩块，岩性以斜长角闪岩为主，根据构造产状、岩石(块)组合、岩性变化等宏观地质特征，可以划分为2类。

第一类斜长角闪岩：主要分布在该带中段建瓯丘墩、展边一带，以变质基性岩和碳酸盐岩组合共生为特点，露头上表现为巨厚块状、厚层状的斜长角闪岩与石英透辉石岩呈似层-互层状产出，偶见呈团块状产于石英透辉石岩中，二者界线截然(照片1-a)。在该带西南段八外洋一带，深部也发育一套斜长角闪岩和大理岩组合，二者呈似互层状产出。该套变质基性岩和变质碳酸盐组合整体又呈无根、团块状的构造岩块发育于基质中。

第二类斜长角闪岩：在岩带内发育广泛，从建瓯折历、张墩至黄塘、高门和义安一带均有发育，呈透镜状、团块状单独产于基质中，斜长角闪岩与基质片理产状不协调，二者呈断层接触(照片1-b)。局部斜长角闪岩内较发育深熔成因的花岗质脉体，脉体发生强烈的塑性变形，呈“N”型、肠状无根褶皱状(照片1-c)或呈“σ”型旋转斑晶状(照片1-d)。

照片1 马面山俯冲增生杂岩带内2类斜长角闪岩的地质学、岩石学特征Photo.1 Geological and petrological characteristics of two types of plagioclase amphibolite within the Mamianshan Subbduction-accretionary Complex Zone

2类斜长角闪岩的岩石学特征相似，呈粒柱状变晶结构，片状构造，主要由斜长石(30%～35%)、角闪石(65%～70%)和少量黑云母组成，粒径为0.1～0.6 mm。

3 分析方法和结果

3.1 分析方法

用于LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的采集样品为新鲜斜长角闪岩。锆石分选在河北廊坊区域地质调查研究院完成。锆石制靶及CL照相在北京锆年领航科技有限公司完成。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年在中国冶金地质总局山东局测试中心完成，测试方法及流程[10]。锆石U-Pb年龄谐和图及加权平均年龄计算采用Isoplot/Exver 3[11]完成。

主量和微量元素在福建省地质测试中心完成，其中主量元素采用RIX-2100型XRF玻璃熔饼法测试，微量元素采用日本安捷伦公司生产的Agilent 7500a型ICP-MS测试，详细分析步骤[12]。

3.2 LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果

第一类斜长角闪岩：样品采自于建瓯丘墩的似层状斜长角闪岩(Rtw2041-1)，锆石主要呈无色半透明，以他形粒状、近等轴状为主，粒径为60～150 μm，CL图像显示多数锆石呈冷杉树叶状分带或无分带结构，部分锆石发育典型的“核边”结构，发育20～60 μm的增生边，表现出类似变质锆石的特征[13]；样品共完成50个测点(表1)，测试结果显示谐和度基本优于90%，Th/U比值较低，为0.21～0.8；206Pb/238U表面年龄为336.1～403.3 Ma，主要集中在394～403 Ma(n=8)和370～390 Ma(n=38)，并获得(399±3.5)Ma(MSWD=0.45)、(388±1.8)Ma(MSWD=1.19)的2组加权平均年龄，可能代表了岩石角闪岩相区域变质作用的年龄(图2)。另在锆石增生边获得341.3 Ma、336.1 Ma的表面年龄，表明在区域变质作用之后亦有多期热事件作用。

第二类斜长角闪岩：共采集2件样品，1件采自建瓯东粤村(Rtw3282-1)，锆石呈无色-棕色，半透明为主，呈自形-半自形的长柱状，长为150～250 μm，宽为60～120 μm，锆石多发育较宽的振荡环带，显示典型基性岩浆锆石[13]的特点。共测试了13个点，测试结果多数谐和度优于90%，Th/U比值均大于0.4，为岩浆成因锆石[13]。206Pb/238U表面年龄为393.5～465.7 Ma，在谐和图上多数沿演化线分布，获得(441.8±4.7)Ma(MSWD=0.32，n=8)加权平均年龄，代表原岩的成岩年龄(图3)。测点1，3的206Pb/238U表面年龄为(454.6±7.06)Ma、(465.7±7.95)Ma，可能为混合年龄；测点8，9和13的206Pb/238U表面年龄为393.5～402.8 Ma，且偏离演化线，显示有铅丢失，表明成岩之后又经历热事件作用，可能代表了后期角闪岩相的区域变质作用，这与第一类斜长角闪岩厘定的变质年龄(399±3.5)Ma基本相当。

另1件样品采自建瓯黄塘村(PM121-17)，锆石呈无色，透明-半透明，他形粒状、近等轴状，粒径为60～80 μm，弱面状分带，局部发育增生边，共测试分析了4个测点，从测试结果看Th/U比值均小于0.4，均显示变质锆石[13]的特点。206Pb/238U表面年龄为409.3～431.8 Ma，谐和度好，计算获得(411±19)Ma(MSWD=0.095)的加权平均年龄，可能代表角闪岩相区域变质作用的年龄(图4)。

表1 研究区斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果

Table 1 The U-Pb age test results of plagioclase LA-ICP-MS zirconite in the study area

测点Th/U同位素比值表面年龄207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ206Pb/238U1σ谐和度(%)Rtw2041-1-10.550.05550.00190.49320.01610.06450.0008403.05.098Rtw2041-1-20.530.05640.00150.50270.01280.06460.0008403.34.697Rtw2041-1-30.600.05710.00160.49590.01380.06300.0008393.64.996Rtw2041-1-40.560.05590.00150.45590.01170.05930.0007371.44.597Rtw2041-1-50.710.05600.00130.47740.01110.06170.0008386.04.697Rtw2041-1-60.610.05380.00180.45880.01460.06180.0007386.44.499Rtw2041-1-70.620.05770.00150.48500.01280.06050.0007378.54.594Rtw2041-1-80.740.05710.00130.47680.01020.06030.0006377.43.695Rtw2041-1-90.610.05660.00150.47710.01190.06110.0008382.25.096Rtw2041-1-100.700.05470.00150.45980.01300.06060.0008379.24.798Rtw2041-1-110.710.05620.00160.47840.01390.06140.0008384.34.796Rtw2041-1-120.740.05890.00190.48910.01390.06020.0008376.54.992Rtw2041-1-130.670.05650.00150.48760.01270.06210.0008388.64.896Rtw2041-1-140.450.05380.00140.44110.01080.05910.0007370.44.199Rtw2041-1-150.660.05340.00210.42330.01510.05730.0011359.46.999Rtw2041-1-160.590.05550.00160.43580.01130.05720.0007358.44.597Rtw2041-1-170.630.05360.00150.45020.01290.06050.0007378.94.599Rtw2041-1-180.520.05820.00200.49350.01540.06170.0008386.05.194Rtw2041-1-190.700.05600.00180.48020.01460.06190.0008387.04.897Rtw2041-1-200.660.05600.00170.46610.01340.06010.0007376.44.596Rtw2041-1-210.580.05280.00320.45060.02840.06090.0010381.36.399Rtw2041-1-220.630.05490.00140.48450.01210.06350.0008396.74.698Rtw2041-1-230.630.05490.00150.47380.01210.06220.0008389.34.798Rtw2041-1-240.580.05390.00180.46520.01560.06220.0008389.34.899Rtw2041-1-250.410.05470.00150.46250.01180.06110.0007382.34.599Rtw2041-1-260.440.05570.00190.47530.01520.06170.0008386.15.197Rtw2041-1-270.210.05540.00140.47470.01190.06170.0008386.04.697Rtw2041-1-280.630.05890.00200.43780.01450.05350.0008336.14.990Rtw2041-1-290.710.05350.00150.45190.01250.06090.0008381.14.699Rtw2041-1-300.730.05570.00170.47190.01430.06090.0009381.05.297Rtw2041-1-310.630.05510.00160.46130.01250.06050.0008378.75.098Rtw2041-1-320.740.07280.00250.62090.02390.06140.0011384.26.875Rtw2041-1-330.570.05800.00210.49140.01870.06100.0009381.75.393Rtw2041-1-340.400.05150.00160.44450.01290.06240.0007390.24.595Rtw2041-1-350.640.05380.00150.44940.01140.06070.0008379.95.199Rtw2041-1-360.730.05240.00150.46360.01320.06380.0008398.64.896

续表1

测点Th/U同位素比值表面年龄207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ206Pb/238U1σ谐和度(%)Rtw2041-1-370.550.05430.00160.46330.01320.06180.0008386.75.099Rtw2041-1-380.350.06250.00290.51920.02460.06020.0010376.76.188Rtw2041-1-390.700.05220.00150.44480.01270.06170.0008386.04.796Rtw2041-1-400.560.05420.00200.47230.01730.06350.0010396.86.198Rtw2041-1-410.570.06010.00300.49610.02220.06040.0012378.07.392Rtw2041-1-420.590.05330.00190.44990.01670.06090.0010380.85.899Rtw2041-1-430.540.05260.00260.44280.02110.06090.0012381.27.497Rtw2041-1-440.780.05390.00140.46240.01200.06160.0008385.64.999Rtw2041-1-450.800.05220.00140.46090.01190.06360.0009397.35.296Rtw2041-1-460.560.06720.00520.54730.03960.06030.0018377.211.183Rtw2041-1-470.600.05690.00230.47230.01840.05970.0011373.86.995Rtw2041-1-480.470.05420.00190.46870.01610.06220.0009389.05.599Rtw2041-1-490.530.06290.00250.47680.01790.05440.0009341.35.485Rtw2041-1-500.610.05510.00180.48920.01550.06370.0010397.95.998Rtw3282-1-11.470.06060.00190.61080.01090.07310.0012454.67.0677Rtw3282-1-20.960.05580.00170.54640.00990.07100.0011442.26.87100Rtw3282-1-30.580.05700.00240.58890.01970.07490.0013465.77.9596Rtw3282-1-41.100.05590.00170.54710.00970.07100.0011442.26.8299Rtw3282-1-50.750.05580.00170.53670.00930.06970.0011434.46.6498Rtw3282-1-61.270.05590.00180.55310.01120.07180.0012446.76.92100Rtw3282-1-71.610.05570.00180.54710.01060.07120.0011443.36.83100Rtw3282-1-81.500.05460.00170.48580.00880.06450.0010402.86.18101Rtw3282-1-91.620.05710.00180.50710.00900.06440.0010402.66.1584Rtw3282-1-100.150.05580.00170.55020.00940.07150.0011445.36.75100Rtw3282-1-111.560.05580.00170.54530.00930.07090.0011441.36.6799Rtw3282-1-121.250.05660.00180.55010.00990.07050.0011439.36.6494Rtw3282-1-130.380.05780.00180.50170.00840.06300.0010393.55.9379PM121-17-10.400.05840.00490.52430.04440.06590.0023411.6613.7396PM121-17-20.200.06220.00700.51940.05420.06560.0029409.3417.6596PM121-17-30.000.06140.01040.52530.08270.06620.0040413.2224.4696PM121-17-40.150.13620.01951.17190.15410.06930.0048431.8729.0241

图2 第一类斜长角闪岩(Rtw2041-1)典型锆石CL图像、锆石谐和图及加权平均年龄值Fig.2 Typical zircon CL images, Zircon harmonic maps and weighted average age values of NO.1 plagioclase diorite (Rtw2041-1)

图3 东粤第二类斜长角闪岩(Rtw3282-1)典型锆石CL图、U-Pb年龄谐和图及加权平均年龄Fig.3 Typical zircon CL images, Zircon harmonic maps and weighted average age values of Dongyue NO.2 plagioclase diorite (Rtw3282-1)

图4 黄源第二类斜长角闪岩(PM121-17)典型锆石CL图、U-Pb谐和图及加权平均年龄值Fig.4 Typical zircon CL images, Zircon harmonic maps and weighted average age values of Huangyuan NO.2 plagioclase diorite(PM121-17)

3.3 全岩主量、微量元素

针对第一、二类斜长角闪岩，分别完成5，6件全岩元素地球化学分析样(表2)。

表2 研究区斜长角闪岩主量元素(%)、微量元素(×10-6)含量

续表2

第一类斜长角闪岩SiO2含量较低且变化较大，扣除烧失量(LOI)后为46.17%～50.94%，均处于基性岩范畴；Al2O3含量变化为12.23%～13.12%；TiO2含量较高，为3.15%～4.17%；TFe2O3含量变化范围较小，为14.61%～16.04%；全碱(Na2O+K2O)含量变化较大，为3.8%～4.76%；MgO含量为5.41%～6.21%，Mg#值为41～44，低于原生岩浆范围(68～75)[14]，表明原始岩浆经历一定程度的演化。第二类斜长角闪岩SiO2含量扣除烧失量(LOI)后为45.94%～51.18%，属基性岩；Al2O3含量变化较大，为8.53%～14.80%；TiO2含量稍低，为1.06%～1.75%；TFe2O3含量为10.22%～16.13%；Na2O和K2O含量变化较大，分别为1.03%～2.18%、0.88%～2.7%；MgO含量较高且变化大，为7.08%～12.03%，Mg#值为48～70，平均为54，低于原生岩浆范围(68～75)[14]，表明原始岩浆经历一定程度的演化。

图5 研究区斜长角闪岩Nb/Y-Zr/Ti分类图解Fig.5 Nb/Y、Zr/Ti classification diagram of the amphibolite in the study area

此次研究对斜长角闪岩的岩石类型和系列判别、原岩恢复、岩石成因及构造环境分析等方面，主要依据高场强元素(HFSE)、HREE、Y、Yb、V、Ni、Cr等在各类地质作用过程中较稳定的元素[15]。在不活泼元素Nb/Y-Zr/Ti图解[16]中，2类斜长角闪岩分别投影在碱性玄武岩和玄武岩区(图5)。

第一类斜长角闪岩稀土总量较高，ΣREE为196.54×10-6～235.51×10-6；在球粒陨石标准化稀土配分模式图上一致性较好，均表现出类似典型OIB的特征(图6-a)，强烈富集轻稀土的右陡倾型分布模式，轻重稀土分馏程度强，LREE/HREE比值为4.68～4.87，(La/Yb)N为4.89～5.15，δEu值为0.96～1.15，无明显负铕异常，暗示岩浆形成和演化过程中无明显的斜长石分离结晶作用。

第二类斜长角闪岩稀土元素总量较低，ΣREE为48.72×10-6～106.33×10-6。在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上一致性稍差，可能暗示形成于不同的构造环境或具不同的岩石成因。根据稀土元素配分模式可以划分2组：第一组(2-1，2-2，2-3)ΣREE为60.46×10-6～106.33×10-6，轻重稀土分馏较强，LREE/HREE比值为3.06～7.08(平均4.54)，(La/Yb)N为2.68～8.24(平均5.10)，为轻稀土富集的右倾分布模式，整体表现出类似岛弧玄武岩的特征，δEu值为0.86～0.97，显示弱负铕异常，表明岩浆形成和演化过程中有斜长石分离结晶作用；第二组(2-4，2-5，2-6)稀土元素总量低于第一组，ΣREE为48.72×10-6～87.11×10-6，轻重稀土分馏不明显，LREE/HREE为2.03～3.82(平均2.65)，(La/Yb)N1.4～2.16(平均1.65)，表现出类似富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)的平坦型分布模式，δEu值为0.94～1.22，无明显负铕异常，暗示岩浆形成和演化过程中无明显的斜长石分离结晶作用。

在微量元素蛛网图上，第一类斜长角闪岩中大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U、K)和高场强元素(Zr、Hf、Ti)均无明显的正、负异常，表现出类似典型OIB的Nb、Ta、LREE富集的不相容元素配分型式(图6-b)。

图6 研究区斜长角闪岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(a)；原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)Fig.6 Scheroid meteorite standardized rare earth element partition pattern map (a) and original mantle standardized trace element cobweb map (b) of the amphibolite in the study area

第二类斜长角闪岩均表现出大离子亲石元素(Rb、Ba、K、U)一定的富集，高场强元素(P、Zr)略亏损，均发育明显Nb、Ta亏损槽。相比之下，第一组Rb、K、U富集、Nb、Ta 、Zr亏损程度更强，表现出与板块俯冲消减作用有关的岛弧玄武岩的特点；相较于典型的岛弧玄武岩，第二组则大离子亲石元素含量偏低，可能暗示岩石的形成受俯冲板片析出流体的作用弱于成熟岛弧玄武岩，结合该组又表现出一定的E-MORB的特征，推测其原岩形成可能与洋壳内部相对较弱的初始俯冲作用有关。

4 讨论

4.1 原岩恢复、岩石成因和构造环境分析

从SiO2含量来看，2类斜长角闪岩的原岩均属基性岩。在Nb/Y-Zr/Ti图解中分别落入碱性玄武岩和玄武岩区；在MgO-CaO-TFeO图解中，2类斜长角闪岩均投影在正斜长角闪岩区内或附近(图7)；在ΣREE-La/Yb图解中，均落在玄武岩区(图8)。综合判断，认为2类斜长角闪岩均为正变质岩，原岩为基性火山岩类，分别为碱性玄武岩和玄武岩类。这与前人[17-18]认为福建中、北部马面山(岩)群中发育的斜长角闪岩类的原岩为玄武岩类的观点基本一致。

图7 研究区斜长角闪岩MgO-CaO-TFeO判别图解 [19]Fig.7 MgO-CaO-TFeO discriminant diagram of the amphibolite in the study area

图8 研究区斜长角闪岩∑REE-La/Yb判别图解 [20] Fig.8 ∑REELa/Yb discriminant diagram of the amphibolite in the study area

由于岩石经历角闪岩相区域变质作用，且后期受地壳流体作用较强，因此讨论地壳混染、岩浆源区特征及岩石成因等主要依据较稳定的高场强元素和HREE。Ti元素在地质过程中比较稳定，并且Ti负异常(相对于Eu)通常被认为是成岩有陆壳参与的特征之一[21]。在微量元素蛛网图中显示，2类斜长角闪岩均未表现明显的负异常，可能暗示成岩过程中陆壳物质参与有限或几乎无贡献。Lu和Yb具有相似的地球化学行为，Lu/Yb比值不受分离结晶和部分熔融过程影响，幔源岩浆Lu/Yb比值为0.14～0.15，而与陆壳相关的岩浆比值则为0.16～0.18[21]。第一类斜长角闪岩Lu/Yb比值为0.13～0.14，第二类斜长角闪岩Lu/Yb比值为0.14～0.15，表明均起源于地幔源区而没有明显陆壳物质混染。周丽娅等[22]通过对原马面山群中斜长角闪岩Nb地球化学特征研究认为，其原岩基本来源于地幔。

岩浆在分离结晶作用中随着超亲岩浆元素的富集，亲岩浆元素丰度也几乎同步增长，因此La/Sm、Zr/Sm比值均基本保持为一常数。但在平衡部分熔融过程中，由于La 在结晶相和熔体之间的分配系数比Sm小，即不相容性更强，会导致La在熔体中富集的速度明显要快于Sm。因此La-La/Sm和Zr-Zr/Sm图解常用来判别岩石的成岩方式[23]。从图10-a、10-b可以看出，2类斜长角闪岩均表现出随着La、Zr丰度的增高，La/Sm比值和Zr/Sm比值逐渐增大的趋势；在Rb/Nb-Rb/Zr图解[24]中，2类斜长角闪岩均表现为直线型正斜率平行部分熔融演化趋势，均指示2类斜长角闪岩的原岩为幔源岩浆部分熔融的产物(图10-c)。

图9 研究区斜长角闪岩La-La/Sm(a)、Zr - Zr/Sm(b)和Rb/Nb-Rb/Zr(c)图解Fig.9 La-La/Sm(a)、Zr-Zr/Sm(b)和Rb/Nb-Rb/Zr(c)discriminant diagram of the amphibolite in the study area

Th/Yb、Nb/Yb和Ta/Yb[25]比值常用来区分与俯冲有关和无关的玄武岩，可以判断地幔源区和岩浆上升过程中流体或熔体对微量元素的贡献，未受俯冲消减作用影响的岩石应投影在地幔序列里，而与俯冲有关的岩石会受俯冲来源流体作用，导致岩浆中富集Th，所以Th/Yb比值高于地幔趋势线。在Nb/Yb-Ta/Yb图解中，第一类斜长角闪岩均投影在地幔序列或附近，且表现出向OIB演化的趋势，表明其成因与板块俯冲作用无关；第二类斜长角闪岩均投影在地幔序列的上方，表明其成因与俯冲消减作用有关，且投影情况表现出与稀土元素配分型式相似的分组特点：第一组(2-1，2-2，2-3)投影在岛弧玄武岩区(陆缘弧)；第二组(2-4，2-5，2-6)3件样品投影在岛弧玄武岩与地幔序列之间的弱俯冲相关区(weak subduction signal)，表现出由富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)向岛弧玄武岩演化的趋势，可能暗示斜长角闪岩并非形成于成熟的岛弧，也非典型洋中脊，而是洋壳内部发生初始俯冲作用的前弧区域(图10)，这与微量元素蛛网图上表现出的特征亦是吻合的。

在Hf/3-Th-Nb/16图解[26]中，第一类斜长角闪岩有4件样品落入板内拉斑玄武岩区内，表明其可能形成于与俯冲作用无关的板内(类似洋岛)环境；第二类斜长角闪岩投影也同样表现出分2组的特点，第一组投影在与活动大陆边缘(陆缘弧)密切相关的钙碱性玄武岩(CAB)区，第二组投影在岛弧玄武岩和洋中脊玄武岩之间的过渡区域(图11)，这与Nb/Yb-Ta/Yb图解中表现的特征极其类似，既表现出岛弧玄武岩特征，又类似洋中脊玄武岩的地球化学特征。

综合分析认为第一类斜长角闪岩在稀土元素配分模式和微量元素等方面均表现出类似典型洋岛-海山玄武岩的特征，宏观地质上呈斜长角闪岩+石英透辉石岩或大理岩呈似层-互层状产出，其原岩组合应与典型的洋岛-海山成因的玄武岩+碳酸盐岩组合，因此认为该类斜长角闪岩的原岩为类似具OIB特征的幔源岩浆部分熔融的产物。

图10 研究区斜长角闪岩Nb/Yb-Ta/Yb图解Fig.10 Diagram the Nb/Yb-Ta/Yb of diagonal amphibole in the study area

图11 研究区斜长角闪岩Hf/3-Th-Nb/16图解 [20] Fig.11 Discriminating diagrams of Hf/3-Th-Nb/16 of diagonal amphibole in the study area

第二类斜长角闪岩在稀土元素配分型式、微量元素蛛网图和构造环境判别图解中均表现出可以划分为2类形成于不同构造环境或不同成因的特点。第一组为缓右倾的稀土元素配分模式，大离子亲石元素富集、高场强元素亏损，表现出类似成熟岛弧玄武岩的特点，且在构造环境判别图解中投影在岛弧钙碱性玄武岩或陆缘弧区；张旗等[27]认为具有岛弧火山岩地球化学特征的玄武岩并不一定形成于岛弧环境，也有可能形成于板内环境且受到陆壳物质的混染，该类斜长角闪岩的Lu/Yb比值特征表明其成岩过程中并没有明显陆壳物质混染，因此也排除了板内玄武岩的可能，进一步佐证了该类斜长角闪岩原岩应形成于岛弧环境。综合分析认为该组斜长角闪岩原岩可能形成于洋壳俯冲作用末期活动大陆边缘(陆缘弧)背景下。第二组斜长角闪岩稀土元素配分呈平坦型、弱富集大离子亲石元素且又明显低于岛弧玄武岩，在Nb/Yb-Ta/Yb图解中均投影在地幔序列上方、岛弧和洋中脊之间的弱俯冲区，指示其原岩形成的构造环境与俯冲作用有关，但受俯冲消减作用影响的程度弱于成熟岛弧环境，在Hf/3-Th-Nb/16判别图解中也表现出由洋中脊玄武岩区向岛弧玄武岩过渡的区域。这与在马里亚纳海沟前弧环境发现的MORB-Like(似洋中脊)型岛弧玄武岩在地球化学特征上非常相似，该类玄武岩是指洋盆开始转化形成大陆时的与洋板块内部初始俯冲作用有关的、具有特殊地球化学特征的拉斑玄武岩，这些玄武岩熔岩是在洋板块内部俯冲开始不久以后发生伸展作用的首次喷发的熔岩，这些熔岩的地球化学特征比岛弧拉斑玄武岩更像扩张中心的洋中脊喷发的玄武岩，但又不是产出在洋中脊，而是前弧玄武岩，又称MORB-Like的岛弧拉斑玄武岩[28-31]。认为第二组斜长角闪岩的原岩可能为形成于洋壳内部初始俯冲背景下、前弧环境下首次喷发的玄武岩浆部分熔融的产物，并受到俯冲洋壳析出流体影响，且影响程度明显低于成熟的岛弧玄武岩。

4.2 成岩时代讨论

前人针对闽西北建瓯一带原划分的“马面山岩群”中的石英角斑岩、变质流纹岩或变质玄武岩等开展锆石U-Pb定年，结果主要集中在721～853 Ma[32-35]，其中在建瓯、政和一带的斜长角闪岩类获得SHRIMP锆石U-Pb年龄为(853±4)Ma、(797±7)Ma[33-34]；在建瓯龙北溪一带获得斜长角闪岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(796.5±9.3)Ma，均代表了原岩的成岩年龄，主要集中在青白口纪至南华纪。福建省区域地质志[8]中根据微古化石，也将“马面山岩群”的时代归属新元古代，时间跨度相当于青白口纪晚期-南华纪。曾雯[36]通过对华夏地块闽西北变质岩系中的长英质副片麻岩，即笔者厘定的马面山俯冲增生杂岩的基质部分，开展系统的原岩恢复和碎屑锆石U-Pb测年工作，认为其原岩主要为硬砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩等，其沉积时间上限不早于680 Ma，即新元古代之后。

近年来有学者[5]将闽西北建瓯一带发育的“马面山岩群”厘定为一套俯冲增生杂岩，并根据其中各成因类型锆石的U-Pb年龄和微体古生物信息，将其形成时代归属为新元古代-早古生代。笔者通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，获得一批较精确的成岩年龄，其中第一类斜长角闪岩的2组加权平均年龄分别为(399±3.5)Ma(MSWD=0.45)、(388±1.8)Ma(MSWD=1.19)，代表了区域变质作用时期峰期变质年龄；针对东粤村发育的第二类斜长角闪岩中发育典型的基性岩浆锆石，获得其原岩的成岩年龄为(441.8±4.7)Ma(MSWD=0.32)，其原岩可能为形成于陆缘弧环境的岛弧钙碱性玄武岩，并记录为(393.5～402.8)Ma之间发育变质热事件；在黄源发育的第二类斜长角闪岩中获得(411±19)Ma(MSWD=0.095)的变质年龄。

前人大量研究资料表明，华夏地块之闽西北—浙西南地区发育的原划分“元古代变质岩系”在加里东期经历过一次强烈的构造-热事件，导致岩石发生变质变形作用、强烈的花岗岩浆活动和晚泥盆世区域角度不整合，对华南加里东构造事件的时代，主要集中为420～400 Ma[33]。前人通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，加里东构造-热事件对华夏地块闽西北地区变质岩的强烈再造的时限进行了精确约束，变质变形时限为473～423 Ma[36]，深熔混合岩和花岗岩的成岩年龄为441～437 Ma[37]，浙西南地区加里东构造-热事件的时限为445～415 Ma[38]。结合此次测年成果，笔者认为华夏地块闽西北地区加里东期构造事件不仅仅表现为变质变形作用、深熔作用和酸性岩浆侵入作用，还包括与洋壳俯冲作用有关的岛弧基性岩浆作用(约441 Ma)，且变质变形作用的活动时限也可延续至晚古生代早期(约388 Ma)。

4.3 地球动力学背景讨论

对于华南(包括扬子板块和华夏地块)早古生代加里东造山运动的性质一直存在2种较大争议观点：一种认为属板块构造体制下的俯冲-碰撞造山；另一种认为属陆内造山或板内造山运动，主要理由是缺乏洋壳俯冲-弧陆碰撞造山的关键证据，即代表洋壳物质组成的早古生代蛇绿岩残片和岛弧火山岩[39]。

而此次工作在闽西北建瓯马面山俯冲杂岩带内厘定的类似OIB的变基性岩和大理岩组合岩块、原岩为MORB-Like岛弧拉斑玄武岩的变基性岩岩块都显示代表洋壳物质的特征，且后者可能代表了洋-陆转换背景下洋壳内部发生初始俯冲作用的产物，而原岩形成于类似岛弧或陆缘弧环境、且时代为早古生代末(约441 Ma)的变质基性岩可能代表了洋壳俯冲作用末期的岛弧火山岩。这也为华夏地块发育的早古生代加里东造山作用应属板块构造体制下的洋壳俯冲作用和成熟洋盆提供了直接证据。由于此次工作未能厘定出原岩为MORB-Like岛弧拉斑玄武岩的变基性岩的原岩形成年龄，从获得的陆缘弧玄武岩的年龄分析，洋壳俯冲造山作用应不晚于441 Ma，这与前人[40]认为华南加里东造山作用的开始时间不晚于458 Ma，主造山时间可能为443 Ma非常相近。彭松柏等[39]在华夏地块南部-桂东南岑溪一带厘定的早古生代SSZ型蛇绿岩残片形成时代为444～437 Ma，也为华夏地块群存在早古生代洋盆和俯冲-增生碰撞造山提供了直接证据，而且厘定的洋壳俯冲作用的时代与此次笔者研究基本相当。

浙西南地区发育的新元古代陈蔡群与闽西北地区原划分的“建瓯群(包括麻源岩群和马面山岩群)”可以对比，前人[41]通过对陈蔡群发育的斜长角闪岩开展系统的地球化学研究，认为构造属性为古洋壳残片，原岩分别形成于古洋板块背景下的洋岛和岛弧构造背景，且陈蔡群中发育的石英岩(原岩为硅岩)也指示曾经处于深海洋盆环境，大理岩的C、O同位素组成亦指示海相碳酸盐岩，且大理岩与斜长角闪岩亦共生发育，与闽西北建瓯马面山俯冲增生杂岩带内构造岩块的地质构造特征极其类似，变质基性岩岩块的原岩地球化学特征及构造背景也相似，上述特征均指示是由于洋壳的俯冲和增生碰撞造山作用导致的洋岛和岛弧型玄武岩、大洋沉积岩类等洋壳组成物质在空间上的共存。

此次工作厘定的晚古生代初期的2期变质作用时限分别为411 Ma左右和402～388 Ma，可能分别代表了洋壳俯冲和弧陆碰撞造山事件对应的变质变形作用，近年来的区调工作中在建瓯东南部一带亦发现形成于早-中泥盆世，年龄为403～370 Ma(数据未发表)的同/后碰撞花岗岩，可能为弧陆碰撞造山作用下的岩浆弧，且其碰撞时代可能为晚古生代初期。这也为马面山俯冲增生杂岩形成之后可能先后经历了与洋壳俯冲和弧陆碰撞有关的变质作用提供了证据。