安庆大龙山复式岩体年代学和地球化学研究

汪 波 汪方跃

（1.中国建材材料工业地质勘查中心安徽总队；2.合肥工业大学资源与环境工程学院；3.安徽省矿产资源与矿山环境工程技术研究中心）

长江中下游沿岸发育2条A型花岗岩带，位于长江南北两侧，北侧主要为安庆的大龙山岩体和黄梅尖岩体，南侧主要为花园巩岩体、茅坦岩体、板石岭岩体、浮山岩体，再往东可以延伸到苏州岩体［1-2］。这些岩体多表现为复式岩体，主要有石英正长岩组成，一些区域发育正长岩、二长岩和演化晚期的碱长花岗岩。

大龙山复式岩体位于安徽省内，属于2条A型花岗岩带的江北分带，主要由正长岩、石英正长岩、钾长花岗岩、二长岩等组成［2］。早期地质填图显示大龙山岩体西南角发育一定量的石英二长斑岩。最新野外调查发现，大龙山复式岩体内部一处出露石英二长斑岩，规模为3～5 m的椭圆体，部分斑岩以包体形式被正长岩包裹，约10 cm。该区域发育的闪长质岩石的形成时代及其源区性质未有文献报道，正长岩与斑岩的地质关系尚未确定。这对进一步理解大龙山复式岩体的形成过程有所制约。

本文通过大龙山岩体中石英正长岩与二长斑岩的年代学和地球化学特征研究，确定其形成时代和源区特征，约束对该地区中生代岩石形成的大地构造背景。

1 地质背景和采样

安庆大龙山位于大别隆起东翼、下扬子断裂坳陷带中段、庐枞火山盆地的西南缘，郯庐断裂和长江断裂的夹持区域，北东向连接城山岩体、黄梅尖岩体，构成安庆—庐江石英正长岩带［3］。

大龙山岩体周围出露的地层为中、下侏罗统象山群长石石英砂岩和早白垩世火山岩（角闪安山岩、粗安岩、凝灰岩等），上三叠统及中、下侏罗统为1套巨厚海陆交互相和陆相含煤碎屑沉积建造，上侏罗统和下白垩统为1套巨厚中偏碱性火山系。大龙山岩体呈岩基状侵入铜头尖组（T2t）等地层中。大龙山复式岩体的主体为正长岩-石英正长岩，外围主要由铜头尖组砂岩和第四纪沉积地层。

正长岩西南部和岩体内部发育一些闪长岩岩体，其中最大的为西南部的岩体，出露面积约3 km2，东南部也出露一些闪长岩岩体（图1）。野外地质调查发现正长岩岩体内部发育零星的二长斑岩。大龙山岩体侵入岩中，正长岩含大量石英、钾长石、斜长石以及少量的黑云母与角闪石，副矿物主要包括锆石、磷灰石等。二长斑岩的斑晶主要为石英、斜长石，偶见角闪石斑晶，基质部分主要为细小颗粒的长石、石英等矿物组成，副矿物主要为磷灰石和锆石等。

2 分析方法与测试结果

对大龙山复式岩体样品开展了主/微量元素分析及锆石U-Pb年代学分析，微量元素通过Elan 610 DRCII分析仪完成。锆石U-Pb原位定年分析通过LA-ICP-MS（Geolaspro 193nm ArF准分子激光器和7700e ICP-MS）分析完成。锆石定年的具体分析方法介绍参见文献［4］。

2.1 锆石U-Pb年龄

大龙山复式岩体2件样品锆石形态主体表现为自形，无色透明。从锆石的阴极发光图像显示，锆石内部显示出典型的岩浆成因振荡环带结构（图2）。基于锆石的协和度特征（＞95%），正长岩（DLS-2）有效锆石为24颗，二长斑岩（DLS-13）有效锆石为17颗。定年结果表明，大龙山岩体正长岩206Pb/238U加权平均年龄为126.58±0.89 Ma（n=25，MSWD=1.1），二长斑岩206Pb/238U加权平均年龄为137.80±0.8 Ma（n=13，MSWD=0.99）（图2）。

2.2 岩石地球化学特征

大龙山复式岩体岩浆岩主要落在花岗岩、正长岩、石英二长岩区域内。正长岩类全部分布于钾玄岩系列区域，而二长斑岩类则与高钾钙碱性系列、钙碱性系列、低钾（拉斑）系列区域皆有分布。

岩石Mg#值计算结果表明，正长岩Mg#值在2～38，平均值为19，不具备高镁特征，其Mg#与SiO2含量呈现出一定负相关关系。二长斑岩Mg#值在48～65，其平均值为54，Mg#值较高，并且不随SiO2变化发生明显变化。

大龙山正长岩具有右倾的轻稀土富集特征，（La/Yb）N的范围为5.69～17.28。二长斑岩（La/Yb）N为16.63～26.67；正长岩的δEu均值为0.46，表现出明显负常，而二长斑岩的δEu均值为0.96，接近1，并无明显异常，表明正长岩在演化过程中可能存在大量的斜长石分离结晶，而二长斑岩的斜长石结晶分异不显著。

大龙山正长岩微量元素上表现为富集Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素，而亏损Ba、Sr。二长斑岩微量元素特征表现为富集，如Sr、Ba、亏损Nb-Ta-Zr-Hf等高场强元素。两者在高场强、稀土元素含量上均存在显著差别。

3 讨论

3.1 大龙山复式岩体形成时代

前人研究主要集中在大龙山复式岩体中的主体，即正长岩部分，并对其开展了大量的年代学工作［5］，表明其形成年龄为124～126 Ma。本文对石英正长岩锆石获得年龄（126.58±0.89 Ma）与前人在误差范围内一致，也与长江中下游地区2条A型花岗岩带中其他A型花岗岩岩体的形成时代一致，形成于早白垩世。

二长斑岩中锆石年龄为137.80±0.8 Ma，该形成时代与安庆地区出露的闪长岩类岩体，如总铺岩体、月山岩体的形成时代一致［5-6］。该时代与长江中下游第一期的岩浆活动一致（148～135 Ma），可能与铜-金-铁矿床有成因联系。

3.2 岩石成因

3.2.1 正长岩

化学成分上，A型花岗岩富硅、碱、贫钙、镁、铝、（K20+Na20）/A1203和FeOT/MgO值高，富Rb、Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Ga、Y，贫Sr、Ba、Cr、Co、Ni、V，并具有显著的负Eu异常，Ga/A1值高。本文采用4个花岗岩图解判别大龙山正长岩岩石属性（图3）。图3（b）中，正长岩的Nb含量偏低，导致其部分落在了I、S、M花岗岩范围内，但是在图3（a）（c）（d）中，正长岩可以很好地落在A型花岗岩范围内，这表明大龙山主体正长岩岩类为A型花岗岩。二长斑岩明显不同于正长岩类型，为典型的I型花岗岩。

3.2.2 二长斑岩

判别埃达克质岩的2个重要参数为Sr/Y和（La/Yb）N比值。大龙山岩体二长斑岩在埃达克质岩判别图解上全部落于埃达克岩区域内（图4（a））。图4（b）显示，二长斑岩样品点全部落于俯冲型埃达克岩区域，这暗示了大龙山岩体闪长斑岩起源于俯冲洋壳，而非加厚或者拆沉下地壳成因。二长斑岩具有较高的Mg#也表明其可能受到上覆地幔楔的影响。因此，二长斑岩的高Si和高Mg#特点不能用简单的富集地幔熔融和结晶分异来解释。同时，在Yb+Nb-Rb构造判别图解中（图5（a）），二长斑岩落在火山弧范围内，指示其可能形成于火山弧环境。上述地球化学特征表明，大龙山复式岩体中的二长斑岩可能形成于大陆弧俯冲挤压背景下的俯冲洋壳熔融与上覆地幔楔相互作用。

3.3 大龙山复式岩体形成的构造背景

前人将A型花岗岩分为2类：A1型花岗岩具有类似洋岛玄武岩的化学成分特征，形成于陆内裂谷或板内环境；A2型花岗岩具有类似岛弧玄武岩的化学成分特征，形成于陆陆碰撞或岛弧环境。在Y/Nb-Yb/Ta和Nb-Y-Ce图解中（图5（b）（c）），大龙山的正长岩均落在A1型花岗岩区域内。Yb+Nb-Rb图解中，正长岩形成于板内构造环境，而二长斑岩落在俯冲背景下岛弧花岗岩范围内，这表明2类岩石形成的构造背景及过程均存在较大差异。

综合锆石年代学及地球化学特征，认为安庆大龙山地区复式岩体形成的构造环境曾经发生过巨大变化，表现为从早期的早白垩世俯冲环境演变为后期板内地壳拉张环境。大龙山复式岩体形成的过程可能如下：安庆地区在早白垩世时，位于古太平洋板片向西俯冲至欧亚大陆之下，表现为俯冲的挤压背景。俯冲的热洋壳熔融并混染了俯冲沉积物形成的熔体，并上升经过上覆地幔楔，形成了大龙山复式岩体中的具有高Mg#埃达克质特征二长斑岩及闪长岩；随着俯冲板片的后撤，软流圈地幔上涌，引起了上覆富集的岩石圈地幔熔融，形成了大规模的火山岩及后期板内正长岩。

4 结论

（1）锆石年代学结果表明，大龙山复式岩体正长岩和二长斑岩206Pb/238U加权平均年龄分别为126.58±0.89 Ma和137.80±0.80 Ma。

（2）大龙山复式岩体中二长斑岩为俯冲型埃达克质岩，形成于火山弧构造环境。石英正长岩为A型花岗岩，A1亚类，形成于板内构造环境。

（3）安庆地区早白垩世时可能经历了板块俯冲背景下的俯冲挤压背景转换到俯冲板片后撤后的地壳减薄拉张的陆内环境。