张八岭群火山岩地球化学特征及其构造学意义

高长林，方成名

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214151)

张八岭群火山岩地球化学特征及其构造学意义

高长林，方成名

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214151)

安徽滁州张八岭地区的张八岭群分为2组。一是下部北将军组，以千枚岩和片岩为主;二是上部西冷岩组，主要为一套变质火山岩系。张八岭岩群的细碧－石英角斑岩系主要发育于西冷岩组中，具多旋回特点。细碧－石英角斑岩系以石英角斑岩为主，细碧岩次之，角斑岩类稀少。该岩系的火山岩富碱、富钠，具双峰值特征，其主量元素、微量元素和稀土元素地球化学特征表明，它形成于非造山张性环境，为裂陷槽，是与晚元古代罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解有关的岩浆作用的产物。

张八岭群;火山岩;地球化学;裂陷槽;罗迪尼亚超大陆;安徽滁州

0 引言

张八岭群主要分布于安徽省滁州市张八岭地区(图1)。前人对张八岭群进行过一定的地质地球化学研究(表1)，但对其形成的大地构造环境研究较少。通过岩石学和岩石化学研究认为，张八岭群细碧－石英角斑岩系是以石英角斑岩为主的一套海底喷发的富钠的火山岩系，物质来源以壳源为主，形成的构造环境为岛弧或活动大陆缘地带(郭坤一等，1995)。张八岭群形成构造环境的确定对阐明下扬子北缘构造形成演化和矿产普查勘探具有重要的理论和实践意义，因此有必要进一步研究确定。

张八岭群分为2个组，一是下部北将军组，以千枚岩和片岩为主;二是上部西冷岩组，为一套变质火山岩系(侯明金等，1999;吴跃东等，2004)。张八岭岩群的细碧－石英角斑岩系发育于西冷岩组中，具多旋回特点，总体上可划分为4个大旋回，而整个西冷组又构成1个巨旋回(张德宝等，1995)。西冷岩组为一套富钠的基—酸性火山岩系，原岩以石英角斑岩为主，其次是角斑岩和细碧岩，同时发育着一系列有关的火山碎屑岩，由于遭受区域变质作用，已变成相当于绿片岩相的片岩。区内分布的石英角斑岩类岩石类型主要为石英角斑岩、石英角斑质凝灰岩等。石英角斑岩色浅，风化后一般呈灰白、浅灰绿色，片理发育，经变质后形成绢云母钠长石英片岩、绿泥云母钠长片岩等。岩石具斑状结构、变余斑状结构、块状或片状构造。基质为显微花岗结构或霏细结构。斑晶主要为钠 －更长石，约占10% ～25%，其次为少量石英。细碧岩类分布零星，仅见于西冷、尹家坝、关塘刘等地，细碧岩岩石呈灰绿—暗绿色，块状构造，斑状结构。主要矿物为钠长石(50% ～70%)，其次为绿泥石、绿帘石、黑云母、含钠阳起石、磷灰石、方解石等。

前人将西冷岩组的时代划归青白口纪(汪迎平等，1995)，因为西冷岩组微古植物群面貌与我国青白口系的微古植物面貌比较相似，与前苏联上里菲(850Ma～1 050Ma)和澳大利亚中部苦泉组微古植物面貌相似，西冷岩组内获得的微古植物化石：粗面球形藻属Trachyaphaeridium sp．，光面球形藻属Leimninusrula sp．，古黏球藻属 Gloeocapsamorpha sp．，多球藻属Polyedrosphaeridiurn sp．，大褶壁藻属Macrophycha sp．。采自西冷岩组第一岩性段和第四岩性段2个石英角斑岩样，经单颗粒锆石质谱计双带源逐层蒸发法获得Pb-Pb同位素年龄值分别为927±24Ma和975±31Ma(张德宝等，1995)。

图1 张八岭群形成时的构造环境

表1 张八岭群与其邻区相关地层对比表

1 主量元素地球化学特征

张八岭群细碧－石英角斑岩系的主量元素地球化学资料表明，张八岭群火山岩构成一个典型的双峰值火山岩系，主要由酸性和基性火山岩组成且缺少中酸性火山岩(图2)。赖特(1969)提出用SiO2－碱度率(A．R)图解研究火山岩岩石的碱性程度(陈骏等，2005)，张八岭群火山岩的化学参数值在赖特图解的投点(图3)表明，应属碱质类岩石。

图2 张八岭群火山岩SiO2含量频率分布图

图3 张八岭群火山岩SiO2－碱度率图解

里特曼把组合指数和戈蒂里指数结合起来，用以研究火山岩成分与其构造环境之间的关系。勒夫勒(1979)对上述方法加以修正，笔者运用了勒夫勒的修正方法(高长林等，1991;黄泽光等，2007;王焰等，2000)。上述学者研究认为，A区代表非造山带(稳定构造区)火山岩;B区为造山带和岛弧区火山岩;C区为A、B区火山岩派生的偏碱性碱性岩，其中的钠质型一般与A区有联系，钾质型一般与B区有联系。张八岭群火山岩都富碱、富钠(最高者达7.44%)，表明它们都可能为非造山带火山岩(图4)。

2 微量元素地球化学特征

张八岭群石英角斑岩系的微量元素含量值(表2)进行了MORB标准化计算(图5)。由图5可见，石英角斑岩与板内碱性玄武岩的MORB标准化模式相似度较大，而与板内拉斑玄武岩和火山弧拉斑玄武岩的差异较大，暗示其可能产于板内。

表2 张八岭群火山岩微量元素特征数据表

图5 张八岭群石英角斑岩微量元素MORB标准化模式图

3 稀土元素地球化学特征

张八岭变质地体石英角斑岩系的稀土元素含量值(表3)进行了球粒陨石标准化计算(图6)。由表3、图6资料明显可知其∑REE值高(93.19×10－6～298×10－6)，∑Ce/∑Y 比值高(4.55 ～6.73)，富轻稀土，负Eu和负Ce异常不明显。

4 结语

前人资料表明(王焰等，2000;葛荣峰等，2009;徐平等，2010)，双峰值火山岩可形成于多类大地构造环境，如大陆裂谷、大陆拉张减薄区、弧后拉张区和成熟岛弧及洋内岛弧，各种环境的玄武岩具有不同的地球化学特征。例如，大陆裂谷玄武岩主要是富碱质的，富LREE。大陆拉张减薄区的玄武岩主要为拉斑质，LREE分布可以从富集、略富集至亏损，可与E-MORB、N-MORB相似。弧后盆地玄武岩相比N-MORB，富集碱金属，成熟岛弧的基性岩主要是钙碱性，洋内岛弧玄武岩为拉斑质，洋岛玄武岩为拉斑质或碱质。双峰值火山岩的酸性岩可分为两类：一类与玄武岩来自同一源区，这时酸性岩所占的比例很少，是玄武岩浆演化的产物，二者具类似的地球化学特征;另一类酸性岩与玄武岩来自不同的源区，这时，酸性岩的比例较大，酸性岩与玄武岩通常具有不同的地球化学特征，酸性岩是地壳深熔作用的产物。张八岭群火山岩系中酸性岩的比例较大，这些酸性岩可能是地壳深熔作用的产物。

表3 张八岭地区石英角斑岩稀土元素数据表

已有资料表明(何治亮等，2009;黄泽光等，2010)，在新元古代早期扬子陆块处于拉张的大地构造背景，沿扬子古陆块周缘的晋宁期造山带形成一系列裂谷。从同位素年龄可知，裂陷作用可能始于距今900Ma。结合Rodinia超大陆演化过程，可认为发生在扬子陆块新元古代早期(距今900Ma～800Ma)的裂陷作用及其沉积物可能代表着罗迪尼亚超大陆裂解初期的产物。扬子北缘的裂解事件，如：南秦岭武当地区、随(州)—枣(阳)地区中发育基性岩墙群。武当地区基性岩墙群Sm-Nd全岩等时年龄为782±164Ma、角闪石40Ar－39Ar年龄为694.4±21Ma;随(州)—枣(阳)地区基性岩墙群的辉石40Ar－39Ar年龄为750±4Ma～743±12Ma。武当地区基底岩系之上以不整合关系沉积了南华纪耀岭河群火山－沉积岩系，其中的火山岩以基性岩为主，岩石地球化学显示为裂谷火山岩。

图6 张八岭群石英角斑岩球粒陨石标准化分布模式

笔者所研究的张八岭群中火山岩为富碱、富钠的双峰值火山岩，张八岭群中石英角斑岩与板内碱性玄武岩的MORB标准化模式相似度较大。前人获得的西冷岩组锆石Pb-Pb同位素年龄值分别为927±24Ma和975±31Ma(张德宝等，1995)，获得的东部邻区海州群上部云台组的锆石年龄值主要集中于800Ma～740Ma之间(王秀丽等，2006)，获得研究区西南部宿松河塌地区石英角斑岩Rb-Sr等时线年龄为898±73Ma(桑宝梁，1987)。由上述资料可见，张八岭群形成于非造山张性环境，产于裂陷槽，是与晚元古代Rodinia超大陆裂解有关的岩浆作用的产物。

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Geochemical characteristics of volcanic rocks and its tectonic implications in Zhangbaling group

GAO Chang-lin，FANG Cheng-ming

(Wuxi Research Institute of Petroleum Geology，Research Institute of Petroleum Exploration and Development，SINOPEC，Wuxi 214151，Jiangsu)

Zhangbaling group was divided into two formations，one was the underlied Beijiangjun formation，which was mainly made of phyllite and schist，the other was overlaid Xilengyan formation，made of metamorphic volcanic rocks．The spilite-quartz keratophyre sequence in Zhangbaling group was developed in Xilengyan formation and was possessed of multicyclic characteristics．The spilite-quartz keratophyre sequence was mainly consisted of quartz keratophyre，secondly spilite and rarely keratophyre．The volcanic rocks of this sequence were characteristic of rich alkaline and sodium and double peak value．The geochemical properties of the major，minor and trace elements of the sequence showed that the sequence formed in an environment of anorogenic extension，was an aulacogen and was a result of magmatism related to the splitting of Rodinia supercontinent in Late Proterozoic era．

Zhangbaling group;Volcanic rock;Geochemistry;Aulacogen;Rodinia supercontinent;Chuzhou;Anhui

P588．3

A

1674－3636(2011)03－0236－05

10．3969/j．issn．1674-3636．2011．03．236

2011－05－13;编辑：陆李萍

全国油气资源战略选区调查与评价项目：东秦岭—大别山造山带两侧油气资源战略选区(XQ－2007－02－01)

高长林(1945—)，男，研究员级高级工程师，博士，从事盆地分析和构造地球化学研究，E-mail：gaocl@mail．wuxisuo．com