湖南白马山龙潭超单元、瓦屋塘花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

李建华，张岳桥，徐先兵，李海龙，董树文，李廷栋

1.中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081 2.中国地质大学地球科学学院， 武汉 430074 3.中国地质科学院，北京 100037

湖南白马山龙潭超单元、瓦屋塘花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

李建华1，张岳桥1，徐先兵2，李海龙1，董树文3，李廷栋3

1.中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081 2.中国地质大学地球科学学院， 武汉 430074 3.中国地质科学院，北京 100037

运用阴极发光技术，对湖南白马山龙潭超单元2个样品和瓦屋塘花岗岩1个样品的锆石进行了内部结构分析，在此基础上利用锆石SHRIMP U-Pb定年方法进行了同位素年代学测定。其中，白马山龙潭超单元2个黑云母二长花岗岩样品分别给出了(215.9±1.9) Ma和(212.2±2.1) Ma的主体谐和年龄。同时还测得了一组较年轻的谐和年龄((201.0±2.8) Ma)和一组较老的锆石核部年龄(230.3～227.0 Ma)，表明研究区印支晚期存在多期花岗质岩浆的侵入活动。瓦屋塘岩体黑云母二长花岗岩1个样品给出了(217.7±1.8) Ma的谐和年龄。这2个岩体的形成进一步佐证了华南大陆印支晚期岩浆活动于210～225 Ma，达到岩浆活动的峰期。地球化学测试结果显示，白马山和瓦屋塘岩体均为弱过铝-强过铝质花岗岩，具壳源型花岗岩的特征，形成于后碰撞期或碰撞晚期的构造环境，源于早元古代变质杂砂岩的部分熔融。结合区域大地构造背景认为，这2个岩体形成于秦岭-大别和松马2条印支期缝合带碰撞结束后的印支晚期伸展构造背景下，为热-应力松弛阶段，板内挤压加厚的地壳减压熔融作用的产物。

白马山；瓦屋塘；锆石SHRIMP U-Pb定年；印支期花岗岩；地壳伸展；湖南

0 前言

华南陆块是由扬子地块和华夏地块拼合形成的大陆板块，夹于秦岭-大别-苏鲁碰撞造山带和红河断裂带之间，东南缘濒临西太平洋板块，位于特提斯构造域和滨太平洋构造域的中间部位[1]。中生代以来，受这两大构造域构造活动的影响，华南陆块地质和大地构造演化极其复杂，特别是早中生代印支期构造变形-岩浆与沉积作用响应在全球中生代构造中独具特色[2]。印支运动的提出，始于20世纪初[3]，原指发生于越南三叠纪Pre-Norian和Pre-Rhaetian间的构造不整合事件，并认为与印支和华南陆块之间的大陆碰撞有关[4-5]。这期强烈的构造事件引发了华南陆块广泛的陆内变形及地壳增厚，同时诱发了大规模的岩浆活动及伴生的成矿作用。这些独具特色的地质现象吸引了国内外地质学者的广泛关注，而其大地构造过程及其发生的深部动力学背景则成为争议的焦点问题之一。一些学者认为华南大陆是印支期陆内碰撞带，并提出华南大陆三叠纪阿尔卑斯造山模式[6-7]，但研究证实华南大陆内部并不存在早中生代洋盆或洋陆俯冲事件[8-9]。其他学者则试图利用西太平洋板块的俯冲作用来解释华南大陆印支期构造-岩浆-沉积响应[10-11]；但印支期花岗岩分布较分散，整体呈面状分布，且缺乏共生的火山岩的特征，暗示其成因应与俯冲消减作用无直接关联[12]。深入研究华南大陆内部印支期岩浆作用，对于理解华南大陆中生代构造演化具有重要意义[13]。然而，由于印支期花岗岩分布较局限且成矿作用较弱，相对于燕山期花岗岩而言，其研究程度较为薄弱[14]，已取得的认识尚存在争议：王岳军等[15]构建的地质-物理模型认为印支期花岗岩为陆壳叠置加厚作用的产物；而周新民等[12]认为印支早期花岗岩与陆块碰撞引发的地壳叠置熔融作用有关，印支晚期花岗岩则与碰撞峰期后的应力松弛阶段的减压熔融有关，这一观点也在南岭地区得到了进一步证实[16]。

白马山和瓦屋塘岩体位于江南隆起南缘，为具典型代表性的印支期花岗岩，是研究华南大陆印支期岩浆作用的关键地区。其中，白马山岩体为多期岩浆侵入形成的复式岩体[17]，目前已获得的花岗岩及包体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄集中在以下区间：243 Ma，221～227 Ma，204～209 Ma，203～205 Ma，177 Ma[13, 18-19]。关于瓦屋塘岩体的岩石学特征及形成年代，目前暂无报道。笔者选择这2个岩体开展了精细的锆石U-Pb同位素年代学研究，厘定了岩体形成的精确年代，并结合已发表的全岩主、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学资料，讨论了其成因的深部动力学背景，为重建华南陆块印支期花岗岩的时序格架及早中生代大地构造演化过程提供年代学依据。

1 区域大地构造背景及样品采集

图1 华南陆块印支期花岗岩分布图Fig. 1 Distribution of Indosinian granites in the South China

印支期花岗岩呈面状广泛展布于华南大陆广大地区，夹于政和-大浦断裂带和靖县-溆浦断裂带之间(图1)，出露面积约3 260 km2。地球化学和同位素年代学资料证实[12]，印支期花岗岩具有早、晚两期，无论从岩性，还是从形成的大地构造背景来看，二者均存在明显的差异。笔者对近年来报道的华南陆块印支期岩体的锆石U-Pb年龄进行了详细统计(表1)，结果(图1)显示,这2类花岗岩可以共生，也可独立产出，它们呈面状广泛分布在湘、桂、粤、赣、琼等省区，如:江西大富足[20]、大吉山[21-22]、龙源坝[23]、富城[24]、隘高[11]、三标[11]和柯树岭[25]花岗岩；湖南歇马[26]、沩山[13-14, 26]、锡田[27]、关帝庙[13]、白马山[11, 13, 18-19]、阳明山[11, 28]、淋阳花岗岩和道县辉长岩包体[2]；广东那蓬[26]、下庄[16, 29]、西淋[30]、共和[30]、长沙[16]、河台[31]、贵东和孟冬花岗岩[11]；广西大容山、浦北和旧州花岗岩[32]；福建洋纺、铁山[33]和小陶花岗岩[34]。同时，笔者绘制了华南大陆印支期岩体锆石U-Pb年龄分布直方图(图1角图)。从直方图上可见，早期花岗岩形成于230～259 Ma，主要为强过铝质浅色花岗岩，含白云母、石榴石、电气石等高铝矿物，属S型花岗岩，以发育片麻理为主要特征，显微镜下可见明显的挤压变形构造，其形成与华南大陆陆缘俯冲/碰撞造山作用引发的陆内地壳物质叠置加厚作用有关[12-13, 35]。晚期花岗岩形成于200～230 Ma，约占印支期花岗岩的90%[35-36]，岩体主要为弱过铝或准铝花岗岩，包含泥质、玄武质岩石以及明显的幔源岩浆组分，以中粒结构、块状构造为特征，其形成与碰撞造山结束后地壳伸展-减薄背景下引发的减压熔融作用有关[12, 14, 18, 28]。

白马山和瓦屋塘花岗岩体位于雪峰山东缘的湘西南地区(图2)。岩体周缘出露地层主要为新元古界-中生界。新元古界主要为板溪群，由一套层次分明的杂砂岩-板岩-片岩组成，沉积时代为760～820 Ma[37-38]。古生界主要为浅海相碳酸盐岩，包括震旦系白云岩和冰碛岩，寒武系板状页岩、砂岩和灰岩，奥陶系灰岩，志留系砂页岩，泥盆系-石炭系-二叠系灰岩和白云岩。中生界主要由浅海相碳酸盐岩和陆相碎屑岩组成，包括中-下三叠统灰岩，上三叠统-侏罗系砂岩和砾岩，白垩系红色砂砾岩和泥岩[17]。靖县-溆浦断裂和城步-安化断裂为研究区内重要的区域性一级断裂，具有多期复杂的活动历史[39-41]。中三叠世-早侏罗世，这2条断裂均以左行走滑剪切变形为主，40Ar/39Ar定年结果证实剪切变形发生于244～195 Ma[10]。早白垩世，断裂活动以伸展作用为主，它们共同控制溆浦地堑白垩纪的沉积及断陷作用。另外，城步-安化断裂还表现出明显的右行走滑特征，其切割白马山和瓦屋塘岩体，并导致岩体发生右行错断(图2)，这期活动可能与新生代印度-欧亚板块碰撞作用有关[42]。

表1 华南大陆印支期花岗岩锆石U-Pb年龄统计

表1(续)

图2 白马山和瓦屋塘岩体构造纲要图与采样位置Fig.2 Simplified structural map of the Baimashan and Wawutang granites and sample locations

白马山岩体位于湘西溆浦县南约50 km，呈E-W向串珠状展布，由黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩组成，侵位于新元古代-早古生代地层中(图2)。结合岩石的矿物组合特征及年代学资料，其可分为水车、龙潭、小沙江和龙藏湾4个超单元[43]。其中:龙潭、小沙江超单元形成于印支期，其长轴沿近E-W复背斜褶皱轴展布，证实其形成受到早期褶皱构造的控制(图2);水车、龙藏湾超单元则分别形成于海西-加里东期、燕山期。本次研究的采样位置主要位于白马山岩体西缘的龙潭超单元(Ym132，Ym134)，样品岩性为黑云母二长花岗岩，由钾长石(20%～24%)，石英(25%～28%)，黑云母(9%～10%)，斜长石(An=30～42，37%～50%)等矿物组成。

瓦屋塘岩体位于绥宁县境内，由细-粗粒黑云母二长花岗岩和角闪石黑云母二长花岗岩构成。岩体侵入早古生代到泥盆纪地层中，下白垩统红色碎屑岩覆盖其上(图2)。重力异常测量资料显示该岩体在深部可能与北侧的崇阳坪岩体相连[17]。岩石具细-中粒结构，部分具似斑状结构，斑晶主要为钾长石、斜长石，长径达3～5 cm。岩石局部发生弱蚀变作用。本次研究的样品采于岩体东缘(Ym135)，样品岩性为黑云母二长花岗岩，主要由钾长石(23%～29%)，斜长石(An=7～37，<25%)，石英(26%～ 31%)，黑云母(3%～19%)，电气石(1%～10%)等矿物组成。

2 分析方法

样品经人工破碎后，按照常规重力和磁选分选出锆石，在双目镜下挑选出晶形和透明度较好的锆石颗粒，将其和标准锆石TEM(年龄417 Ma)在玻璃板上用环氧树脂固定、抛光，然后进行反射光、投射光照相和阴极发光扫描电镜图像分析。锆石的阴极发光图像在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针室完成。锆石SHRIMP U-Pb分析在中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心的SHRIMP-Ⅱ上完成，采用标准流程进行测试，详细的实验流程和原理见参考文献[44-45]。分析时一次离子为4.5 nA，10 kV的O-2，束斑25～30 μm。数据处理采用Ludwig的SQUID1.02及ISOPLOT程序[46]。普通铅根据实验测的204Pb进行校正，同位素比值误差为1σ。年龄计算采用IUGS(1997)推荐值。

3 CL图像分析及测试结果

具有复杂地质演化的地区， 岩石中锆石往往具有复杂的内部结构特征[47]，记载着复杂的演化历史[48]。因此，对锆石内部结构分析是合理解释所测年龄的依据。目前， 阴极发光(CL)图像是揭示锆石内部结构的有效手段[49]。由于235U和238U的半衰期及丰度存在差异，导致在放射性成因组分积累较少的年轻锆石中，放射性成因207Pb的丰度比放射性成因206Pb的丰度约低一个数量级[50]，对于年龄较轻(<1 Ga)的锆石，采用206Pb/238U年龄更加准确[51-52]。本文所测定的花岗岩主要形成于中生代，因此，采用206Pb/238U年龄进行加权平均值计算。

样品Ym132中的锆石多为浅黄色或无色，透明-半透明，柱状或长柱状，晶体自形程度较好。颗粒较大，长度多为100～300 μm，宽为80～150 μm，长宽比为1.5∶1～4.5∶1。阴极发光电子(CL)图像显示，大部分锆石为无核具韵律震荡环带结构(图3a)，反映被测锆石为典型的岩浆结晶锆石[18]，且没有发生显著的Pb丢失[53]。少数锆石(如测点2.1，3.1)具有弱核-边结构，核部呈现明显的港湾状溶蚀结构(图3a)，颜色较深，显示弱CL特征，其可能是来自围岩的捕虏晶或原岩中的残留锆石，边部具清晰的韵律环带结构，揭示岩浆成因特征。选择具韵律环带的岩浆锆石，进行了14个点的定年分析，这些点w(Th)为(327～1 084)×10-6，w(U)为(633～1 742)×10-6，Th/U值为0.41～0.71(表2)。大部分数据点都位于谐和线上或附近(图3b)，获得的谐和年龄值集中在210～223 Ma，对其进行加权平均值计算，获得加权平均年龄为(215.9±1.9) Ma(MSWD=1.4)，属于印支晚期，代表了岩体的形成年龄。

样品Ym134中的锆石多为浅黄色或无色，透明-半透明，自形或半自形长柱状。颗粒长度多为100～250 μm，宽为50～150 μm，长宽比为2∶1～4.5∶1。阴极发光电子(CL)图像(图3c)显示，该样品的锆石显示3种不同的结构特征：无核结构，核-边双层结构和核-幔-边3层结构。前2类锆石边部均显示强烈振荡韵律环带的结构面貌，揭示典型岩浆成因锆石特征。具核-幔-边结构锆石以被测点13.1最为典型，锆石边部表现出类似岩浆锆石的CL特征，幔部CL较弱，颜色较深，核部具明显的港湾状溶蚀结构，并显示出强CL特征，可能为捕虏晶锆石在岩浆作用时进一步生长，并在以后的地质作用中发生重结晶作用[13, 54]，这与后面该锆石有较大的年龄结果一致。幔部弱CL带代表了重结晶作用的前锋带[49]。对这个样品进行了16个点的定年分析，这些点的w(Th)为(72～1 348)×10-6，w(U)为(200～5 948)×10-6，Th/U值为0.12～1.12(表2)。除2个样品点(Ym134-10.1, 13.1)表现为801.0 Ma，471.6 Ma外，大部分数据点都位于谐和线上或附近(图3d)，获得的谐和年龄值集中在197.6～230.3 Ma。对照锆石的CL图像，样品点Ym134-10.1，13.1均刚好位于捕虏锆石的核部，801.0 Ma和471.6 Ma反映的是捕虏锆石的年龄。其余14点的谐和年龄主要集中在3个时间段：测自具核-边双层结构锆石核部的2个年龄值最老，分别为230.3 Ma和227.0 Ma；具核-边双层结构锆石边部及无核结构的锆石年龄明显集中在197.6～203.8 Ma和208.5～218.3 Ma 2个区间，加权平均年龄分别为(201.0±2.8) Ma(n=4, MSWD=0.96)和(212.2±2.1) Ma(n=8, MSWD=0.45)，均属印支晚期。从图3c来看，这2类锆石具有类似的CL图像特征而难以区分，但这2组年龄应该也不属于同一岩浆过程不同结晶阶段的产物，因为岩浆的冷凝凝固过程时间一般小于1.0 Ma[25]。这2类锆石可能分别代表了印支晚期不同幕次的岩浆活动。

图3 白马山和瓦屋塘花岗岩被测锆石阴极发光(CL)图像和锆石SHRIMP U-Pb年龄谐和图Fig.3 CL diagrams and zircon U-Pb Concordia diagrams of the Baimashan and Wawutang granites

样品Ym135中的锆石多为浅黄色或无色，透明-半透明，自形或半自形长柱状。颗粒长度多为100～450 μm，宽为80～150 μm，长宽比为1.5∶1～6∶1。阴极发光电子(CL)图像显示，该样品锆石主要为无核具强烈韵律震荡环带结构(图3e)，反映被测锆石为典型的岩浆结晶锆石。选择具韵律环带的岩浆锆石，进行了14个点的定年分析，这些点的w(Th)为(99～512)×10-6，w(U)为(631～4 191)×10-6，Th/U值为0.07～0.26，获得的谐和年龄值集中在210.4～222.4 Ma(表2)。12个数据点都位于谐和线上或附近(图3f)，2个数据点(6.1和11.1)水平地偏离谐和曲线，但其分布形式明显不同于Pb丢失引起的不谐和，且相关的锆石CL图像也显示清晰的韵律振荡环带结构(图3e)，表明锆石并没有发生明显的Pb丢失。这样数据的分布可能与207Pb的测定有关。幸运的是，207Pb的测定结果并不影响206Pb/238U的值[14]。对14个数据点进行加权平均值计算，获得加权平均年龄为 (217.7±1.8) Ma(MSWD=1.05)，属于印支晚期，代表了岩体的形成年龄。

4 岩石地球化学特征

关于白马山和瓦屋塘岩体的岩石地球化学特征，前人已做了详细的研究，积累了一批高质量的测试结果[13, 17-18]。综合前人测试结果[13, 17-18]，这2个岩体花岗岩的主量元素质量分数如下：w(SiO2)=66.43%～71.65%，w(Al2O3)=13.87%～16.18%，w(Na2O+K2O)=5.92%～6.99%，w(P2O5)=0.08%～0.17%，w(TiO2)=0.25%～0.58%，w(MgO)=0.64%～2.12%，w(TFeO)=1.92%～3.89%，w(CaO)=1.22%～3.66%。铝饱和指数A/CNK值为0.99～1.53，CIPW标准矿物C(刚玉)质量分数为0.21%～6.11%，显示了弱过铝-强过铝质花岗岩的特征。在NK/A(碱质指数)-A/CNK图解(图4a)上，数据点投影在亚碱过铝质花岗岩区；在ACF图解(图4b)上，数据点位于黑云母-斜长石-堇青石组合内，与壳源型过铝质花岗岩类似[55]。在微量元素组成上，这2个岩体的花岗岩显示富Rb，K，U，Th，Pb，Zr和Hf，而贫Sr，Ba，Nb，P的特征(图5a)，为低Ba-Sr花岗岩，与南岭东段强过铝质花岗岩相似[16]。Nb/Ta值为4.82～9.31，明显低于地壳平均值(12.22)[28]。低Nb/Ta值为地壳部分熔融作用的结果[56]，暗示花岗岩具壳源型岩浆的特征。稀土元素配分模式(图5b)上，w(∑REE)为(111.59～197.96)×10-6，负Eu异常显著(δEu=0.45～0.74)，轻稀土富集(La/Yb)N=13.26～33.97，与壳源花岗岩的稀土元素特征一致[57-58]。全岩Sr-Nd同位素测试结果显示[18]，岩体的(87Sr/86Sr)i值为0.718 306～0.727 348，εNd(t)值为-11.44～-10.73，与南岭东段强过铝质花岗岩类似(εNd(t)=-11.1～-10.6)[16]，这些测试结果进一步佐证了壳源的特征[24]。Nd模式年龄T2DM为1.9～2.0 Ga，与华夏地块古老的沉积变质基底的Nd模式年龄一致(1.8～2.2 Ga)[59]，暗示这2个岩体起源于华夏地块早元古代地壳物质的部分熔融。

5 讨论

5.1 白马山和瓦屋塘花岗岩形成年代及地质意义

白马山岩体4个超单元分别侵位于元古界-下古生界不同地层中。以往的研究主要采用K-Ar、锆石U-Pb等测年方法对龙潭、小沙江超单元的形成时代进行了测定，获得的年龄主要集中在243～221 Ma，209～203 Ma，177 Ma等年龄区间[11, 13, 17, 19, 28, 40]。笔者采用高精度SHRIMP 锆石U-Pb方法对龙潭超单元进行了重新定年，所获得的岩体主体年龄为(215.9±1.9) Ma和(212.2±2.1) Ma，与前人获得的结晶锆石年龄(216.2±1.6) Ma (ICP-MS锆石U-Pb法，罗志高等[19]； (217±2) Ma，SHRIMP锆石U-Pb法，Li等[11])基本吻合。具核-边双层结构锆石核部的年龄为230.3～227.0 Ma，与陈卫锋等[28]获得的白马山黑云母二长花岗岩及包体的核部年龄226.5～221.4 Ma基本一致；同时，笔者还获得了(201.0±2.8) Ma的岩浆锆石年龄，与陈卫锋等[28]获得的白马山花岗闪长岩及暗色包体的年龄209.2～203.2 Ma在误差范围内一致。综合前人[11, 13, 17, 19, 28, 40]及本次测试结果可知，白马山岩体印支晚期存在多期次幕式花岗质岩浆的侵入活动。瓦屋塘岩体形成年龄为(217.7±1.8) Ma，与白马山岩体龙潭超单元主体年龄基本一致，进一步反映了约215 Ma岩浆活动在华南大陆的广泛性。从形成年代来看，白马山和瓦屋塘岩体均为典型的印支晚期花岗岩。该期花岗岩在华南大陆呈面状广泛展布，如江西大富足岩体(217～226 Ma)[20]，龙源坝岩体(211 Ma)[22]，湖南歇马岩体(214 Ma)[26]，沩山岩体(210～218 Ma)[14, 26]，阳明山岩体(217～219 Ma)[28]，广东下庄、长沙岩体(225～228 Ma)[16]，福建小陶岩体(222 Ma)[34]等，它们的形成证实华南大陆印支晚期岩浆活动于210～225 Ma，达到岩浆活动的峰期[14]。

5.2 白马山和瓦屋塘花岗岩的源区性质及地球动力学背景探讨

现有的主、微量、稀土和Sr-Nd同位素等地球化学资料为探讨白马山和瓦屋塘花岗岩的源区性质提供了有力约束[13, 17-18]。前已述及，微量元素和Sr-Nd同位素特征显示这2个花岗岩体具壳源花岗岩的特征，表明其源岩为富铝的地壳。据陈卫峰等[18]地球化学测试结果，这2个花岗岩体的CaO/Na2O值(质量分数之比)为0.38～1.24，与砂屑质岩的值接近(CaO/Na2O>0.3)[60]，暗示它们的源岩为成熟度较低的砂屑质岩。结合Al2O3/(MgO+TFeO)-CaO/(MgO+TFeO)图解及Nd模式年龄(1.9～2.0 Ga)[18]，可推测它们主要源于早元古代变质杂砂岩的部分熔融。另外，在花岗岩构造环境判别图解中，这2个花岗岩体的投影点大多聚集在碰撞晚期或后碰撞花岗岩区[18]，反映它们为典型的碰撞晚期或后碰撞花岗岩。关于后碰撞花岗岩成因的地球动力学背景的判别，还应综合考虑华南大陆中生代大地构造过程及印支运动的影响。

图4 白马山和瓦屋塘花岗岩的主要元素图解Fig.4 Diagrams showing the major elements of the Baimashan and Wawutang granites

图5 白马山花岗岩微量元素(a)和稀土元素(b)配分图解Fig. 5 Trace element spider diagram (a) and chondrite-normalized REE patterns(b) for the Baimashan granite

区域构造位置上，华南大陆地处秦岭-大别和松马2条印支期缝合带之间，印支运动对其中生代大地构造演化影响深刻。研究表明，华南大陆印支运动形成的褶皱构造线方向为近W-E向[1, 61-62]，指示印支期主挤压应力方向为近南北向。结合区域大地构造背景分析，笔者认为华南大陆印支期构造变形的动力源于南北陆缘强烈的俯冲/碰撞造山作用，这一观点可从近几年的研究成果得到证实。华南大陆北缘扬子陆块与秦岭-大别-苏鲁造山带于印支早期(240～220 Ma)发生深俯冲/碰撞作用，导致大别-苏鲁超高压变质带形成[63-65]。南缘印支陆块于258～243 Ma在越南北部与华南陆块发生拼合碰撞，这一过程在越南北部Song Chay Massif、Day Nui Con Voi地块，中部的Truong Son带、Da Nang-Khe Sanh和Kontum地块均有记录[4, 66-69]。南北陆缘碰撞峰期时代存在先后，北缘(240～220 Ma)滞后南缘(258～243 Ma)为18～23 Ma，可能与印支板块与华南大陆碰撞后引发的应力由南向北逐步传播有关[14, 18, 28]。陆缘碰撞造山作用造成应力在华南内陆不断聚集，诱发了华南大陆强烈的陆内造山作用[1]，导致盖层广泛褶皱或冲断及基底强烈韧性剪切变形，从而形成糜棱岩带或韧性剪切带，如浙江龙泉糜棱岩带(230～237 Ma，白云母和金云母40Ar/39Ar)[70]，海南公爱、戈枕和冲卒岭韧性剪切带(227～250 Ma，白云母40Ar/39Ar)[71]，广东泗轮、分界南和永定桥糜棱岩带(229～255 Ma，白云母40Ar/39Ar)[72]，信宜和高州糜棱岩带(222～230 Ma，黑云母40Ar/39Ar)[73]，长江以北滁县三界蓝片岩带(245 Ma，白云母40Ar/39Ar)[74]。这些构造带的剪切变形年龄将华南内陆印支运动主造山-变形变质作用的时代进一步限定为255～220 Ma。受南北陆缘挤压作用的影响，华南大陆地壳明显缩短加厚，局部地区(南岭)地壳加厚至≤50 km[12, 16]。王岳军等[15]通过构建的地质模型，证实陆壳叠置加厚作用为控制湖南印支期构造-岩浆作用形成的主导因素，这一理论合理解释了华南大陆印支早期(259～230 Ma)强过铝质花岗岩的形成。同时，值得注意的是，地壳在加厚10～20 Ma的时间间隔内发生热-应力松弛作用，从而导致地壳伸展减薄、减压熔融，形成花岗质岩浆[75]。十万大山盆地的研究证实,华南大陆在早-中三叠世处于挤压构造背景，而在晚三叠世则进入应力伸展阶段[76]，这一转换进一步佐证了碰撞造山后的地壳热-应力松弛作用的存在。在华南大陆，发生在印支运动碰撞结束后的热-应力松弛作用，导致早-中元古代沉积变质岩系部分熔融，从而形成了遍布的以弱过铝质或准铝质为典型特征的印支晚期(230～200 Ma)后碰撞花岗岩(表1)。另外，湖南境内存在小规模印支晚期基性岩体，如桃江岩体、道县辉长岩包体[14, 77]，其代表了热-应力松弛阶段局部发生的玄武质岩浆底侵作用。白马山及瓦屋塘黑云母二长花岗岩形成时代为230～201 Ma，滞后于华南大陆印支运动主造山-变形变质时代(255～220 Ma)约20 Ma。从这个意义上，它们形成于印支运动主碰撞造山结束后大陆地壳伸展-减薄构造背景下，为应力松弛阶段加厚的地壳减压熔融作用的产物。

6 结论

1)湖南白马山龙潭超单元和瓦屋塘岩体均由黑云母二长花岗岩构成。锆石的CL图像分析表明，大部分锆石内部结构较为简单，呈无核具强烈韵律震荡环带结构，为岩浆成因锆石，少部分锆石具核-边或核-幔-边结构。

2)锆石SHRIMP U-Pb定年结果显示，龙潭超单元2个黑云母二长花岗岩样品的年龄值为(215.9±1.9) Ma和(212.2±2.1) Ma，获得的锆石核部谐和年龄为230.3～227.0 Ma，均属印支晚期，表明白马山岩体印支晚期存在多期次花岗质岩浆活动。瓦屋塘黑云母二长花岗岩形成于(217.7±1.8) Ma。这2个岩体的形成反映了约215 Ma岩浆活动在华南大陆的广泛性，同时进一步佐证了印支晚期岩浆活动于210～225 Ma达到岩浆活动的峰期。

3)地球化学特征显示它们为弱过铝-强过铝质花岗岩，且具壳源型后碰撞花岗岩的特征，源于后碰撞或碰撞晚期早元古代变质杂砂岩的部分熔融。综合考虑华南大陆中生代大地构造过程及印支运动的影响，白马山和瓦屋塘岩体形成于印支运动主碰撞造山(255～220 Ma)结束后约20 Ma的热-应力松弛阶段，为陆壳伸展-减薄构造背景下加厚的地壳减压熔融作用的产物。

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SHRIMP U-Pb Dating of Zircons from the Baimashan Longtan Super-Unit and Wawutang Granites in Hunan Province and Its Geological Implication

Li Jianhua1, Zhang Yueqiao1, Xu Xianbing2, Li Hailong1, Dong Shuwen3, Li Tingdong3

1.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China2.FacultyofEarthSciences,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China3.ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China

In this study, internal structures of zircons from the Baimashan and Wawutang biotite monzogranite plutons are analyzed by the CL technology, and reliable ages of zircons are dated by the SHRIMP U-Pb method. Two samples from the Baimashan Longtan super-unit yield weighted mean206Pb/238U ages of (215.9±1.9) Ma and (212.2±2.1) Ma, respectively. Moreover, several zircons exhibit core-rim textures, in which the zircon cores yield older ages of 230.3-227.0 Ma, and the zircon rims yield younger mean206Pb/238U age of (201.0±2.8)Ma. These data suggest that the Baibashan biotite monzogranite was generated by multi-phase magmatic intrusions. One biotite monzogranite sample from the Wawutang granite yields a weighted mean206Pb/238U age of (217.7±1.8) Ma. These geochronological data provide new evidences for the conclusion that there occurred a peak magmatism (210-225 Ma) in South China during the late stage of the Indosinian orogeny. Geochemical studies indicate that the Baimashan and Wawutang plutons are typical post-orogenic crust-sourced peraluminous granites, resulted from partial melting of the Paleoproterozic metamorphic greywacke. These data allow us to infer that the two plutons were formed after the Early Triassic collision along the Songma and Qingling-Dabie sutures, associated with the parting melting of the thickened crust in the post orogenic extensional setting.

Baimashan; Wawutang; SHRIMP U-Pb dating of zircon; Indosinian granite; crustal extension; Hunan Province

10.13278/j.cnki.jjuese.201401113.

2013-08-12

财政部“深部探测技术与实验研究”专项之子课题(Sinoprobe-08-01)；国家自然科学基金项目(41172184)

李建华(1985-)，男，博士，主要从事构造地质学及地质年代学研究，E-mail:lijianhua0301@126.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401113

P597.1

A

李建华，张岳桥，徐先兵，等.湖南白马山龙潭超单元、瓦屋塘花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(1):158-175.

Li Jianhua, Zhang Yueqiao, Xu Xianbing,et al.SHRIMP U-Pb Dating of Zircons from the Baimashan Longtan Super-Unit and Wawutang Granites in Hunan Province and Its Geological Implication.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):158-175.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401113.