淡淡默默淡淡
地貌研究是以地貌演化为线索展开的(Chorley et al.,1964)。以地貌的演化模式而言,可分为两派:一是以Davis,Penck和King为代表的学者认为,地貌演化按一定的演化序列进行,按地貌组合变化可以划分不同的发育演化阶段,代表著作有《河流发育循环》和《地貌循环》,提出了著名的“侵蚀循环”理论,成为近代地貌学的理论核心;二是以Hack为代表的另一些学者则认为整个陆地表面是自我调整和自我适应的过程,当一个因素改变,其他因素通过自我调整实现动态平衡,物质和能量的变化不会导致总体地貌形态的改变,即“稳定平衡”理论。
以地貌学的研究手段而言,研究初期受到客观条件和认识水平的限制,研究多停留在描述性的感知认识上,但这些通过地貌考察得到的结论可为定量方法提供理论指导。近年来,地球科学的新思维和科学技术的进步,地貌研究中引入了遥感技术和定量计算方法,通过山体隆升剥蚀幅度和速率的计算,将动力的侵蚀、搬运和堆积数量化(李琼,2008;傅建利,2009;琚存勇,2009;姜勇彪,2010;崔之久等,2007;袁万明等,2011)。这是地貌学的发展方向之一,也是一门学科走向成熟的标志。
以地貌学的研究对象而言,主要集中在三大的地貌类型:丹霞地貌、喀斯特地貌和花岗岩地貌。丹霞地貌是中国走向世界的“民族品牌”,我国以丹霞地貌为主体的地质公园数量众多。2010年8月江西龙虎山、广东丹霞山、湖南崀山、浙江江郎山、福建泰宁、贵州赤水等六处地质公园共同捆绑,用“中国丹霞”的名称成功申报为中国第八个世界自然遗产。由于得天独厚的因素,中国学者对丹霞地貌的研究居于世界领先地位。花岗岩地貌是世界上最重要的地学旅游资源,中国是世界上花岗岩景区最多的国家,具有类型多、美学价值高、特征突出等特点。在全球七个花岗岩类地貌世界地质公园中,中国独占六处。2006年7月,在江西三清山召开了第一届国际花岗岩地质和地貌景观会议,国内外100多名花岗岩地质地貌专家参加,并出版了论文专辑,成立了花岗岩景观研究中心。可以说,中国是全球花岗岩地貌研究中不可或缺的重要成员。
花岗岩地貌的分类是地貌学家经常讨论但难以达成共识的热点之一。在众多花岗岩地质地貌景区中,具有景观各异、成因多样、分类众多等突出特点。
早在20世纪60年代,我国著名地貌学家曾昭璇先生在《岩石地形学》一书中,划分了高山花岗岩地形、热带花岗岩地形、干燥区花岗岩地形、石蛋地形和冲沟地形等五种类型(注:此处地形等同于地貌)。
有的学者按成因的主导因素将花岗岩山体划分为五类:湿润区中高山花岗岩水蚀型地貌、湿润区低山丘陵花岗岩侵蚀-堆积型地貌、干旱区花岗岩风蚀型地貌、高寒区花岗岩冰雪剥蚀型地貌、海岸区花岗岩海蚀地貌(卢云亭,2007)。在这一方案中,三清山属于湿润区中高山花岗岩水蚀型地貌类型。
有的学者从旅游服务的角度提出了花岗岩旅游地貌的分类方案,共11 类:(高山)尖峰花岗岩地貌,(高山)断壁悬崖花岗岩地貌,(低山)圆丘(巨丘)花岗岩地貌,石蛋花岗岩地貌,(低丘)花岗岩石柱群地貌,(低山)塔峰花岗岩地貌,崩塌叠石花岗岩地貌,海蚀崖、柱、穴花岗岩地貌,风蚀蜂窝花岗岩地貌,犬齿状岭脊花岗岩地貌,圆顶峰长岭脊花岗岩地貌(陈安泽,2007)。在这一方案中,三清山属于(高山)尖峰花岗岩地貌类型。
有的学者从风化剥蚀作用的角度把花岗岩地貌分为四大类:化学风化壳类、化学风化壳剥露类、化学风化+抬升下切类、物理风化剥蚀类;又进一步分成八个亚类:侵蚀丘陵沟谷型、露突岩型、中小露突岩型、中小凹地型、残留石蛋-独立巨峰型、抬升下切巨峰型、寒冻剥蚀型、风化-风蚀型(崔之久等,2007)。崔之久先生把三清山划入化学风化+抬升下切类。
《Granite Landscapes of the World》(Migon,2006)提出了与世界花岗岩景观可对应的8种主要地貌成因类型的分类方案,包括节理谷、多重凹陷、平原和低山、平原、多重凹陷、陡坡、切割高原,各种类型之间相互演化,见图1.1。Migon认为,有些花岗岩地形可以兼有不同地貌成因类型的因素,因此虽然不能将三清山完全对应于某种地形,但三清山山体形态确实代表了“陡坡”(all-slopes)地形,同时还具有“切割高原”和“节理谷”地形的特点。
根据Twidale(1982)和Campbell(1997)的划分方案,将花岗岩地貌划分为大型地貌和小型地貌:①大型地貌可划分为四类:巨石(boulder)、岛山(inselberg)、尖顶山(all-slopes topography)、花岗岩平原(granite plains)。巨石有核岩、碎砾、摇摆石和坡栖漂砾四个亚类;岛山包括残山、基岩残丘、城堡岛山三个亚类;尖顶山含四周倾斜山、峰林两个亚类;花岗岩平原含掩埋和剥露平原、刻蚀平原、山前侵蚀平原、准平原、阶梯状平原等五个亚类。②小型地貌可划分为四类:缓倾斜地貌(gentle slopes)、陡倾斜地貌(steep slopes)、洞穴和蜂窝穴(caves and tafoni)、碎裂石(cracked blocks)。缓倾斜地貌含岩盆、蘑菇石、岩环、浅沟四个亚类,陡倾斜地貌分喇叭型倾斜、底部侵蚀倾斜、浪蚀台地、崖麓凹陷、山麓角、槽沟六个亚类,洞穴和蜂窝穴分为洞穴和蜂窝穴两个亚类,碎裂岩包含分裂岩、片状岩、多边型碎裂岩、位移块四个亚类。
图1.1 花岗岩景观演化路线图
(据Migon,2006)
还有学者建议依照一定的标准进行分类,通过对比研究建立花岗岩景观系列中的标准型式(杨明桂等,2009;尹国胜等,2007),类似地层学标准剖面的金钉子。
花岗岩地貌的发育机制是花岗岩地貌的研究重点。地貌的经典定义是“地貌系地球内外营力共同作用于地表的结果”。基于此形成了气候地貌学和构造地貌学两大分支,很多教科书也是沿这个思路编写的(杨景春等,2005;张根寿,2005;高抒等,2006)。但值得注意的是,这个定义中忽视了地貌的物质组成——岩石应有的地位。曾昭璇(1960)认为“地貌是岩性、动力相互作用的发育阶段表现”。综上所述,花岗岩地貌主要受构造、岩石、气候等因素的影响,这与其他类型的岩石地貌成因控制因素并无太大差异,花岗岩地貌发育的三大控制因素也得到多数地貌学者的认同(Campbell,1997;尹国胜,2007;浦庆余,2007;魏罕蓉等,2007;董传万等,2007)。到具体的地貌景观区,只不过是再加上时间和空间的维度,具体情况具体分析。既然花岗岩是形成花岗岩地貌的基础,这里不得不提一下花岗岩(类)的研究进展。这也是花岗岩地质地貌相互交叉的具体体现。
花岗岩类一直是地质工作者的重要研究对象之一,对其认识也取得了重要的进展,主要可以划分为以下几个主要阶段。
第一阶段是Chappell ＆White(1974)按物质来源,将花岗岩划分为I型和S型,中国学者徐克勤则把花岗岩划分为陆壳改造型、同熔型和幔源型三种类型,揭开了花岗岩源岩研究的序幕;
第二阶段是Pitcher(1979,1983,1997)把花岗岩类的成因类型和构造环境相结合,提出了A型花岗岩的划分,花岗岩的研究深入到岩体形成构造环境的探讨阶段;
第三阶段是美国大陆动力学计划(NSF,1993)提出花岗岩实际上是大陆生长过程的产物,是壳幔相互作用的过程,中国学者也认为壳-幔相互作用,特别是下地壳、岩石圈地幔/软流圈系统相互作用对花岗岩的成因有重要的控制作用(洪大卫,1994,2000;莫宣学,2002;王德滋等,1999;王涛,2000;邓晋福等,1996;吴福元,1997;肖庆辉等,2002),从而开启了从软流圈地幔物质向地壳输送的新视角研究花岗岩形成与大陆生长关系的新阶段。
中国学者通过大量的工作,基本查清了我国花岗岩类的时序和空间分布规律,具有如下的一些特点。
第一,时代上,花岗质岩浆活动时代漫长,从太古宙到新生代呈多幕式旋回侵入,以中生代为最高潮。前寒武纪出露的花岗岩面积占11%,古生代占37%,中生代占40%,新生代占12%(张德全,2002)。每个花岗岩带都由多个时代的花岗岩组成。如南岭花岗岩带,从元古宙开始活动,历经古生代、中生代的三叠纪,到侏罗纪、白垩纪达到高潮。北方的天山—内蒙古—大兴安岭花岗岩带,从元古宙开始活动,早古生代到晚古生代达到高潮,至白垩纪还有微弱岩浆活动。甚至在这一个大型的岩基内也出现多旋回演化的特点,万洋山—诸广山花岗岩基就是一个多时代复式岩体(洪大卫,2007)。
第二,空间上,中国是世界上花岗岩类分布最广泛的国家之一,面积达86×104km2,占陆地国土面积的9%。以秦岭-昆仑山以北,主要出露太古宙至晚古生代的花岗岩;以大兴安岭—太行山—武陵山一线以东和西南三江地区主要发育中生代的花岗岩;西藏和滇西地区发育有新生代花岗岩;以贺兰山—龙门山一线为界,东、西部花岗岩的空间展布具有明显差异。西部的花岗岩呈明显的带状分布,受板块俯冲、碰撞作用的控制,发育于刚性地块之间的结合带。东部以面状分布为主,受伸展构造控制,发育于板内构造环境(洪大卫,2007)。广东、福建、广西、江西、湖南5 省区的出露面积最大,前两者花岗岩面积占全国的30%～40%,后三者占10%～20%(崔之久,2007)。所谓“世界的花岗岩看中国,中国的花岗岩看东部”。
第三,岩性上,中国花岗岩类岩石的成分从太古宙到新生代由偏基性向偏酸性、偏碱性的方向演化。根据对750个较大面积花岗岩体6080 件样品768 件组合样的加权统计,SiO2、K2O含量有增高的趋势,Al2O3、MgO、CaO、TFeO含量有降低的趋势(史长义等,2007),同地壳在垂向上由硅镁质逐渐向硅铝质转化的趋势一致(程裕淇,1994),这可能代表了地壳物质组成的演化规律。
第四,从与构造环境关系的角度看,不同的构造环境常常有不同花岗岩类的组合。有的花岗岩是同板块俯冲碰撞作用有关,有的花岗岩是形成于碰撞之后的板内环境,相应地,花岗岩类的组合也不同。如南岭中生代花岗岩是二长花岗岩—钾长花岗岩—二云母花岗岩—花岗闪长岩组合,华北地台的中生代花岗岩是闪长岩—石英闪长岩—花岗闪长岩花岗岩—石英二长岩组合,喜马拉雅带是白云母花岗岩—电气石花岗岩组合,冈底斯带是花岗岩—花岗闪长岩组合。岩石组合不同决定了它们的岩石化学、地球化学性质也有显著差异(史长义等,2007)。同时,由于同一地区在不同的时期有不同的构造环境,往往出现不同类型花岗岩的重叠、交错和转换的现象。如中国东南沿海地区,白垩纪时由于太平洋板块的俯冲,形成闽浙沿海一带的I型花岗岩。之后构造环境从挤压转化为拉张环境,形成A型花岗岩,两种花岗岩在空间上紧密共生在一起(洪大卫等,2007)。
赣东北地区的地质调查和地质研究工作始于20世纪30年代。这里回顾一下赣东北地区地质和三清山地貌的研究历史。
1939年,老一辈地质学家刘辉泗在玉山县—贵溪市一带开展1∶25万地质调查工作,首次在本区建立了地层系统,并对岩浆岩、火山岩作了初步研究。自1954年以来,地质、冶金、建材系统所属地质队以及科研、院校等单位对本区开展了较为系统的地质矿产调查和科学研究工作。
1954—1959年,地矿部中南地质局409队对德兴铜厂、朱砂红等地进了踏勘和勘探,发现并探明了德兴超大型斑岩铜矿。
1975—1978年,江西省地质局组织了德兴铜矿大会战,新增铜储量350×104t,并对斑岩铜矿进行了系统的总结和研究,1983年,朱训等出版了《德兴铜矿》专著。
1959—1980年,北京地质学院、浙江区测队、江西省区测队开展了上饶市幅1∶20万区域地质调查,基本建立了测区的地层层序、岩浆岩活动顺序和区域构造格架,积累了丰富的基础地质资料。
1976—1981年,江西省水文地质工程地质大队开展了上饶市幅1∶20万水文地质普查工作,初步查明工作区水文地质、工程地质条件和地下水资源状况。
1983—1988年,赣东北地质大队开展了紫湖口幅、玉山县幅、古城幅1∶5万地质矿产调查,对三清山花岗岩侵位机制、形成时代进行研究。
1993年,江西省城乡规划设计研究院编制了《三清山风景名胜区总体规划》;2000年,三清山管理委员会邀请同济大学风景科学研究所,进行了《三清山风景名胜区总体规划》的修编工作;2003年1月—2004年3月,江西省城乡规划设计研究院对《三清山风景名胜区总体规划》进行了再次修编,为三清山的开发与保护提供了科学的依据。
2000—2002年,江西省地质调查研究院进行了上饶市幅1∶25万区域地质调查,根据同源岩浆演化序列,将三清山花岗岩划归为怀玉山构造岩浆小区,建立了岩石谱系单位系统,进一步提高了三清山的地质科学研究程度。
1985年7月—1986年8月,江西省地质调查研究院对三清山开展了专项旅游地质调查。
1999—2003年,江西省地质调查研究院在进行江西省地质遗迹调查工作期间,对三清山花岗岩峰林地貌进行了概略调查和评价。
2002—2004年,南昌大学与江西师范大学的学者与三清山管委会合作完成了《三清山志》的编篡,系统研究了跨越1921个年度,从西晋太康四年(即公元283年)至2004年上半年有关三清山的历史资料。重点突出了旅游资源、自然地理及历史文化遗产等方面的研究。
2005—2006年,江西省人民政府组织不同专业学科的专家和聘请了国内外地质科学顾问,对三清山自然遗产进行研究,侧重于生物学和生态学的研究,并开展了三清山自然遗产科学价值的国际对比研究,著名生态学家林英(1986)曾指出,江西是东亚-北美植物区系中中国植物区系的一个重要发源中心,是这些植物在中国的核心分布区。
2005—2006年,中国地质科学院、江西省地质调查研究院等单位对三清山地质公园内的地质遗迹景观进行了比较全面的调查和初步研究,并提出了“三清山式”花岗岩景观的概念。
应该说三清山所在区域的地质研究程度很高,成果也很多(陈思本等,1986;邓国辉等,2005;李献华等,1994,李献华,2000;陆松年,1998;马长信,1991;王一先等,1999;邢凤鸣等,1992;徐备,1990;徐备等,1989,1992;赵建新等,1995;赵崇贺等,1997;曾勇等,2002;周国庆,1991),归纳起来,最重要的成果有三个:德兴铜矿的发现;赣东北深大断裂带规模、延伸和成因的研究;赣东北中新元古代蛇绿混杂岩带的发现。可以看出,对赣东北的研究多集中在该地区前寒武纪的古造山带及其构造格架、古老变质岩及其年代学、元古宙蛇绿岩混杂岩带及其地质意义。赣东北与成矿作用相关的花岗岩也是研究热点之一(朱训,1983;杨明桂等,2004;金章东等,2007;芮宗瑶等,1984;王强等,2007;袁忠信,1988)。但对三清山景区花岗岩进行的科学定量研究不多,相关文献也多为三清山地学旅游资源的介绍或花岗岩景观的描述(刘细元等,2005,2006;杨明桂等,2007)。三清山是花岗岩微地貌的天然博物馆,记录了地球中生代以来地壳的演化历史,在成山成景机理上,传统上都解释为内动力使地壳不断隆升,外动力沿节理裂隙不断风化剥蚀塑造成各种惟妙惟肖的微型景观。但与作为物质基础的花岗岩本身有何关系?在中国东部岩石圈减薄作为一个被公认科学认识的前提下,中国东部众多花岗岩山体的形成与中国东部岩石圈减薄有何关系?是形成于挤压环境还是拉张环境?三清山山体隆升与剥蚀过程的有哪些特点?与处于同一造山带,具有相同岩石类型和地貌类型的黄山相比,三清山是否具有相同的隆升和剥蚀过程?
陈安泽先生曾指出:花岗岩专家不研究花岗岩地貌,而地貌学家则对花岗岩岩石学知之甚少,对花岗岩地貌与地质的关系也无法解释,这种把地质地貌分成两张皮的做法是不可取的。地貌学家要懂得地质学的基础知识和前沿研究领域,地质公园的研究者也应明白地质公园只是研究的载体,研究的内容可以是岩石学、地貌学、地球化学、地球物理和构造学,等等。花岗岩地貌是研究地质演化过程的重要证据(陈安泽,2007),因为地貌包含着过去地质历史时期里环境变化的相关信息,有助于了解地球环境变化的历史,更重要的是还可以为预测未来变化的方向和趋势提供科学依据(李琼,2008)。前苏联地貌学家马尔科夫(1948)就研究了地貌过程中的岩浆运动。在第一届国际花岗岩地质地貌研讨会论文专辑(《地质论评》,第53卷,增刊)中就有洪大卫、肖庆辉、张招崇、罗照华等岩石学家发表的论文,这是一个好的开端,有助于地貌和岩石工作者的讨论交流。但总体而言,花岗岩地貌在研究地质演化历史上没有得到应有的重视。正是基于这样的考虑,本专著将研究三清山的岩石地球化学,三清山山体隆升剥蚀的低温年代学约束,三清山的地貌特征和成因机制等几个方面的内容。
一吉一吉
赵凤清金文山甘晓春
（天津地质矿产研究所，天津300170）
孙大中
（中国科学院广州地球化学研究所，广州510640）
摘要宁德—湖口断面东起福建省宁德市，西至江西省湖口市，穿越了华夏地块和扬子地块东南缘。华夏地块出露的最老的结晶基底为2400～2000Ma古元古代岩石，扬子地块最老的结晶基底为2200～2000Ma的古元古代岩石。这些基底岩石已遭受角闪岩相（华夏地块）或高绿片岩相—低角闪岩相（扬子地块东南缘）变质作用的改造，大体代表了断面穿越两地块的中地壳特征。火成岩的tDM和火成岩中捕获和/或继承锆石年龄变化于2750～2500Ma，有些达3100Ma，揭示了下地壳的年龄信息。华夏地块的大量花岗质岩石为S型且具负的εNd值，表明下地壳物质组成主体为长英质成分。华夏地块加里东期花岗质岩石的εNd值为—11～—8，而燕山期花岗质岩石的εNd为—6～—1，显示出随着时代的演化，华夏地块下地壳的物质组成由“富花岗质”（富集型）向“贫花岗质”（贫瘠型）方向演化，这主要是受地壳分异作用以及地幔物质添加作用的影响。扬子地块东南缘的花岗质岩石和酸性火山岩虽然主体仍以过铝S型为主，但其εNd值变化于—6～＋4之间，表明扬子地块的下地壳有较多的地幔物质加入，造成其下地壳的成分成熟度低于华夏地块。
关键词宁德—湖口断面下地壳的成分和时代华夏地块扬子地块tDM捕获锆石年龄
1引言
探讨大陆下地壳的时代和物质组成是一项十分艰难的研究工作，这主要是由于大陆地壳的形成具有十分复杂的历史和过程，同时人们也缺乏对深部地壳不均匀性的深入了解。近些年来在探讨下地壳信息方面已做了较多的尝试，如地震反射和衍射方法[4,14]、岩浆岩的深源包体的研究[12,13]以及对出露的深部地壳剖面的研究[1,2]。下地壳的物质组成和结构并不是一成不变的，往往随时代演化发生很大变化，那么怎样才能描绘这一动力学过程呢？地球化学，尤其是同位素地球化学，可以用作一种探针来剖析这个过程。本文主要通过地质、地球化学和地质年代学的综合研究来探讨宁德—湖口断面下地壳的性质。
2宁德—湖口地学断面的地震波速结构
近些年来，华南已相继完成了宁德—湖口[15]、温州—屯溪[18]、泉州—黑水[11]数条地学断面（图1），其中宁德—湖口断面东起福建的宁德，经政和、崇安、乐平，至江西的湖口，穿越了华夏地块和扬子地块两大构造单元。地震波速结构揭示出断面走廊的地壳厚度约为30km，可划分出上、中、下地壳，界限约在10km和20km。上地壳的Vp为4.6～6.0km/s，密度为2.67～2.75g/cm3，主要由沉积岩、花岗质岩石和板岩、千枚岩之类的变质岩石组成。中地壳Vp由6.06km/s到6.25km/s，密度由2.79g/cm3到2.85g/cm3，主要由角闪岩相变质的岩石组成，其中在断面的东端（政和以东）在14km至17km深度之间，存在低速层（Vp≈5.9km/s），很可能属滑脱构造层性质。下地壳的Vp为6.30～7.15km/s，和长英质—镁铁质麻粒岩的Vp一致。下地壳的上部Vp≤7.0km/s，和酸性—中性麻粒岩的Vp吻合[14]，下地壳的底部Vp>7.0km/s，表明其成分偏镁铁质成分，指示有较强烈的地幔物质添加。
图1华南构造格架及地学断面位置略图
断面1、2、3分别代表温州—屯溪、宁德—湖口和泉州—黑水断面
3断面走廊的变质基底
华夏地块的变质基底包括了三大构造层（图2）：古元古代的麻源群、中元古代的马面山群和新元古代—早古生代的长汀超群（或称之为长汀浅变质岩系）。
图2宁德—湖口地学断面走廊地质略图，主要表示变质基底的分布及特点
1—古元古代地层；2—中元古代地层；3—新元古代地层；4—新元古代—早古生代地层；5—寒武纪—白垩纪地层；6—第四纪；7—花岗质岩石
麻源群主要由黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、石榴云母片岩、云母石英片岩、夹斜长角闪岩和大理岩。这套岩石已遭受角闪岩相变质作用的改造，其p=400～650MPa,T=550～680℃[7]，表明其埋深大致由16km至24km。麻源群上部的岩石流体包裹体以H2O为主，而下部则主要为CO2+H2O。麻源群地层至少遭受四期变形，前两期为韧性—塑性流变机制共轴叠加的平卧（或等斜）褶皱，大量的颗粒锆石U-Pb测年数据表明其时代为2400～2000Ma[3]。
马面山群与麻源群多呈构造接触关系，主要由变质的双峰式细碧—角斑岩（岩性为绿帘斜长角闪岩和钠长变粒岩）、十字石榴云母片岩、云母石英片岩、大理岩和石英岩。这套地层已遭受高绿片岩相—低角闪岩相变质作用的改造。同位素年龄值显示马面山群成岩时代为1400～1000Ma。
长汀超群呈构造关系和麻源群接触，为一套绿片岩相变质的岩石组合，下部岩性为斜长云母石英片岩、石英黑云片岩，上部为浅变质的粉砂岩、长石石英砂岩、板岩、千枚岩和杂砂岩。
综上所述，麻源岩的岩石组合大致反映了宁德—湖口断面东段华夏地块的中地壳的特点，长汀超群可能代表上地壳褶皱基底的特点，马面山群分布比较局限，从特点上看可能处于中地壳和上地壳的过渡带。
在扬子地块的东南缘，变质基底包括古元古代的星子群和中元古代的双桥山群（图2）。星子群出露于庐山附近，主要由十字石榴黑云片岩、石榴云母片岩、云母石英片岩和黑云斜长变粒岩组成，夹有斜长角闪岩、石英岩和不纯大理岩。岩石的变质程度为高绿片岩相—低角闪岩相，其T=530～600℃，p=400～570MPa，估计埋深大约在15～20km，由此推测星子群岩石组合反映了扬子地块东南块东南缘中地壳的特点。颗粒锆石U-Pb年龄表明其时代为2200～2000Ma。
双桥山群和星子群呈构造接触，主要由绢云母板岩、千枚状板岩、变质粉砂岩、杂砂岩和凝灰质板岩为主，夹有双峰式细碧角斑岩建造，岩石主体遭受低绿片岩相变质，局部达高绿片岩相，年龄为1700（?）～1000Ma。
4断面的下地壳时代
沿断面走廊未见麻粒岩地体出露，因此下地壳的时代主要依靠Nd的模式年龄（tDM）和火成岩的捕获锆石年龄进行示踪研究。锆石是一种硅酸岩矿物，从理论上它应从SiO2饱和—过饱和岩浆中结晶，因此岩浆岩中捕获/或继承锆石时代揭示出深部长英质基底的时代信息。基性岩的tDM可以用来粗略估计“早期造壳时代（early crust formation age）”，而长英质火成岩的tDM可以解释为源岩的地壳滞留年龄（residence age）。
4.1华夏地块下地壳的时代
前人对该区火成岩的同位素测年工作已发现一些大于2500Ma的年龄，朱玉磷（1985）发表的新桥花岗闪长岩的微量锆石U-Pb年龄为2713Ma，尔后，又相继报道了一些老的U-Pb年龄信息：汤湖花岗岩年龄2516Ma[9]，清湖岩体2642Ma[10]，德化花岗岩3051Ma年龄[17]。最近周新华（1992）在江绍断裂附近陈蔡群斜长角闪岩中获得了（3125±184）Ma的全岩Sm-Nd等时线年龄，这些年龄值多落在2750～2500Ma区间内，少数点达到3100Ma，揭示出华夏地块下地壳形成时代的信息。使用颗粒锆石U-Pb测年也发现华夏地块存在2415～2589Ma的年龄（表1），进一步佐证在华夏地块深部存在2750～2500Ma的长英质基底。
表1断面走廊火成岩的捕获锆石U-Pb分析
① 误差为2σ；②对空白和稀释剂已作校正；③对空白、稀释剂和初始铅已作校正。
华夏地块的花岗岩分布非常广泛，侵位时代从古元古代延续至中生代，其元素地球化学和同位素地质化学特点显示出S型花岗岩特征，表明这些花岗岩主体是由深部长英质基底深熔作用的产物。因此花岗岩可以视为一种探针来分析下地壳时代和成分。
中条期花岗质岩石（1900士100）Ma的tDM为2602～2674Ma（表2，图3），其fsm/Nd和εNd变化很小，表明其同位素组成基本上没受到后期AFC过程的明显影响，因此2600～2700Ma大致可看作中条期花岗质岩石的源岩时代。
表2华夏地块Sm、Nd同位素分析数据
加里东期花岗质岩石（400～450Ma）的tDM年龄多数落在1800～2500Ma区间内（表2，图3），这一时限和麻源群的时代大体吻合。野外证据表明加里东期花岗岩体与麻源群之间多呈侵入关系，并非麻源群分熔作用的产物，因此加里东期花岗质岩石的源岩时代应大于2500Ma。
燕山期花岗质岩石（100～120Ma）的tDM变化较大，但总体上小于2000Ma（表2，图3）。燕山期花岗质岩石具高的εNd值，暗示其源岩已遭受较强烈的地幔物质添加作用的影响，幔源物质添加作用可能是造成tDM年龄偏低的主要原因。
图3华夏地块tDM年龄直方图
1—中条期花岗岩；2—加里东期花岗岩；3—燕山期花岗岩
图4华夏地块斜长角闪岩的tDM年龄直方图（原始数据见赵凤清等，1995）
1—古元古代；2—中元古代
变质基性火山岩（斜长角闪岩）的tDM年龄已归纳于图4中，麻源群的斜长角闪岩的tDM主体在2400～2600Ma以及2000～2300Ma两个时间段内，马面山群的tDM为2000～2300Ma，揭示出华夏地块早期多期次地幔岩浆的底板垫托时代多发育在2000～2300Ma以及2400～2600Ma。
4.2扬子地块（东南缘）下地壳的时代
扬子地块（东南缘）岩浆岩中许多捕获锆石的颗粒锆石U-Pb年龄大于2.2Ga（表1），大致可划分为2700～2800Ma和2200～2450Ma两个时间段内，揭示出扬子地块东南缘深部地壳长英质基底的时代信息，一些酸性火成岩的tDM年龄也佐证这一认识（表3）。
表3扬子地块赣东北火成岩的Sm、Nd同位素分析数据
① 全岩；②斜长角闪岩；③角闪石。
基性火山岩的tDM变化很大，多数变化于2000～2400Ma和1300～1700Ma两个区间内，有一些tDM达2600～2800Ma（表3），指示了扬子地块东南缘发生了深部地壳的底板垫托作用的时代。
5断面走廊下地壳的成分
火成岩的元素地球化学和同位素地球化学揭示出下地壳主体由长英质岩石组成，但成分变化十分复杂，两个地块下地壳成分存在较明显差异，在下地壳的不同深度层次成分也不尽相同，随着地质的演化下地壳的成分也发生一定程度的变化。
5.1华夏地块下地壳的成分
中条期花岗质岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩，主体为S型，少量为I型或I型和S型的过渡型。花岗质岩石的εNd为-3.1～-2.6,147Sm/144Nd值为0.10～0.14，表明源岩应以长英质岩石为主。
加里东期花岗岩为高钾的钙碱性钾长花岗岩、碱长花岗岩和花岗闪长岩，主体以S型花岗岩为主。花岗质岩石具负的εNd值（-11～-8）和低的147Sm/144Nd值（0.1～0.14），表明它们应来源于“花岗质富集”的源岩。
燕山期花岗质岩石包括碱长花岗岩、钾长花岗岩以及二长花岗岩，在燕山晚期出现碱性花岗岩，元素地球化学显示这期花岗质岩石主体仍以S型为主，但较之前两期花岗岩其A型和I型相对于S型的比例增生。燕山期花岗岩的εNd为-6～-1，也明显高于前两期花岗岩。碱性花岗岩的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值类似燕山期其它类型的花岗岩[20]，表明它们的源岩是相似的，应来源于古老的地壳岩石的分熔作用，碱性花岗岩具有较高εNd，意味着有较强烈的地幔物质添加。
图5表示的是εNd随时代的演化过程，由此反映出中条期的下地壳成分演化程度要高于中条期（前者更富长英质），加里东期下地壳成分演化程度要高于燕山期。加里东期花岗岩的εNd值的特点表明其源岩基本上没受到地幔物质添加，因此由中条期至加里东期下地壳成分变化可能是受地壳分异作用影响的结果。燕山期花岗质岩石具较高的εNd值，其源岩很可能是地壳和受地幔物质添加的混合体，表明由加里东期至燕山期下地壳成分变化是受地幔物质添加的影响。
图5华夏地块花岗岩的εNd—t图解
反映εNd随时代演化特点
5.2扬子地块下地壳的组成
扬子地块东南缘晋宁期花岗质岩石（900Ga±500Ma）主要为钙碱性岩浆岩，岩石类型包括二长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩和钾长花岗岩，在有些岩体中含有富铝矿物（堇青石、石榴子石、黑云母）包体以及夕线片岩岩石包体[25]。地球化学特点也显示出S型特点。晋宁期花岗岩具较高的εNd值（-6～+4）（图6）和低的87Sr/86Sr值，表明其源岩中有大量的地幔物质加入。此外在扬子地块和华夏地块结合带，出露有M型花岗岩，也佐证扬子地块东南缘较之华夏地块在物质组成上更偏基性。
新元古代的流纹岩（800～900Ma）从矿物组成和地球化学特征上也具有S型特征，然而其εNd值为-1.9～+2.8，显示出与晋宁期花岗岩相似的地球化学特征。
6结论
通过对宁德—湖口地学断面的地质、地球化学和地质年代学研究，可能获取到断面走廊下地壳性质的一些信息，将其归纳为：
① 花岗质岩石和酸性火山岩的元素和同位素地球化学特征表明华夏地块下地壳的成分主体由长英质组成，尤其是在地壳形成的早期阶段。地球物理资料也显示出同样的信息，宁德—湖口断面的地震波速结构反映下地壳除在局部地段的底部外，主体上Vp＜7.0km/s,这一特征和酸性—中性麻粒岩的Vp值范围吻合。
图6扬子地块岩浆岩的εNd—t图解
② 两个地块下地壳的物质组成存在较大差异，扬子地块下地壳在物质成分上较之华夏地块演化程度较差，表明扬子地块的下地壳有更为强烈的地幔物质加入。
③ 同位素地球化学示踪研究结果显示出下地壳的成分随着地质演化发生较大的变化，总体的演化趋势由“富花岗质”向“贫花岗质”方向转化，其原因可能是受地壳分异作用以及地幔物质添加作用改造的结果。
④ 通过对火成岩的tDM年龄和捕获锆石的年龄详细研究，断面走廊下地壳可能形成于2750～2500Ma，有些于3100～3000Ma已形成。尔后，地幔物质添加（以底板垫托方式为主）比较发育，华夏地块的时限为2400～2600Ma和2200～2300Ma，扬子地块则发生于2000～2400Ma和1300～1600Ma两个时间段内。
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