聶童春

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州，350013)

福建省原劃分為新元古代馬面山群在閩中一帶廣泛出露，為省內(nèi)銅、鉛、鋅、金、銀等礦產(chǎn)的主要礦源層和儲(chǔ)礦層，在該套層位中已發(fā)現(xiàn)多處大、中型多金屬礦床。并且，該套層位處于古元古代變質(zhì)結(jié)晶基底與古生代蓋層之間，對(duì)研究福建地層構(gòu)造演化具有重要意義。

馬面山群在1∶20萬(wàn)建甌幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)，福建省區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì)(1974)多將其劃歸為建甌群上亞群龍北溪組，劃分3個(gè)巖性段，時(shí)代歸為前震旦紀(jì)。孫大中等創(chuàng)建馬面山群[注]孫大中等，閩北前寒武紀(jì)變質(zhì)巖巖層層序劃分和構(gòu)造演化，1991。收稿日期：2018-01-05作者簡(jiǎn)介：聶童春 (1973-)，男，高級(jí)工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作。，包括東巖組、龍北溪組，時(shí)代歸屬中元古代。李兼海等將該套層位劃分為東巖組、吳墩組、龍北溪組，時(shí)代置早震旦世與晚震旦世早期。莊建民等及新一版福建省地質(zhì)志將其劃分為大嶺(巖)組、東巖(巖)組、龍北溪(巖)組，時(shí)代置新元古代(表1)。不同學(xué)者對(duì)該套層位及其分布區(qū)域的構(gòu)造性質(zhì)提出不同認(rèn)識(shí)及觀點(diǎn)，汪新認(rèn)為綠片巖為蛇綠混雜巖的蛇綠巖塊，形成于加里東期浙閩碰撞造山帶構(gòu)造環(huán)境[1]。李繼亮提出早古生代弧后混雜帶看法[2]。王鶴年等認(rèn)為綠片巖的形成在夭折裂谷環(huán)境[3]。張達(dá)提出在島弧的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了弧裂谷觀點(diǎn)[4]。潘桂棠提出俯沖增生雜巖帶的觀點(diǎn)[5]。任紀(jì)舜提出陸內(nèi)造山的觀點(diǎn)[6]。2017年完成的1∶5萬(wàn)建甌市等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(圖1)，采用 “造山帶混雜巖”地質(zhì)填圖方法，對(duì)原劃分為新元古代“馬面山巖群”進(jìn)行重新調(diào)查研究，認(rèn)定該巖石組合是由洋板塊地層系統(tǒng)經(jīng)歷洋陸轉(zhuǎn)換后形成的一套非史密斯地層[7]，厘定為“馬面山俯沖增生雜巖”。

1 物質(zhì)組成及巖石學(xué)特征

馬面山俯沖增生雜巖由基質(zhì)和巖塊組成，基質(zhì)部分據(jù)巖性組合特征進(jìn)一步劃分為變粒巖組合和片巖組合;巖塊部分據(jù)巖性特征結(jié)合、巖石化學(xué)資料，按張克信劃分方案[8]，具體劃分為硅質(zhì)巖巖塊、碳酸鹽巖巖塊、玄武巖巖塊、中-酸性火山巖巖塊和基底變質(zhì)巖巖塊。前人多把片巖組合、硅質(zhì)巖巖塊歸為龍北溪(巖)組，變粒巖組合、中-酸性火山巖巖塊歸為大嶺(巖)組，碳酸鹽巖巖塊、玄武巖巖塊多歸為東巖(巖)組，基底變質(zhì)巖巖塊則為大金山巖組、迪口巖組的產(chǎn)物。

表1 福建省馬面山巖群劃分沿革簡(jiǎn)介

圖1 建甌—南雅地質(zhì)簡(jiǎn)圖及構(gòu)造位置圖Fig.1 Geological and tectonic location map in Jianou-Nanya area

1.1 基質(zhì)部分

馬面山俯沖增生雜巖以基質(zhì)部分為主體，分布較為廣泛，原巖以淺海-半深海相環(huán)境下形成的一套砂泥質(zhì)濁積巖為主，目前已經(jīng)歷強(qiáng)烈的變質(zhì)變形，據(jù)巖性特征可劃分為片巖組合和變粒巖組合。

片巖組合：以灰-深灰色(長(zhǎng)石)二云片巖、二云(石英)片巖、黑云(石英)片巖為主，夾黑云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云鉀長(zhǎng)變粒巖，局部夾石英巖等。

變粒巖組合：灰-深灰色黑云斜長(zhǎng)變粒巖、二云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云鉀長(zhǎng)變粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等，局部夾長(zhǎng)石二云片巖、二云石英片巖等。

1.2 巖塊部分

區(qū)內(nèi)巖塊類型多樣，據(jù)巖性特征結(jié)合巖石化學(xué)、巖石地球化學(xué)資料可劃分為硅質(zhì)巖巖塊、碳酸鹽巖巖塊、玄武巖巖塊、中-酸性火山巖巖塊和基底變質(zhì)巖巖塊，各類巖塊呈不同規(guī)模、不同形態(tài)分布于基質(zhì)中。

圖2 硅質(zhì)巖巖塊Al2O3-SiO2圖解Fig.2 Al2O3-SiO2 diagram of the siliceous rock block

碳酸鹽巖巖塊：以大丘—高門一帶較為發(fā)育，定高—獎(jiǎng)口一帶零星出露，以灰白色、灰黃色透輝石巖、石英透輝石巖為主(在八外洋一帶，據(jù)公路隧道采石，發(fā)育有較大規(guī)模大理巖，區(qū)內(nèi)地表未出露)，多呈“似層狀”，透輝石呈板狀、片狀等，集合體呈放射狀、纖維狀，強(qiáng)風(fēng)化后呈黃綠色、淺綠色。石英透輝石巖主要由SiO2、CaO和MgO組成，SiO2含量68.10%～69.92%，CaO含量13.19%～13.44%，MgO含量8.72%～8.92%。從巖石學(xué)特征來(lái)看，石英透輝石巖以透輝石為主，石英次之，野外巖性多風(fēng)化呈疏松多孔的蜂窩狀，透輝石多淋濾流失，導(dǎo)致巖石中SiO2含量偏高，MgO、CaO含量偏低，結(jié)合其稀土特征，綜合分析認(rèn)為石英透輝石巖、透輝石巖的原巖應(yīng)為硅灰泥巖、硅灰?guī)r等。

硅質(zhì)巖巖塊：以大丘—高門一帶廣泛發(fā)育，為白色或無(wú)色透明石英巖，主要呈塊狀產(chǎn)出，局部尚保留有塊狀-厚層狀-薄狀變化特征，石英主要呈隱晶質(zhì)狀，局部發(fā)生糜棱巖化改造。巖石化學(xué)成分以SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO等為主，其中SiO2含量91.57%～95.05%；稀土特征與化學(xué)沉積硅質(zhì)巖的特點(diǎn)類似，Ti/Nb值在115.76～160，表明不屬于正常的碎屑沉積巖，在Al2O3-SiO2圖解顯示該區(qū)石英巖原巖應(yīng)為海相熱水沉積的硅質(zhì)巖類(圖2)，但不排除區(qū)內(nèi)發(fā)育有生物成因的硅質(zhì)巖。

圖3 中-酸性火山巖Yb+Ta-Rb圖解Fig.3 Yb+Ta-Rb diagram of intermediate-acid volcanic rocks

中-酸性火山巖巖塊：僅分布于建甌善見塔一帶，巖性為白云鈉長(zhǎng)變粒巖、二云母鈉長(zhǎng)變粒巖、鈉長(zhǎng)變粒巖等。按照巖石化學(xué)恢復(fù)原巖為一套安山巖、英安巖、流紋巖組合，在Yb+Ta-Rb圖解(圖3)中，所有的變酸性巖樣品均投影在板內(nèi)花崗巖和火山弧花崗巖的界線附近，其微量元素總體表現(xiàn)出島弧俯沖帶的特征。

玄武巖巖塊：區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，在定高—獎(jiǎng)口一帶以鈉長(zhǎng)(陽(yáng)起、綠簾、綠泥)片巖為主，在大丘—高門一帶以斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片巖和角閃石巖為主，原巖均為玄武巖。據(jù)巖石化學(xué)特征，其形成環(huán)境可劃分為島弧型、洋島-海山型和前弧型3種類型(圖4)，島弧型玄武巖具高鎂，Cr、Ni含量較高且變化較大等特征;洋島-海山型玄武巖為一套鈣堿性玄武巖，具高鈦低鋁特征；前弧型玄武巖具高M(jìn)g、富Nb、低Ti、稀土總量較低等特征。其中，超鎂鐵質(zhì)巖巖塊在上巖一帶分布于晚侏羅世巖體中，還不能確定是否是捕虜體，在丘墩一帶見有殘塊分布，巖性為一套輝長(zhǎng)巖-輝石巖組合，二者呈過(guò)渡變化。輝石巖中的輝石多退變?yōu)榻情W石，巖石堆晶現(xiàn)象明顯(照片1)。該套巖石在TiO2-MnO-P2O5主量元素判別圖解中多數(shù)樣品投影在島弧鈣堿性玄武巖區(qū)內(nèi)，少量樣品投影在洋島堿性玄武巖區(qū)內(nèi)；在微量元素Y/15-La/10-Nb/8、Hf/3-Th-Ta判別圖解中，均主要落在島弧鈣堿性玄武巖區(qū)內(nèi)，表現(xiàn)出較好的一致性；在Ta/Yb-Th/Yb判別圖解中，多數(shù)樣品投影在陸緣弧區(qū)內(nèi)，一件樣品投影在大洋島弧區(qū)內(nèi)(圖5)，結(jié)合其主量、微量元素含量等地球化學(xué)特征，其可能形成于與俯沖-消減作用有關(guān)的活動(dòng)大陸邊緣的島弧環(huán)境。按Yildirim Dilek，Pearce提出的蛇綠巖分類，該套巖石組合屬俯沖帶上盤“SSZ”型，為初始俯沖弧的蛇綠巖的組成部分，標(biāo)志大洋盆地關(guān)閉期間的初始俯沖事件[9]。

圖4 建甌一帶玄武巖La/Nb-La圖解Fig.4 La/Nb-La diagram of basalt in Jianou area

照片1 建甌市上巖輝石角閃石巖堆晶特征Photo.1 The heap characteristics of Shangyan pyroxene amphibolite in Jianou city

圖5 建甌市上巖一帶輝石-輝長(zhǎng)巖主量、微量元素判別圖解Fig.5 Discriminant graph of major and minor elements of pyroxene-pyroxene in Shangyan area, Jianou city

對(duì)上述超鎂鐵質(zhì)巖的構(gòu)造環(huán)境認(rèn)定還有一定的商榷，主要有3點(diǎn)：①受限于客觀環(huán)境，該次未能查明其與基質(zhì)的分布接觸關(guān)系；②巖石化學(xué)特征與典型的“SSZ”型蛇綠巖還有一定的差別，是否受到后期構(gòu)造熱事件的改造還不能確定；③該套巖石組合與“SSZ”型蛇綠巖典型巖石組合相較尚不夠完善。這些問(wèn)題需要今后工作進(jìn)一步查證。

基底變質(zhì)巖巖塊：為一套中深變質(zhì)巖，巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖夾黑云石英片巖，花崗質(zhì)脈體、石英質(zhì)脈體較為發(fā)育。從巖性組合及變質(zhì)變形特征來(lái)看，與大金山巖組、迪口巖組相似。

2 地質(zhì)構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)馬面山俯沖增生雜巖主要分布2個(gè)區(qū)域，一是位于定高-獎(jiǎng)口一帶，呈北東向帶狀分布；二是位于大丘-高門一帶，呈北東東向帶狀分布。兩帶之間及東南側(cè)出露古元古代大金山巖組、迪口巖組的變質(zhì)巖組合及片麻狀花崗巖，應(yīng)是“華夏地塊”組成部分[10]，在洋盆形成過(guò)程中形成的一些裂離地塊。在巖石面貌、變質(zhì)變形特征方面具較大的相似性，但從物質(zhì)組成、年齡信息來(lái)看也存在一定的差別，該次將其劃分為2條俯沖增生帶。筆者初步認(rèn)為該2條帶反映了“華南洋南支”不同階段的洋陸轉(zhuǎn)換產(chǎn)物。

2.1 定高—獎(jiǎng)口俯沖增生帶

該帶位于區(qū)內(nèi)中西部建甌定高-獎(jiǎng)口一帶，呈北北東向展布，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)15～20 km，寬4～6 km，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，該帶西南端沿建甌房道延伸至順昌一帶，向西北延伸至建甌水吉一帶，總體呈弧形展布。帶內(nèi)基質(zhì)主要為一套淺海-半深海相的變質(zhì)砂泥質(zhì)碎屑巖，以片巖組合為主，變粒巖組合次之。

圖6 建甌城關(guān)一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖及剖面圖Fig.6 Geological schematic map and section map in Chengguan area, Jianou city1—第四系；2—沙縣組；3—梨山組；4—馬面山俯沖增生雜巖變粒巖組合；5—馬面山俯沖增生雜巖片巖組合；6—玄武巖巖塊(海山型)；7—玄武巖巖塊(前弧型)8—中-酸性火山巖巖塊；9—地質(zhì)界線/不整合界線；10—斷層/剖面線；11—鋯石同位素年齡

該帶巖塊類型以玄武巖巖塊為主，中-酸性火山巖巖塊次之，碳酸鹽巖巖塊零星分布。巖塊規(guī)模大小不一，以建甌善見塔一帶出露規(guī)模較大，寬度可達(dá)數(shù)百米。變質(zhì)玄武巖巖石化學(xué)特征反映島弧、洋島、前弧等不同類型的玄武巖混雜在一起(圖6)，與具島弧俯沖特征的變質(zhì)中-酸性火山巖緊密伴生，組成變質(zhì)玄武巖-安山巖-流紋巖巖塊巖性組合；東岳廟一帶 出露較單純的變質(zhì)玄武巖，巖石化學(xué)主要反映為前弧的構(gòu)造環(huán)境；水南一帶變質(zhì)玄武巖巖塊中尚保留變余枕狀構(gòu)造(照片2)，反映海相玄武巖噴發(fā)的特征，巖石化學(xué)特征兼具島弧型玄武巖和前弧型玄武巖的特征。而在東安村等地則零星出露，巖石化學(xué)特征則主要反映為洋島環(huán)境，大理巖與斜長(zhǎng)角閃巖呈互層狀分布(照片3)，反映了洋島—海山的沉積環(huán)境。

照片2 建甌水南斜長(zhǎng)角閃巖中變余枕狀構(gòu)造特征Photo.2 Characteristics of residual pillow structure in the Shuinan amphibolite of Jianou city

照片3 東安村大理巖與斜長(zhǎng)角閃巖間分布特征Photo.3 Distribution characteristics between marble and amphibolite in Dongan country

2.2 大丘—高門俯沖增生帶

建甌大丘—高門俯沖增生帶在研究區(qū)的中部大丘-高門一帶呈北東東向展布，寬為3～7 km，長(zhǎng)為25～30 km。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，東北端向政和一帶延伸，西南端向南平、尤溪一帶延伸，總體略呈“S”形展布。帶內(nèi)馬面山俯沖增生雜巖的基質(zhì)中斷續(xù)分布有各類巖塊，包括島弧型、洋島-海山型和前弧型玄武巖巖塊、硅質(zhì)巖(石英巖)巖塊和碳酸鹽巖(石英透輝石巖)巖塊以及裂離的變質(zhì)基底巖塊，這些巖塊主要呈透鏡狀產(chǎn)出，少數(shù)呈不規(guī)則狀產(chǎn)出，長(zhǎng)軸多呈北東向延展，巖塊大小不等，小的巖塊為厘米級(jí)，多數(shù)在數(shù)米至數(shù)百米，少數(shù)大型巖塊可達(dá)1～3 km。在發(fā)生俯沖增生的過(guò)程中，巖塊和基質(zhì)均發(fā)生了強(qiáng)烈的塑性變形?；|(zhì)中片理發(fā)育，片理繞巖塊呈網(wǎng)格狀，總體呈北東向延展。根據(jù)巖塊內(nèi)部發(fā)育的各種變形構(gòu)造特征，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征綜合判斷，洋殼自東南向西北俯沖為主，兼具左行剪切。該帶后期又疊加了北東東向的韌性剪切帶，在俯沖過(guò)程中發(fā)生強(qiáng)烈的巖漿侵入活動(dòng)，導(dǎo)致該帶地質(zhì)構(gòu)造特征十分復(fù)雜(圖7)。

由于強(qiáng)烈的俯沖增生和構(gòu)造混雜作用導(dǎo)致不同類型、不同成因、不同來(lái)源、不同時(shí)代的巖塊混雜產(chǎn)出,或呈團(tuán)塊分布于基質(zhì)中，或不同巖塊相互混雜(照片4，5)。巖石化學(xué)特征也反映該區(qū)變質(zhì)玄武巖形成于島弧、洋島、前弧等不同的構(gòu)造環(huán)境，匯聚于大丘-高門這一狹長(zhǎng)地帶。后期又經(jīng)歷強(qiáng)烈的疊加改造作用，導(dǎo)致該區(qū)巖石遭受強(qiáng)烈的變質(zhì)變形作用，變質(zhì)程度達(dá)低角閃巖相。

照片4 茂上南側(cè)斜長(zhǎng)角閃巖中的石英巖巖塊Photo.4 Quartzite block in amphibokite from the southern side of Maoshang area

照片5 福源西黑云斜長(zhǎng)變粒巖中的斜長(zhǎng)角閃巖巖塊Photo.5 Amphibolite block in black cloud plagioclase granulite of the west side of Fuyuan area

綜上所述的各類玄武巖圖解中，不少樣品落于洋中脊玄武巖(MORB)區(qū)域，該類型巖石化學(xué)特征與前弧玄武巖(FAB)類似， 前弧玄武巖又稱似洋中脊玄武巖，研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征不支持研究區(qū)內(nèi)發(fā)育在洋中脊，實(shí)際應(yīng)用中均將該類型玄武巖判別為前弧玄武巖，為洋內(nèi)弧初始俯沖過(guò)程中首次巖漿作用產(chǎn)物，是洋陸轉(zhuǎn)化過(guò)程形成大陸的初生弧火成巖標(biāo)志性巖石類型之一。

3 時(shí)代討論

前人針對(duì)“馬面山巖群”形成時(shí)代的研究，在不同地段、不同巖性采用不同的測(cè)試方法取得的測(cè)試結(jié)果從中元古代到早古生代均有，對(duì)其形成時(shí)代有諸多看法。此次工作采用“構(gòu)造混雜巖”的新理論、新認(rèn)識(shí)、新方法，在馬面山俯沖增生雜巖中不同巖性、不同地段共采集了16組鋯石測(cè)年樣品，均采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測(cè)試方法，每件樣品測(cè)試30～55個(gè)點(diǎn)，測(cè)試數(shù)據(jù)包含了碎屑鋯石、巖漿鋯石及變質(zhì)鋯石等不同的年齡。經(jīng)綜合分析，確定混雜巖內(nèi)不同區(qū)域、不同巖性形成的時(shí)代有所不同，涵蓋了新元古代到志留紀(jì)，這反映了混雜巖的特征。

3.1 定高-獎(jiǎng)口俯沖增生帶年齡特征

在獎(jiǎng)口村東側(cè)二云石英片巖(基質(zhì))中采集的鋯石U-Pb測(cè)年，剔除古、中元古代的數(shù)據(jù)外，年齡數(shù)據(jù)分布在605.63～808.96 Ma，3個(gè)峰值分別為(802±4)Ma、(716±8)Ma和(613±9)Ma, Th/U值多大于或接近0.4，表明巖石形成時(shí)代至少持續(xù)到新元古代晚期。在善見塔中-酸性火山巖巖塊(鈉長(zhǎng)變粒巖)中采集2組測(cè)年樣品，巖漿鋯石年齡峰值分別為745 Ma、815 Ma，最年輕的為667 Ma，采集的4組變質(zhì)玄武巖測(cè)試樣品，剔除大量碎屑鋯石及反映中生代構(gòu)造熱事件的鋯石年齡信息后，測(cè)得的623～847 Ma數(shù)據(jù)與鈉長(zhǎng)變粒巖、基質(zhì)的年齡數(shù)據(jù)相吻合，舒良樹在水南枕狀玄武巖中獲得鋯石U-Pb SHRIMP年齡為853 Ma ?？傮w反映定高-獎(jiǎng)口俯沖增生帶內(nèi)的巖石形成時(shí)間以新元古代晚期為主，而該俯沖增生活動(dòng)時(shí)間是否更新還有待進(jìn)一步確定。

3.2 大丘—高門俯沖增生帶年齡特征

在大丘—高門俯沖增生帶內(nèi)基質(zhì)中采集了3組鋯石U-Pb測(cè)年，篩選出49個(gè)點(diǎn)可靠的碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度較大，最老的為2 646.5 Ma，最年輕的為401 Ma，年齡數(shù)據(jù)集中于古元古代、新元古代和早古生代，反映馬面山俯沖增生雜巖基質(zhì)物源較為復(fù)雜。4組玄武巖巖塊(斜長(zhǎng)角閃巖)測(cè)年數(shù)據(jù)，諧和年齡分別為(441.8±4.7)Ma、(411±19)Ma、(366.3±3.1)Ma、(358.6±4.3)Ma。經(jīng)綜合分析，前2組數(shù)據(jù)代表了巖塊成巖年齡，后2組數(shù)據(jù)反映為俯沖增生活動(dòng)之后的構(gòu)造熱事件。硅質(zhì)巖巖塊(石英巖)中1組測(cè)年樣品，51個(gè)測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)及鋯石形態(tài)均為變質(zhì)鋯石年齡，加權(quán)平均值為(379.7±2.8)Ma，同時(shí)也表明區(qū)內(nèi)石英巖原巖為硅質(zhì)巖類而非石英砂巖等碎屑沉積巖。輝石巖(俯沖帶上盤型蛇綠巖組成部分)諧和年齡為(443.5±1.8)Ma，應(yīng)代表著俯沖增生活動(dòng)的時(shí)間。

該帶西南端集瑞村一帶花崗巖中采集的2組鋯石年齡分別是(401.2±4)Ma、(403.8±3.0)Ma，東南側(cè)巖下一帶花崗巖中采集的2組鋯石年齡分別為(370.5±3.3)Ma、(373.9±2.3)Ma，在大丘-高門一帶馬面山俯沖雜巖中，廣泛發(fā)育有呈團(tuán)塊狀、脈狀分布花崗巖，與基質(zhì)、各類巖塊呈侵入接觸，采集的4組測(cè)年樣品，鋯石年齡在358.6～390.6 Ma。這些花崗巖的巖石化學(xué)特征均顯示為“S”型花崗巖，表明該時(shí)期陸殼已基本成熟，俯沖增生活動(dòng)應(yīng)在巖漿活動(dòng)之前。巖石化學(xué)圖解以同碰撞特征為主(圖8)，代表俯沖活動(dòng)之后對(duì)該區(qū)域持續(xù)疊加強(qiáng)烈的構(gòu)造改造。

圖8 泥盆紀(jì)花崗巖Rb-Y+Nb圖解Fig.8 Rb-Y+Nb diagram of Devonian graniteWPG—板內(nèi)；ORG—洋中脊；VAG—火山巖?。籹yn+COLG同碰撞

上述資料綜合反映，大丘—高門一帶馬面山俯沖增生活動(dòng)時(shí)間應(yīng)大致在403.8 Ma之前，俯沖增生活動(dòng)時(shí)間應(yīng)為早古生代，尤以志留紀(jì)表現(xiàn)較為強(qiáng)烈。

3.3 馬面山俯沖增生雜巖的生物資料

此次在建甌地區(qū)馬面山俯沖增生雜巖的生物化石研究未取得進(jìn)展，但對(duì)前人在省內(nèi)相鄰區(qū)域“馬面山巖群”中相繼發(fā)現(xiàn)的微體化石、微古植物分子進(jìn)行分析，所屬時(shí)代幾乎涵蓋了震旦紀(jì)—志留紀(jì)。與省內(nèi)其他早古生代和新元古代同期地層對(duì)比(表2)，馬面山俯沖增生雜巖中發(fā)現(xiàn)的27種微古生物中有14種在省內(nèi)其他新元古代—早古生代地層中發(fā)現(xiàn)，表明馬面山俯沖增生雜巖的時(shí)代與省內(nèi)其他新元古代-早古生代地層具有較大的可對(duì)比性，也反映了馬面山雜巖的巖石組成時(shí)代的復(fù)雜性。

表2 馬面山雜巖與省內(nèi)其他新元古代-早古生代各地層所含微體古生物對(duì)比

注：資料來(lái)源于福建省區(qū)域地質(zhì)志、1∶25萬(wàn)邵武市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、1∶25萬(wàn)三明市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、1∶25萬(wàn)瑞金幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、1∶25萬(wàn)周寧縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，√表明該套層位中含有相應(yīng)生物分子。

通過(guò)同位素測(cè)年數(shù)據(jù)和生物資料綜合分析，馬面山俯沖增生雜巖形成時(shí)代涵蓋了新元古代晚期、早古生代。建甌城關(guān)一帶以新元古代晚期為主，局部不排除活動(dòng)延續(xù)到早古生代；大丘—高門一帶以早古生代為主，也不能排除該帶新元古代就已開始活動(dòng)。這些特點(diǎn)與構(gòu)造混雜巖特征較為吻合，也充分反映了洋陸轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性。

4 建甌地區(qū)俯沖增生活動(dòng)演化探討

由于對(duì)俯沖增生雜巖是初次系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，調(diào)查區(qū)域限于建甌一帶，對(duì)省內(nèi)馬面山俯沖增生雜巖認(rèn)識(shí)尚不夠全面，加之多期次的構(gòu)造改造，洋陸轉(zhuǎn)換的溝弧盆體系已多被破壞，所以只在區(qū)內(nèi)馬面山俯沖增生雜巖的物質(zhì)組成、巖石地球化學(xué)及同位素測(cè)年資料等綜合分析基礎(chǔ)上對(duì)其演化作初步探討。

按張克信等研究認(rèn)為，中國(guó)造山帶板塊運(yùn)動(dòng)主要遵循的是“非威爾遜旋回”，并對(duì)其賦于新的含義：①同一造山旋回內(nèi)形成的造山帶是由多列小陸塊合成的，其中每一列小陸塊的疊接都經(jīng)歷了一個(gè)張裂到碰撞的次級(jí)旋回。一個(gè)造山帶經(jīng)由多個(gè)這樣的小旋回而形成。其中張裂、俯沖、消減的位置通常隨時(shí)間而定向遷移，即“構(gòu)造遷移”；②多塊體拼合的造山帶除了已固結(jié)的部分外，常遺留有粘連而未焊合的薄弱部分，在下一造山旋回中，這些薄弱帶又經(jīng)歷一次張裂-閉合-碰撞的旋回。因此，一個(gè)造山帶通常要經(jīng)歷2個(gè)以上的造山旋回，才最后固結(jié)成統(tǒng)一板塊。該論述與區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化特征較為相似，該模式遵循著“裂解→多島洋形成→俯沖→軟碰撞→多旋回造山”的過(guò)程。

按潘桂棠等觀點(diǎn)，新元古代至志留紀(jì)，伴隨羅迪尼亞超大陸的裂解，華夏地塊裂離成一系列次級(jí)地塊，并卷入華南洋的演化及消亡過(guò)程中，伴隨著俯沖消減活動(dòng)，各地塊轉(zhuǎn)化為島弧帶，構(gòu)成華夏多島弧構(gòu)造格局，測(cè)區(qū)俯沖增生雜巖的形成處在這一大的構(gòu)造背景之下。

筆者主要探討俯沖增生帶的發(fā)展演化。建甌地區(qū)發(fā)育2條俯沖增生弧(結(jié)合帶)，一條位于定高—建甌—獎(jiǎng)口一帶，其活動(dòng)時(shí)限主要為新元古代，其物質(zhì)組成相對(duì)單一，洋陸轉(zhuǎn)換過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱;另一條位于大丘—高門一帶，其活動(dòng)時(shí)間主要為早古生代，該洋盆地層系統(tǒng)發(fā)育相對(duì)較為成熟，其內(nèi)物質(zhì)組成相對(duì)較多樣，洋陸轉(zhuǎn)換過(guò)程較為復(fù)雜，俯沖活動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)烈，構(gòu)造混雜作用更為明顯。綜合資料表明，馬面山俯沖增生雜巖的形成具幕式特征。自新元古代以來(lái)，活動(dòng)中心自西北向東南逐漸遷移，且規(guī)模逐漸增大、增強(qiáng)，初步判斷，俯沖拼合方向自東南向西北，俯沖增生演化模式(圖9)。另外從定高—獎(jiǎng)口和大丘—高門一帶的物質(zhì)組成、發(fā)育規(guī)模來(lái)看，均難以構(gòu)成“華南洋南支”的主體，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)情況推斷華南洋南支主體位于測(cè)區(qū)東南部，為中生代廣泛發(fā)育的火山巖所覆蓋。

圖9 建甌地區(qū)馬面山俯沖增生演化模式圖Fig.9 Evolution pattern of Mamianshan subduction and proliferation in Jianou area

4.1 定高—獎(jiǎng)口俯沖增生帶的發(fā)展演化

定高—獎(jiǎng)口一帶洋盆中沉積形成了馬面山俯沖增生雜巖基質(zhì)部分的砂泥質(zhì)碎屑巖建造，局部形成碳酸鹽巖建造，并沿?zé)狳c(diǎn)地區(qū)發(fā)生火山巖噴發(fā)，形成一系列島弧。在該區(qū)域中-酸性火山巖中取得了745 Ma、815 Ma鋯石年齡信息，玄武巖中取得大量623～847 Ma的鋯石年齡信息，反映該洋盆發(fā)展過(guò)程的巖漿活動(dòng)，而在基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)最年輕的碎屑鋯石年齡為605.63 Ma，說(shuō)明該洋盆持續(xù)活動(dòng)時(shí)間應(yīng)到新元古代晚期。

新元古代晚期，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)情況，初步判定洋殼自東南向西北俯沖，沿定高—獎(jiǎng)口一帶發(fā)生俯沖增生活動(dòng)，形成定高—獎(jiǎng)口俯沖增生帶。俯沖增生活動(dòng)導(dǎo)致洋殼表殼沉積的碎屑物發(fā)生刮擦，不同巖性發(fā)生構(gòu)造混雜，前期形成的島弧、洋島及俯沖拼合時(shí)沿俯沖拼合帶發(fā)育的前弧玄武巖也不斷卷入構(gòu)造混雜中，最終形成該區(qū)域馬面山俯沖增生雜巖體系。俯沖增生過(guò)程中，上述巖系發(fā)生強(qiáng)烈的變質(zhì)變形作用，該區(qū)域馬面山俯沖增生雜巖基質(zhì)及各類巖塊的變質(zhì)鋯石年齡信息中均有明顯反映，主要集中在530～669 Ma，表明該俯沖增生活動(dòng)一直待續(xù)到新元古代末期，可能跨越到早古生代。

4.2 大丘—高門俯沖增生帶的發(fā)展演化

洋盆地層：在定高—獎(jiǎng)口俯沖增生弧的發(fā)展演化的同時(shí)或稍后，在其東南側(cè)大丘—高門一帶隨著持續(xù)擴(kuò)張，形成初始洋盆，接受砂泥質(zhì)碎屑沉積，局部熱點(diǎn)區(qū)域發(fā)生基性巖漿的噴發(fā)，形成洋島玄武巖。隨著初始洋盆進(jìn)一步發(fā)展形成較成熟的洋盆，半深海-深海碳酸鹽巖形成，與基性火山巖共同形成洋島-海山系統(tǒng)，伴隨著基性火山巖的噴發(fā)，局部區(qū)域形成一定規(guī)模的熱水硅質(zhì)巖。相對(duì)于定高—獎(jiǎng)口洋盆來(lái)說(shuō)，該洋盆規(guī)模較大，但仍有一定局限，目前在該區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)真正洋中脊活動(dòng)的產(chǎn)物，推測(cè)洋盆主體在該區(qū)域東南側(cè)。在東粵黃塘島弧玄武巖中分別取得鋯石年齡為(441.8±4.7)Ma、(411±19)Ma，在八外洋黑云石英片巖中最年輕的碎屑鋯石年齡為495.6 Ma，在茂上黑云斜長(zhǎng)變粒巖中最年輕的碎屑鋯石核部年齡為401 Ma，這些年齡信息反映了定高—獎(jiǎng)口洋盆主要形成于早古生代時(shí)期。

俯沖拼合：在上巖、丘墩一帶零星見有輝長(zhǎng)巖-輝石巖組合，據(jù)巖石化學(xué)特征綜合判斷其屬俯沖帶上盤“SSZ”型蛇綠巖組成部分，取得鋯石年齡為(443.5±1.8)Ma，代表洋殼俯沖活動(dòng)時(shí)間。在大丘—高門一帶，發(fā)生強(qiáng)烈的俯沖拼合作用，東南側(cè)洋殼自東南向西北向強(qiáng)烈俯沖，伴隨著洋殼的初始俯沖，俯沖板片的熔融和洋殼脫水釋放的流體并引發(fā)一系列地幔楔和地殼發(fā)生水化和熔融作用，沿該帶斷續(xù)發(fā)育前弧型玄武巖、玻尼巖、富鈮玄武巖[11]等。俯沖拼合導(dǎo)致洋盆內(nèi)早期形成的砂泥質(zhì)碎屑沉積、硅質(zhì)沉積、碳酸質(zhì)沉積及不同類型的玄武質(zhì)火山巖塊體，以及洋盆擴(kuò)張過(guò)程中形成大小不等的裂離地塊均卷入構(gòu)造混雜中，在俯沖增生帶東南側(cè)，受洋殼間刮擦作用，不同類型的巖塊構(gòu)造混雜更為強(qiáng)烈，構(gòu)造變形樣式較為復(fù)雜，各類巖塊以不同規(guī)模、形態(tài)混雜于基質(zhì)中，局部不同巖塊之間也相互混雜，構(gòu)造形跡多因后期構(gòu)造疊加而不能準(zhǔn)確還原。

疊加改造階段：在折歷—高門一帶，沿該區(qū)域斷續(xù)發(fā)育酸性“S型”造山花崗巖，使上述構(gòu)造混雜巖發(fā)生強(qiáng)烈的變質(zhì)變形作用，在巖石中取得了大量370.3～390.6 Ma年齡信息，反映該帶俯沖拼合之后持續(xù)疊加的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，該次活動(dòng)是俯沖拼合的延續(xù)，還是后造山伸展作用的體現(xiàn)，或是新一期的構(gòu)造活動(dòng)事件，有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。

通過(guò)對(duì)前人研究成果結(jié)合此次調(diào)查認(rèn)識(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)馬面山俯沖增生雜巖面貌是地質(zhì)歷史時(shí)期長(zhǎng)期演化的過(guò)程，歷經(jīng)多期造山作用形成的。首先，俯沖增生雜巖的形成與演化是以更為古老的造山作用產(chǎn)物為物質(zhì)基礎(chǔ)，形成過(guò)程中往往繼承或混雜著早期造山帶的各種信息。其次，形成俯沖增生帶的造山作用是多期的、多階段和多性質(zhì)的，在不同的階段、不同的部位拼合過(guò)程都會(huì)形成不同的產(chǎn)物和不同的特征。再者，在俯沖增生帶形成之后，仍存在強(qiáng)烈的構(gòu)造改造作用，對(duì)早期活動(dòng)產(chǎn)物及構(gòu)造形跡進(jìn)行強(qiáng)烈的改造，以致大部分俯沖增生形成的地質(zhì)特征消失。這些都對(duì)研究“馬面山俯沖增生雜巖”的物質(zhì)組成、構(gòu)造演化帶來(lái)較大困難，同時(shí)也反映“馬面山俯沖增生雜巖”在洋陸轉(zhuǎn)換具有自身特色。

5 馬面山俯沖增生雜巖厘定的意義

(1)首次采用“造山帶混雜巖”理論方法對(duì)區(qū)內(nèi)原劃分的“新元古代馬面山巖群”進(jìn)行調(diào)查研究，查明了其物質(zhì)組成、構(gòu)造屬性、形成時(shí)代和大地構(gòu)造背景，探討了其演化機(jī)制，并厘定為“新元古代—早古生代馬面山俯沖增生雜巖”，對(duì)重新劃分福建地質(zhì)構(gòu)造格局有著重要意義，對(duì)探討“華夏地塊”的構(gòu)造性質(zhì)及演化有著重要意義。

(2)通過(guò)1∶5萬(wàn)造山帶混雜巖區(qū)地質(zhì)填圖工作以及對(duì)俯沖增生雜巖的分解，初步總結(jié)出一套適用于我國(guó)東南地區(qū)強(qiáng)烈變質(zhì)變形的造山帶地區(qū)的非史密斯地層調(diào)查方法和步驟，對(duì)同類型地區(qū)的造山帶地質(zhì)填圖工作具有一定的示范意義。

(3)該套巖石組合是福建省內(nèi)主要的經(jīng)濟(jì)地層之一，以俯沖增生雜巖的觀點(diǎn)查明物質(zhì)組成、構(gòu)造活動(dòng)特征、演化過(guò)程，對(duì)省內(nèi)尋找銅、鉛、鋅、金、銀等礦床具有重大意義。

6 存在問(wèn)題及困難

(1)“造山帶混雜巖”涉及面廣、過(guò)程復(fù)雜，不同區(qū)域、不同時(shí)代的構(gòu)造演化特征有著明顯差別，其理論方法運(yùn)用過(guò)程中還要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況不斷補(bǔ)充完善。

(2)省內(nèi)“馬面山俯沖增生雜巖” 主要沿政和—大埔斷裂帶分布，其東側(cè)為中生代火山巖所覆蓋，出露較為局限，不能全面反映該套巖性組合區(qū)域分布特征，為探討其發(fā)展演化帶來(lái)不利影響。

(3)該套巖性中不同巖塊及基質(zhì)的鋯石成因復(fù)雜，為準(zhǔn)確定年帶來(lái)較大困難，另初步認(rèn)為“馬面山俯沖增生雜巖”形成歷經(jīng)新元古代至早古生代，跨越近4億年，是否合理？

(4)該套巖石組合疊加多期次構(gòu)造改造，發(fā)生強(qiáng)烈的變質(zhì)變形作用，巖石面貌特征不能反映原始巖石建造特征，構(gòu)造形跡也難以反映構(gòu)造混雜時(shí)的構(gòu)造特征，加之該區(qū)域巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，為野外地質(zhì)調(diào)查帶來(lái)較大困難，為完整還原洋盆發(fā)展及洋陸轉(zhuǎn)換過(guò)程帶來(lái)較大困難。

(5)巖石化學(xué)、巖石地球化學(xué)是基質(zhì)及各類巖塊的構(gòu)造環(huán)境判斷的主要依據(jù)，而多期次的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)巖石的物質(zhì)組成有多大的影響，是否還能據(jù)此判斷其形成環(huán)境還有待斟酌。從區(qū)內(nèi)發(fā)育的巖石組合及其化學(xué)特征初步判斷，區(qū)內(nèi)洋陸轉(zhuǎn)換是否屬洋洋俯沖的結(jié)果，還有待區(qū)域上進(jìn)一步研究確定。

(6)“馬面山俯沖增生雜巖”與省內(nèi)相鄰區(qū)域同時(shí)代淺變質(zhì)地層，在巖性組合、變質(zhì)變形方面有著明顯差別，其形成環(huán)境、歷經(jīng)的構(gòu)造活動(dòng)尚需進(jìn)一步厘定。

資料來(lái)源：本文是在福建1∶5萬(wàn)建甌市等四幅區(qū)調(diào)成果基礎(chǔ)上匯總成文，為項(xiàng)目組成員共同努力的結(jié)晶，在野外調(diào)查及成文期間，得到馬金清、陳潤(rùn)生教授級(jí)高級(jí)工程師悉心指導(dǎo)，巖石化學(xué)部分主要采用周小棟同志的工作成果，在此一并表示感謝！