合肥盆地花岗岩砾石的同位素年代学示踪

通过对金寨县三尖铺组和凤凰台组沉积剖面中花岗岩砾石岩石化学和同位素年代学分析证明,作为合肥盆地主要物源区的大别山或北淮阳地区原始存在同碰撞造山后的花岗岩。砾石样品锆石U－pb不一致性下交点年龄为214Ma左右、白云母^40Ar/^39Ar年龄为196Ma左右、钾长石K－Ar年龄为181Ma左右。前者可能为花岗岩的成岩年龄,后两者为试样品 中白云母和钾长石的同位素封闭年龄,而沉积剖面中大量出现花岗岩砾石的沉积岩年龄应代表了岩体剥露于地表的最小年龄值,取166Ma。由此,计算出岩体自214Ma形成后,晚三叠世至中侏罗世初期经历了早期缓慢隆升和后期快速隆升,隆升速率分别为0．08和0．4－0．3km/Ma。这些结果与大别超高压变质岩带、北淮阳逆冲带隆升时期基本一致。     

合肥盆地侏罗系沉积岩中高压-超高压变质岩物源年代学

对安徽省独山地区高压-超高压变质岩物源进行了同位素年代学的研究, 证明它们属三叠纪时期扬子向华北大陆下俯冲和折返过程中的产物. 对在凤凰台组发现的一类高压-超高压变质岩砾石, 测得多硅白云母、磷灰石和全岩的Rb-Sr同位素等时线年龄值为232.1±2.1 Ma (MSWD = 0.59). 对三尖铺和凤凰台组沉积岩中碎屑成因的多硅白云母, 其40Ar/39Ar年龄谱的坪年龄值一致, 分别为216.5±0.6和217.4±1.3 Ma.     

北淮阳晚中生代火山岩定年及火山砾石地球化学:对大别灰色片麻岩隆升和中生代地层格架的约束

对北淮阳晚中生代火山岩的野外调查和K－Ar定年结果表明，该区发生过两期火山喷发作用：主要分布于金寨、鲜花岭和毛坦厂地区的原毛坦厂组火山岩，形成于149－138Ma；主要分布于舒城一带的原晓天组火山岩K－Ar年龄为132－116Ma。两者之间为含灰色片麻岩、榴辉岩和火山岩砾石的火山沉积砾岩层。砾岩层内火山砾石的地球化学特征与毛坦厂组火山岩一致，而有别于晓天组火山岩。该砾岩层于138－132Ma堆积而成，暗示135Ma前后北大别灰色片麻岩已从中上地壳折返至地表接受剥蚀，成为北淮阳中生代沉积盆地的重要蚀源区。结合北淮阳地区中生代火山－沉积特征，将该区中生代沉积地层依次划分为防虎山组（＞160Ma)、圆筒山组（三尖铺组中下部，约160－149Ma?)、毛坦厂组（周公山组／三尖铺组上部／凤凰台组，约149－135Ma，顶部为砾岩层）、晓天组（白大畈组／黑石渡组，底部为砾岩层，135－116Ma).     

大别造山带深部地缝合线与地表地缝合线的解耦及大陆碰撞岩石圈楔入模型: 中生代幔源岩浆岩Sr-Nd-Pb同位素证据

中国东部华北和华南陆块的中生代镁铁质岩浆岩的Nd-Pb同位素存在显著差异 华北陆块中生代幔源岩浆岩的εNd值可低至-15～-21, 206Pb/204Pb<17.9, 而华南陆块的εNd值>-10, 206Pb/204Pb>18.3. 大别造山带北部发育的中生代辉石-辉长岩的εNd值可低至-19, 206Pb/204Pb<17.3. 这说明北大别带深部岩石圈的地球化学特征与华北陆块岩石圈类似, 而不同于华南陆块. 因此, 虽然大别造山带华北与华南陆块地表地缝合线位于北大别带北侧, 但是切割中国东部的中生代深部岩石圈Nd同位素剖面显示其深部地缝合线应位于北大别带以南. 这与前人建议的郯庐断裂以东深部地缝合线南移现象是一致的, 但与华南陆块地壳向北俯冲相矛盾. 这一深部地缝合线与地表地缝合线的解耦现象可以用大陆碰撞岩石圈楔入模型来解释. 俯冲板片断离后, 两陆块的持续会聚可形成缝合带的强挤压环境, 从而导致已折返的俯冲陆壳与未折返的镁铁质下地壳及岩石圈地幔分离, 并使华北陆块下地壳及岩石圈楔入扬子陆块北缘俯冲陆壳和岩石圈地幔之间. 这一构造作用导致华南陆块原俯冲陆壳向北仰冲, 而华南陆块深部岩石圈向华北陆块下俯冲. 它是导致大别山侏罗纪超高压变质岩的第2次快速抬升和岩石圈拆离(delamination)及相应岩浆作用的重要构造机制. 大别-苏鲁造山带深部地缝合线南移也为早白垩纪沿长江中下游一带发生的大规模中生代岩浆-成矿作用创造了深部构造条件.