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赣南地区早南华世钾质斑脱岩的发现及其大地构造意义

更新时间：2016-07-05

0　引　言

钾质斑脱岩(K-bentonite)被认为是地质历史时期火山喷发产生的凝灰质在海相碱性环境下经沉积成岩作用及蚀变作用形成的一种富钾质的黏土岩(Su et al., 2003)。岩层中保存的这类岩石，不仅能记录地质史上的火山活动，也提供了一种等时性的标志层，可以应用于地层对比研究，另外由于含有锆石等可以获得绝对同位素年龄的斑晶矿物，因此它也是获得地层绝对年龄的良好载体，对于地层年代学的研究具有重要意义(Compston，2000； Gradstein et al.,2004)。世界上绝大多数钾质斑脱岩形成于火山弧环境，也表明其具有较好的大地构造指示意义。

目前，国内相关研究主要集中在华南震旦—寒武系界线(张俊明等，1997)、奥陶—志留系界线(胡艳华等，2009；Su et al.,2009)、二叠—三叠系界线(殷洪福等，1989)、华北中新元古代以及江南新元古代(高林志等，2008)地层中的斑脱岩。赣南地区位于华夏陆块西缘“古华南洋”内，区域内广泛出露新元古代火山-沉积地层，但对其相关的年代学和沉积构造环境的研究还较为薄弱。

近年来，笔者在新元古代上施组新发现了一套钾质斑脱岩，这为深入探讨华夏陆块内部的前寒武纪大地构造演化提供了新的素材。

1　地质背景与样品特征

早南华世上施组是赣南地区出露最老的地层之一，其下为青白口纪库里组、神山组(不见底)，其上与南华纪下坊组整合接触，主要分布于赣江断裂和宜黄—安远断裂之间，为一套浅变质火山-沉积岩系，厚度达千米以上。上施组主要出露于研究区的东北侧(图1)，地层整体是以火山物质为主的火山碎屑沉积和火山堆积，含少量泥质、砂质。

图1　赣南研究区地质简图及采样位置 Fig.1　Simplified geological map and sampling location of the study area, southern Jiangxi

目前，仅有少量学者对赣南地区这套基底浅变质-火山沉积岩系进行过初步研究。张芳荣等(2009)研究了库里组和上施组浅变质岩系，认为它们来源于古元古代—中元古代地层的岛弧环境再造，形成于华夏陆块与扬子陆块俯冲碰撞的过程；时国等(2015)研究了相山铀矿变质基底(库里组和上施组)副变质岩系，认为它们的源区主要与岛弧火成岩有关，形成于华夏地块与扬子陆块后碰撞伸展环境下的残留海盆。由于目前对赣南上施组的形成环境和物质来源还存在分歧，且无上述地层的精确年代学方面的制约，因此在赣南地区上述地层中发现的钾质斑脱岩(凝灰岩)夹层为更好地构建赣南地区前寒武纪年代格架和探讨区域大地构造背景提供了宝贵素材。

通过人工重砂、电磁分选出锆石，然后在双目镜下挑选出锆石颗粒并将其粘牢在环氧树脂表面，打磨抛光后进行透射、反射光和阴极发光(CL)分析。锆石U-Pb定年由ICP-MS和激光剥蚀系统联机完成。ICP-MS为Agilent 7500a(美国Agilent公司)，激光剥蚀系统为GeoLasPro(美国Coherent公司)。激光剥蚀的斑束直径为32 μm，频率为6 Hz。采用ICPMSDataCal程序(Liu et al.,2008)进行数据处理，分析结果使用Isoplot软件(版本3.23) (Ludwig,2003)完成加权平均年龄计算及谐和图的绘制。

6组斑脱岩样品的全岩主量、微量和稀土元素见表2。所有样品具有较高的SiO2(69.39%～75.95%)、较高的K2O(3.97%～7.41%，平均值5.87%)，且w(K2O)>w(Na2O)，显示了其钾质特征，与周明忠等(2007)统计结果一致，符合钾质斑脱岩的特征。微量元素中Nb、Ta、Sr、Ti相对亏损，而Pb表现正异常(图6)，这一特征与其他时期的钾质斑脱岩较为一致，表现出与岛弧岩浆岩相关的地球化学性质。稀土元素方面，研究样品的总稀土元素(∑REE) 含量为125 ～273 g/t，平均值为193 g/t；轻重稀土比值(LREE/HREE) 为4.3～10.1，平均值为8.1；(La/Yb)N值为3.75～12.83，平均值为9.29，表现出轻稀土较为富集的特征。δEu 值为0.40～0.62，平均值为0.52，具有弱Eu负异常(图7)。

图2　江西永丰潭头乡南华纪早世上施组中段火山岩地层剖面及采样位置图 1-钾质斑脱岩；2-凝灰质板岩；3-硅质板岩；4-凝灰质绢云千枚岩；5-变余凝灰质石英细砂岩；6-变余石英角斑岩；7-安山玢岩；8-断层 Fig.2　Volcanic strata profile and sampling location of the Middle Member of Early Nanhua Shangshi Formation from Tantou Village, Yongfeng County, Jiangxi Province

图3　钾质斑脱岩野外照片 Fig.3　Field photos of K-bentonite

2　分析方法

样品采集自江西省永丰县潭头乡早南华世上施组中段火山岩地层剖面(图2)(剖面起点GPS坐标N115°30′00″，E26°50′15″)。该段剖面共出露9层钾质斑脱岩层，采集6组样品，位置见图2。岩石样品为乳白色、黄绿色，斑脱岩表面具弱蜡状光泽，肥皂滑感，与上下变余凝灰质石英砂岩及绢云千枚岩有着截然区别(图3)。

南京地铁机场线S1是一条服务于青奥会，用来连接南京南站和禄口机场二大交通枢纽的主动脉，其车辆段选址位于禄口新城南站以南，横溪河北岸、燕湖路西侧、将军大道东侧的规划用地内，用地面积约31.96万m2。场地用地现状主要为农田、鱼塘、河涌及少量民房，地势低洼平缓。地面高程约7.8m，周围现状道路高程约为13m，车辆段站场场坪标高为11.5m。其中9.8m以下部分为路基处理，主要以清表、河道清淤、C组素土填料和中粗砂填筑、塑料排水板和PHC管桩复合地基加固为主，9.8m至11.5m标高为站场部分，主要填筑A、B组碎石土填料。

袁枚在《续新齐谐》中记录了两个清代官员的斗富。这两个官员是康熙年间的官吏，一个是河道总督赵世显，另一个是里河同知张灏。一次张灏请赵世显到家中饮酒，在酒宴的四周，“树林上，张灯六千盏，高高下下，银河错落”。这次宴请，动用兵役达300人，专门点燃灯烛，剪除烛煤。半个月后，赵世显回请，宴席四周，加灯一万盏之多。奢华尽头是落魄。最后，赵世显因克扣治河工粮、侵蚀钱粮，下刑部狱，家财充公。

（4）As、Hg、Cd、Cu、Pb和 Zn在工业区中的污染级别明显高于非工业区，Cd在非工业区的污染级别为5级，工业区为6级。其他重金属元素在非工业区中以中度污染及以下为主，而工业区则多以“强-极强”污染为主。说明工业活动是中国降尘重金属污染的主要原因，非工业区中又以燃煤和交通源导致的污染最为严重。

主量元素使用Philips PW2404 型X 荧光光谱仪(XRF) 分析(硝酸锂熔融玻璃片法)，分析精度优于5%。微量元素和稀土元素使用Elan 9000 型ICP-MS 等离子质谱仪及Agilent 7700x型、Agilent VISTA型等离子发射光谱仪(ICP-AES)与等离子体质谱仪(ICP-MS) 分析，分别采用偏硼酸锂/四硼酸锂熔融法、四酸消解法，分析精度均优于10%。

3　分析结果

3.1　LA-ICP-MS锆石年龄

早南华世上施组斑脱岩样品中多数锆石晶形良好(图4)，锆石颗粒的测试结果见表1。

样品3901-1所分析的35颗锆石大多数为短柱状，长宽比约为1.5∶1至2∶1，长度约为100～180 μm，锆石中Th/U 比值为0.77～4.50，均大于0.1，为典型岩浆锆石特征。所测得的35组数据中，有3个样品(3901-1-19、3901-1-34、3901-1-35)协和系数较低，有1个样品 (3901-1-09) 的206Pb/238U表面谐和年龄为591 Ma，可能为变质边(锆石边部有弱溶蚀现象)；有1个样品 (3901-1-12) 的206Pb/238U表面谐和年龄为2 078 Ma，为继承锆石；其余30个数据的加权平均年龄值为(756.0±7.5)Ma(图5a)。

样品3901-7所分析的40颗锆石大多数为短柱状，长宽比约为1.5∶1至2∶1，长度约为80～200 μm，锆石中Th/U 比值为0.37～3.41，均大于0.1，为岩浆锆石。所测得的40组数据中，有1个样品 (3901-7-40) 的206Pb/238U表面谐和年龄为439 Ma，可能为变质边(与后期石英角斑岩的入侵有关)；有1个样品(3901-7-10) 的206Pb/238U表面谐和年龄为852 Ma，可能为继承锆石的边部；其余38个数据的加权平均年龄值为(774.1±8.8)Ma(图5b)。

图4　上施组钾质斑脱岩部分锆石图像及分析点位 Fig.4　Zircon images and its analysis positions of part of K-bentonite from the Shangshi Formation

表1　钾质斑脱岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果 Table 1　Zircon U-Pb dating of K-bentonite by LA-ICP-MS

测点号含量/(g/t)ThUTh/U同位素比值年龄/Ma207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ3901⁃1013221791．800．06630．00331．14830．05800．12710．0036817103．777627．477120．50220977．62．700．06260．00331．06400．05330．12650．0037694312．073626．276821．20311798．51．180．06160．00311．04300．04550．12870．0038661107．472522．678021．70497．590．11．080．05600．00370．96820．04700．12450．0037454148．068824．375621．1052452091．170．06500．00341．07990．04640．12690．0037776111．174422．777021．2065944391．350．06170．00341．05230．04230．12880．0038665123．073020．978121．60728．030．80．910．06980．00531．18210．08350．12320．0039924153．079238．874922．5082181791．220．06010．00290．99760．04200．12560．0036609112．070321．476320．71059．654．51．100．06320．00381．08400．06360．12310．0036717128．074631．074920．91138．845．20．860．07090．00391．23720．07030．12960．0039954114．081831．978622．1135201812．870．06730．00281．14600．04660．12640．003785686．377522．076820．9142451811．360．06780．00291．14160．04740．12560．003686388．977322．576320．8152441891．290．06310．00281．04000．04400．12350．0038709293．572421．975121．8163162201．430．06010．00260．99530．04150．12260．003560989．870121．174520．2171311540．850．06400．00311．09430．05460．12570．0037743103．775126．576320．91882．21070．770．05850．00301．00400．05170．12400．0037546111．170626．275321．2203151941．620．05740．00230．96930．04000．12370．003550690．768820．675220．0213251821．780．05680．00220．95530．03850．12270．003448387．068120．074619．4222101531．370．05560．00240．98030．04110．12440．003643993．569421．175620．62358．073．20．790．07070．00311．19520．05480．12390．003694891．579825．475320．7244992591．920．06160．00231．01200．03780．12060．003465777．871019．173419．8252001811．100．05850．00241．03860．04240．12650．003755090．772321．176821．1

续表1

测点号含量/(g/t)ThUTh/U同位素比值年龄/Ma207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ261331051．270．06240．00271．08550．04850．12650．003668799．174623．676820．72798．785．91．150．05610．00270．91180．04290．11880．0034457107．465822．872419．62812279．51．530．05720．00351．00270．05490．12370．0036498131．070527．875220．8292691571．720．06060．00271．04540．04500．12510．003663396．372722．476020．73094．283．11．130．06610．00331．16300．05760．12710．0038809104．578327．177121．5312721881．450．06720．00271．12020．04490．12040．003584480．676321．573320．3321111031．070．06380．00301．08800．05020．12310．003774498．974824．474821．5334641034．500．05940．00320．97580．04520．11850．0034583117．069123．272219．73901⁃7014521902．380．07050．00321．20120．05460．12250．003494492．680125．274519．50268．698．60．700．06470．00311．15040．05390．12860．0037765100．077725．478021．10373．962．51．180．06520．00371．15350．06510．12950．0040783120．077930．778522．80451．339．01．310．07600．00461．41970．08590．13580．00421094121．089736．082123．70584．474．21．140．07080．00411．21010．06870．12580．0037951119．080531．676421．1066022732．200．06590．00271．09510．04380．12070．003380685．275121．273518．9071401341．040．06790．00321．21270．05450．13060．003786596．380625．079121．3082441871．310．06490．00271．14400．04890．12830．003676988．977423．277820．8091021040．980．07210．00361．24950．06280．12670．0037988101．982328．376920．9111371331．030．07110．00311．30630．05620．13430．003896185．084824．781221．41255．951．71．080．07320．00471．22800．07490．12270．00381020130．081334．174621．81394．366．31．420．06970．00381．25510．06680．13110．0038920112．282630．179421．91462．01170．530．07390．00381．30660．06500．12860．00361040105．684928．678020．8151541830．840．06590．00271．16030．04760．12670．003480686．078222．476919．71693．348．11．940．06310．00401．09790．07040．12470．0039711137．075234．175822．11768．31860．370．06570．00281．13160．04780．12380．003479888．976922．875219．6181831351．360．06510．00351．11020．05500．12370．0035776113．075826．575220．11919757．73．410．06410．00381．11600．06360．12700．0039746124．076130．577122．32051．556．70．910．06570．00351．21320．06350．13530．0040796113．080729．181822．72116283．71．930．06580．00341．11190．05660．12350．00351200109．375927．275120．3221861171．590．06280．00311．13900．05290．13240．0038702302．877225．180121．4232471232．010．06500．00301．22570．05680．13710．0040772102．881225．982822．6244582082．200．06330．00281．05210．04620．11980．003371794．473022．972919．12587．478．01．120．06690．00371．13820．06120．12400．0037835116．077229．075421．0261692940．580．06530．00261．14770．04600．12640．003578384．177621．876719．8271611271．270．06570．00311．13480．05100．12530．0036798100．977024．376120．4281551071．440．06630．00291．20770．05170．13170．003981789．780423．879722．12925976．13．410．06210．00341．11360．06300．12890．0037676111．076030．378221．4301771601．110．06670．00291．24370．05150．13570．003782885．082123．382021．23193．577．11．210．07070．00361．25320．06480．12790．0038950103．782529．277621．7322701671．610．05850．00261．01280．04520．12510．003555093．571022．876020．1333561851．930．06040．00281．10390．04880．13360．0039620100．075523．680822．03412586．31．450．06260．00401．13430．05960．12720．0038694140．077028．477221．8

续表1

测点号含量/(g/t)ThUTh/U同位素比值年龄/Ma207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ3513092．91．400．06830．00371．25290．06620．13300．0040880112．082529．880522．9363571712．090．06930．00341．29220．06300．13450．0040909100．084227．981422．83711580．41．430．06370．00371．10180．06100．12570．0037731119．075429．576421．4382391871．280．06660．00291．12840．05090．12150．003583396．476724．373919．9391931651．170．06000．00311．02900．04650．12240．0038606117．671823．374521．73902⁃1012262251．010．06260．00301．14950．05710．13230．0047694101．877727．080126．9021201540．780．06530．00321．15040．04860．12170．0034785105．577723．074119．8031391670．830．06780．00301．23400．05510．13200．003986592．081625．079922．4046614011．650．06430．00321．11720．05160．12490．0050750103．776224．775928．9052032270．890．06290．00271．11970．04310．12740．003570690．776320．777320．1071361201．130．06040．00301．07140．04850．12580．0035617105．573923．876420．2081353550．380．06550．00351．14430．06010．12580．0036791111．177528．576420．40915380．51．900．07690．00471．32490．07110．12780．00381120123．085731．077621．71212081．61．470．06700．00411．17590．06400．12930．0041837126．078929．878423．41497．01080．900．07400．00451．42150．08920．13440．00421043120．089837．481323．8152902561．130．07220．00341．22420．05180．12350．003699194．081223．775120．9161261420．890．07110．00321．24930．05450．12800．003695992．682324．677620．61713484．71．580．06560．00361．19510．06040．13440．0040794115．079828．081322．6184112971．380．06850．00271．18420．04430．12640．003688383．379320．676720．5191561860．840．07220．00321．23750．05300．12510．003599291．281824．176020．3202022120．950．06890．00311．18550．05110．12580．003589492．679423．776420．22459．374．90．790．06850．00421．22140．06890．13170．0038883126．081031．579821．82549．228．51．730．07380．00531．36640．09230．13730．004610360146．087539．682926．32616939．34．280．06500．00241．08930．04000．12140．003477678．574819．573919．8271851321．400．06250．00281．07490．04880．12480．003870094．474123．975821．7281491221．230．07230．00361．27380．06150．12850．0039994100．083427．578022．33110159．01．710．06760．00461．22040．07080．12390．0039857141．081032．475322．33269．984．60．830．07180．00361．24560．06000．12710．0038989103．782127．177121．53327082．63．270．06520．00411．21270．06990．13000．0041783133．080632．178823．53499．964．01．560．06740．00431．20510．07970．12790．0042850133．080336．777624．03514269．62．040．07560．00541．38570．10660．13210．00431085110．088345．480024．3

样品3902-1所分析的35颗锆石均为短柱状，长宽比约为1.5∶1至2∶1，长度约为80～120 μm，锆石中Th/U 比值为0.38～4.28，均>0.1，为岩浆锆石。所测得的35组数据中，有7个样品(3902-1-06、10、11、13、21、29、30)的协和系数比较低，有2个样品 (3902-1-22、23) 的206Pb/238U表面谐和年龄为938、903 Ma，可能分析点到了继承锆石的边部，其余26个数据的加权平均年龄值为(774.3±8.5)Ma(图5c)。

图5　上施组钾质斑脱岩锆石U-Pb年龄协和图 Fig.5　Concordia charts showing zircon U-Pb ages of the Shangshi Formation K-bentonite

3.2　全岩元素地球化学特征

1994年，移动学习的初步探究始于美国，随后，德国、英国等诸多国家开始对移动学习展开了研究。［1］近年来，许多国家对移动学习展开研究，涉及基础教育、高等教育、职业培训、远程教育、成人教育等多个方面。我国移动学习研究虽然起步较晚，但却有强大的发展势头。2001年，教育部加强对移动学习的重视，并构建移动学习平台，展开试点项目研究。

3.3　锆石Lu-Hf同位素组成

对3901-1、3901-7、3902-1这3件钾质斑脱岩样品中69颗已经进行了U-Pb定年的锆石进行Lu-Hf 同位素分析(表3)。样品3901-1中，176Lu/177Hf比值为0.000 714～0.002 189，176Hf/177Hf比值 为0.281 782～0.282 384，二阶段Hf 模式年龄(tDM2) 为1 539～ 2 855 Ma，εHf(t) 分布在-18.7～1.7之间；样品3901-7中，176Lu/177Hf比值为0.000 909～0.001 998，176Hf/177Hf比值为0.281 666～0.282 485，二阶段Hf 模式年龄(tDM2) 为1 307～3 030 Ma，εHf(t) 值分布在-20.1～5.8之间；样品3902-1中，176Lu/177Hf比值为0.000 992 2～0.001 997，176Hf/177Hf比值为0.281 859～0.282 395，二阶段Hf 模式年龄(tDM2) 为1 501～2 644 Ma，εHf(t)为-14.2～2.9(图8)。

表2　钾质斑脱岩样品主量元素与微量元素分析结果 Table 2　Major and trace elements analysis result of K-bentonite samples

项目3901⁃13901⁃23901⁃33901⁃73902⁃13902⁃2SiO274．6575．9569．3977．3369．5775．49Al2O313．3813．1614．679．6216．4813．55CaO0．320．351．111．500．0800．030Fe2O31．971．342．322．572．391．97K2O6．316．887．413．976．354．27MgO0．510．350．590．770．690．50MnO0．0500．0300．110．110．0200．010Na2O0．790．330．660．401．591．08P2O50．0300．0300．0700．130．0400．030TiO20．270．210．390．360．390．32LOI1．381．252．132．701．942．36合计99．6699．8898．8599．4699．5499．61Al2O3/TiO249．5662．6737．6226．7242．2642．34Li18．811．017．839．839．518．9Be2．652．411．942．874．492．71Cr11．06．0013．020．07．0022．0Mn37528275990214877．0Co3．101．909．302．101．601．10Ni5．904．7011．47．903．4010．2Cu2．604．405．308．603．305．00Zn51．049．077．056．086．053．0Ga19．614．316．320．527．920．3Rb10572．9106127156117Sr74．482．792．053．878．936．8Mo0．0800．291．730．0500．150．31Cd0．050．120．130．110．410．040

续表2

项目3901⁃13901⁃23901⁃33901⁃73902⁃13902⁃2In0．0660．0560．0630．0630．0960．061Cs2．282．472．363．764．984．65Ba7705508606401490700Tl0．450．330．510．410．700．53Pb19．623．329．624．523．712．0Bi0．0900．130．200．240．150．20Th13．913．614．19．5110．614．0U1．501．701．901．102．202．90Nb13．915．213．99．0014．913．7Ta0．940．970．910．651．020．93Zr152136162100186188Hf4．003．704．302．605．205．00Sn2．502．302．202．103．102．00Sb0．341．240．970．770．681．42Ti30018065965912060．0W1．200．801．3010．07．201．90As5．6092．722．42．106．50102V16．010．019．044．029．024．0La68．350．652．123．624．240．4Ce11289．287．048．848．975．4Pr12．69．889．886．188．468．92Nd45．235．734．823．631．532．5Sm8．376．796．485．057．006．28Eu1．310．811．061．011．200．93Gd7．115．585．684．937．105．01Tb0．940．810．810．671．120．74Dy6．205．065．164．437．625．09Ho1．241．021．070．841．581．03Er3．913．183．562．684．843．31Tm0．590．490．530．380．750．50Yb3．823．113．402．314．633．15Lu0．660．510．590．380．750．56Sc5．704．606．609．009．706．20Y12．511．917．417．715．013．1Nb/Y1．111．280．800．510．991．05(Zr/TiO2)×10-40．0560．0650．0420．0280．0480．059Nb+Y26．427．131．326．729．926．8Nb/Yb3．644．894．093．903．224．35Th/Yb3．644．364．154．122．294．43

图6　上施组钾质斑脱岩微量元素原始地幔标准化蛛网图 (原始地幔标准化值据 Sun et al.,1989) Fig.6　Primitive mantle normalized spider diagram of REE of K-bentonite from the Shangshi Formation (primitive mantle normalized data after Sun et al., 1989)

注：主量元素质量分数单位为%；微量元素含量单位为g/t

图7　上施组钾质斑脱岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式图 (标准化值据 Sun et al.,1989) Fig.7　Chondrite normalized distribution pattern of REE of K-bentonite from the Shangshi Formation (normalized data after Sun et al., 1989)

4　讨　论

4.1　原岩恢复及构造环境判别

高场强元素的判别图解通常可以揭示钾质斑脱岩原岩组成及其形成的构造环境(Teale et al.,1986；Merriman et al.,1990；Huff et al.,1997；Su et al.，2006)。在Zr/TiO2-Nb/Y 图解(图9) 中，所研究的上施组斑脱岩样品大部分位于粗安岩区域，这与周明忠等(2007)和胡艳华等(2009)对国内外大量钾质斑脱岩的统计结果一致。

近年来，面对日益加剧的国际科技竞争，世界主要国家（地区）都将发展目标瞄准了新一轮的科技革命和产业变革，加强科学研究与创新战略部署，增加科技创新投入，抢占未来科技经济发展的先机。本文根据国内外权威机构发布的研究报告及相关数据，力求从全球视野分析和把握近15年全球科技投入的基本趋势及中国科技投入的水平，以期为我国科技投入决策提供一定的参考和借鉴。

表3　钾质斑脱岩中锆石LA-MC-ICP-MS Hf同位素分析结果 Table 3　Zircon Hf-isotope analysis result of K-bentonite by LA-MC-ICP-MS

样品t/Ma176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σεHf(0)εHf(t)2σtDM22σf(Lu/Hf)3901⁃1017760．0681090．0019570．2819910．000035-28．1-11．81．2241550-0．94027360．0869060．0023930．2820590．000023-25．7-10．40．8229933-0．93037250．0294940．0008210．2821180．000018-23．6-7．80．6212525-0．98046880．0477680．0013000．2820540．000024-25．9-11．10．8230334-0．96057440．0514460．0015040．2823840．000017-14．21．70．6153924-0．95067300．0746720．0019930．2820970．000023-24．3-9．00．8220533-0．94077920．0347230．0009800．2820410．000030-26．3-9．11．1226342-0．97087030．0839590．0021890．2822280．000033-19．7-5．01．2193347-0．93118180．0253470．0007140．2820160．000023-27．2-9．30．8229532-0．98137750．0866620．0023100．2822000．000023-20．7-4．60．8196133-0．93147730．0798140．0022460．2821130．000024-23．8-7．70．8215534-0．93157240．1157590．0030020．2822150．000028-20．2-5．41．0197641-0．91167010．0550970．0015150．2820820．000019-24．9-9．90．7224027-0．95177510．0335870．0008890．2820110．000022-27．4-11．10．8235130-0．97187060．0477130．0013950．2821010．000025-24．2-9．10．9219135-0．96206880．0435820．0012070．2820840．000020-24．8-10．00．7223428-0．96216810．0757990．0019900．2820630．000020-25．5-11．20．7230729-0．94226940．0632850．0017190．2821300．000018-23．2-8．50．6214326-0．95247100．0751020．0020260．2820180．000022-27．1-12．20．8239231-0．94257720．0503840．0013860．2821430．000022-22．7-6．20．8206031-0．96267460．0567790．0015910．2821290．000022-23．2-7．30．8211331-0．95276580．0251370．0007140．2821900．000030-21．0-6．71．1200141-0．98287050．0887850．0023200．2822150．000025-20．2-5．50．9196536-0．93297270．1018600．0027150．2822840．000026-17．7-2．80．9181138-0．92307830．0508980．0014090．2817820．000018-35．5-18．70．6285625-0．96317630．1182130．0031010．2821660．000022-21．9-6．40．8206932-0．91327480．0475170．0012990．2820580．000025-25．7-9．70．9226135-0．96336910．0763110．0021390．2820680．000027-25．4-10．91．0229539-0．943901⁃7018010．0922280．0024190．2821970．000037-20．8-4．21．3195854-0．93027770．0446050．0013460．2824750．000028-11．05．71．0130940-0．96037790．1574330．0039980．2824850．000034-10．64．71．2137352-0．88048970．0348290．0009090．2816660．000032-39．6-20．11．1303044-0．97058050．0485780．0012870．2822420．000040-19．2-1．91．4181656-0．96078060．0706550．0018140．2819600．000026-29．2-12．20．9246337-0．95087740．0646500．0016840．2820580．000017-25．7-9．30．6225824-0．95118480．0623700．0016650．2818000．000031-34．8-16．81．1279044-0．95128130．0727780．0018930．2823840．000032-14．23．01．1151346-0．94148490．0711730．0018910．2823320．000033-16．01．91．2161047-0．94157820．0885570．0023010．2823030．000035-17．0-0．81．2172651-0．93

续表3

样品t/Ma176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σεHf(0)εHf(t)2σtDM22σf(Lu/Hf)167520．1064570．0027630．2821420．000045-22．7-7．31．6211766-0．92187580．0724650．0019440．2821040．000034-24．1-8．11．2217348-0．94208070．0923380．0024680．2820630．000033-25．5-8．81．2225648-0．93227720．0764910．0020050．2823330．000041-16．00．21．4165459-0．94238120．0578120．0016330．2820290．000032-26．7-9．51．1230045-0．95247300．1644670．0044740．2824430．000049-12．12．01．7150676-0．87288040．0945900．0026160．2820870．000038-24．7-8．11．3220955-0．92297600．1802150．0046250．2821690．000043-21．8-7．21．5211266-0．86308210．0654480．0018400．2819880．000046-28．2-10．91．6239465-0．94327100．0900640．0026060．2823420．000045-15．7-1．01．6168666-0．92347700．0677910．0017430．2820250．000041-26．9-10．61．4233658-0．95368420．0902130．0024320．2820980．000036-24．3-6．81．3215852-0．93397180．0795030．0021860．2823030．000025-17．0-2．10．9175736-0．933902⁃1027770．0769380．0020950．2823680．000033-14．71．51．2157648-0．94038160．0870070．0022870．2820970．000030-24．3-7．31．1216943-0．93057630．0619100．0016030．2820840．000029-24．8-8．61．0220441-0．95077390．1080730．0028050．2823570．000023-15．10．00．8164334-0．92098570．1234290．0032730．2821990．000040-20．7-3．41．4195559-0．90127890．0701350．0018720．2823950．000028-13．82．91．0150140-0．94148980．0586590．0015650．2820340．000031-26．6-7．41．1223944-0．95168230．0666780．0019760．2820630．000048-25．5-8．21．7223068-0．94177980．1199050．0031370．2822050．000040-20．5-4．31．4196659-0．91187930．1018890．0026600．2822100．000035-20．3-4．01．2194151-0．92248100．0805990．0022660．2820800．000028-24．9-8．11．0220940-0．93258750．0621220．0016420．2818590．000033-32．7-14．21．2264446-0．95277410．0537930．0015730．2822410．000033-19．2-3．51．2186447-0．95318100．0749240．0019970．2820590．000041-25．7-8．71．4224758-0．94328210．0348870．0009920．2820160．000035-27．2-9．41．2230249-0．97348030．0937440．0025890．2822150．000042-20．2-3．61．5192261-0．92358830．1061550．0029310．2822990．000040-17．20．81．4170459-0．91

4.2　时限性及大地构造意义

上施组3个样品的测年数据表明，其锆石的结晶年龄主要集中在756、774 Ma这2个时间段上，可能代表了2个火山喷发事件。在国际地层年代上对应于早南华世，与上施组的地质时代相吻合。

锆石Lu-Hf 同位素原位分析使用带有Merchantek/New Wave Research 213 nm激光熔蚀探针的Nu Plasma MC-ICP-MS仪器。以He作为载气，激光束斑直径为55 μm，熔蚀时间为60 s，熔蚀深度约为40 μm，剥蚀频率为5 Hz，采用MT作为外部标样，MT的176Hf/177Hf比值为0.282 530±30。εHf(t)计算采用的176Lu的衰变常数为1.867×10-11(Söderlund et al.,2004)，球粒陨石176Hf/177Hf比值为0.282 785，176Lu/177Hf 比值为 0.033 6(Bouvier et al.,2008)。亏损地幔Hf模式年龄(tDM1)采用176Hf/177Hf值为0.283 251，176Lu/177Hf值为0.038 4(Griffin et al.，2000)，二阶段Hf模式年龄(tDM2)采用平均大陆壳176Lu/177Hf比值为0.015 0计算。

赣南地区上施组火山岩锆石Hf同位素变化较大，锆石Hf二阶段模式年龄tDM2为1 306～3 030 Ma，大部分集中在1.8～2.4 Ga，其中2.2 Ga为主峰(图11)，明显大于其形成时代(774～756 Ma)。火山岩中绝大部分锆石的εHf(t)值为负值，表明火山岩岩浆主要源自古老地壳物质的再循环，同时指示这种岩浆源区物质形成于元古代时期的地幔熔融。测定的69颗锆石中有11颗εHf(t)为正值，具有相对较老的206Pb/238U年龄。在εHf(t)-t(U-Pb年龄)图上(图8)，投影在均匀陨石储库演化线(CHUR)与亏损地幔演化线(DM)之间，表明有少量地幔物质的贡献。因此，赣南地区中晚南华世火山活动早期岩浆(774 Ma)存在地幔物质的加入，而年轻的(756 Ma)火山岩则主要来源于地壳物质的重熔。

图8　赣南地区上施组钾质斑脱岩锆石εHf(t)-t (U-Pb年龄)图 Fig.8　Zircon εHf (t)-t (U-Pb age) of K-bentonite from the Shangshi Formation, southern Jiangxi area

图9　钾质斑脱岩Zr/TiO2-Nb/Y 原岩判别图解 (据Winchester et al.,1977) Fig.9　Zr/TiO2-Nb/Y discrimination diagram for primary rock of K-bentonite (after Winchester et al., 1977)

图10　构造背景判别图解 (a)Y-Nb判别图解(据 Pearce et al.,1984)；(b) Zr-TiO2 构造背景判别图解(据Pearce et al.,1979)；(c) Nb/Yb-Th/Yb 构造环境判别图(据Peace et al.,1995)；(d) Th-Hf-Ta判别图解(据Wood,1980) Fig.10　Discrimination diagrams for tectonic setting (a) Y-Nb discrimination diagram (after Pearce et al., 1984); (b) Zr-TiO2 discrimination diagram for tectonic setting (after Pearce et al., 1979); (c) Nb/Yb-Th/Yb discrimination diagram for tectonic setting (after Peace et al., 1995); (d) Th-Hf-Ta discrimination diagram (after Wood, 1980)

图11　赣南地区上施组钾质斑脱岩锆石Hf二阶段模式年龄(tDM2)频数直方图 Fig.11　Frequency histogram of zircon two-stage Hf-isotope model ages of K-bentonite from the Shangshi Formation, southern Jiangxi area

钾质斑脱岩构造环境判别研究应用最多的为Y-Nb、Zr-TiO2、Nb/Yb-Th/Yb和Th-Hf-Ta图解。从Y-Nb图(图10a)看，样品均落在火山弧花岗岩与板内花岗岩的交界线附近。在Zr-TiO2图解(图10b) 中均落在火山弧岩浆区域内。Nb/Yb-Th/Yb 图解中(图10c)，所有样品均落入岛弧区域。另外，在不活泼的HFS元素的Th-Hf-Ta图解中(图10d)，所有样品均落入火山弧区。综合所有样品的微量元素特征和各种判别图解，认为华南早南华世上施组钾质斑脱岩原岩形成的构造背景为岛弧环境。

因此，华夏西部(赣南地区)早南华世上施组钾质斑脱岩的发现，表明774～756 Ma间华夏内部还存在洋壳俯冲形成的火山弧岩浆活动，进一步证实扬子与华夏在早南华世还未发生碰撞拼贴。

5　结　论

(1) 赣南地区上施组发现的乳白色、黄绿色岩层为典型的钾质斑脱岩，为早南华世(774～756 Ma)火山活动产生的凝灰质物质在海相环境中沉积与蚀变的产物。

(2) 钾质斑脱岩原岩主要为中酸性火山岩，包括流纹英安岩、粗面安山岩等，微量元素特征及构造环境判别图解指示其产出的主要构造背景为岛弧环境。

(3) 火山岩锆石Hf同位素分析结果及同位素年代学数据显示，早期岩浆(774 Ma)具有少量的地幔物质贡献，而晚期岩浆(756 Ma)几乎完全是壳源物质局部熔融的结果。

(1)a.Excuse me,could you tell me the right time,please?

(4) 综合构造背景及时限性，华夏西缘(赣南地区)早南华世上施组钾质斑脱岩的发现，表明774～756 Ma间华夏内部还存在洋壳俯冲形成的火山弧岩浆活动，进一步证实扬子与华夏在早南华世还未发生碰撞拼贴。

国内硫酸钾市场暂时保持平稳走势，厂家报价虽然较之前期略有走高，但实际成交多根据订单量一单一议为主。目前曼海姆硫酸钾厂家装置开工仍维持在6成左右，厂家报价50%粉在2950元/吨，52%粉报价在3050-3150元/吨，但据悉实际成交多有一定的可商谈空间，询单稍有增加。

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周博文，曾国丰，徐文坦，冯永馨
《地质学刊》 2018年第01期
《地质学刊》2018年第01期文献

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