蚌埠荆山地区变质P-T条件评价与锆石U-Pb定年分析

王　娟¹　宋传中¹　石永红¹　李加好¹　刘玉娟²　王智慧¹

（1.   合肥工业大学资源与环境工程学院　合肥　230009；2. 安徽省工业经济职业技术学院地质与

建筑工程学院　合肥　230051 ）

 摘　要　本次研究区荆山位于蚌埠隆起区西部，主要由荆山岩体和太古代五河杂岩（庄子里组）组成。前人主要对荆山岩体进行了大量详实的年代学研究，认为其形成于晚侏罗世（160.2±1.3 Ma），继承锆石记录了（217.1±6.6 Ma）三叠纪变质改造作用，但是对该地区变质岩石学和年代学研究相对缺乏。为此，本文对荆山岩体南侧的角闪岩（WS002-2）、含石榴子石花岗片麻岩（WS004-2）和斜长角闪岩（WS003-2）以及其内部的黑云斜长角闪岩（WS007-1）夹块进行了细致的变质P-T条件分析和锆石U-Pb年代学分析。样品WS002-2因矿物组合简单，适用的温压计有限，其获得的P-T值最低：T=617±13℃和P=0.39±0.02 GPa；WS004-2获得的变质P-T条件为T=545±8℃~549±8℃和P=0.92±0.02 GPa~1.03±0.02 GPa；WS003-2和WS007-1获得的P-T条件较为一致，二者的平均P-T条件范围为T=650±11℃~675±10℃和P=0.64±0.06 GPa~0.70±0.06 GPa。为了进一步细化变质时限，本文对样品WS004-1（花岗片麻岩）和WS007-1进行了锆石U-Pb年代学分析，前者记录了3期明确的地质事件：①2 808±65 Ma；②2657±64 Ma~2 533±67 Ma；③1 873±80 Ma~1 802±75 Ma，应分别指示了初始陆壳形成时限、华北克拉通~2.5 Ga和1.9~1.8 Ga经历的高级变质和退变质作用；后者记录了4期明确的地质事件：①157±4 Ma；②244±6 Ma~212±5 Ma；③480±15 Ma~336±8 Ma；④774±19 Ma~579±14 Ma。其中，变质年龄157±4 Ma仅1颗，应记录了荆山地区经历了晚侏罗世变质作用；年龄②应与蚌埠隆起区三叠纪超高压地幔/下地壳拆沉作用相关；年龄③和年龄④与华北克拉通普遍经历的古生代—中生代变质改造、大规模岩浆活动以及新元古代岩浆活动较为一致。本次研究进一步丰富了荆山地区的变质岩石学和年代学结果，初步将蚌埠隆起区划分为4个变质P-T区间，其形成时限与变质年代学研究结果具有良好的一致性。

关键词　蚌埠隆起　荆山　变质P-T条件　年代学分析

 doi: 10.12017/dzkx.2021.047

The analysis of P-T conditions and zircon U-Pb dating in Jingshan area, Bengbu

Abstract: Jingshan is located in the west of Bengbu uplift and mainly composed of migmatitic granite and Archean Wuhe complex (Zhuangzili Group). Many detailed chronology studies on Jingshan migmatitic granite have been conducted before and reckoned that it was formed in the Late Jurassic (160.2±1.3 Ma) and underwent (217.1±6.6 Ma) Triassic metamorphic transformation. However, there is a lack of research on metamorphic petrology and chronology in this area. Therefore, the studying focused on the metamorphic P-T conditions and zircon U-Pb chronology analysis and were carried out for amphibolite (WS002-2), garnet bearing granitic gneiss (WS004-2), plagioclase amphibolite (WS003-2) and biotite- plagioclase amphibolite (WS007-1) from southern side Wuhe complex of Jingshan migmatitic granite. WS002-2 obtained the lowest P-T value due to its simple mineral group and thermo-barometer limitation: T=617±13℃ and P=0.39±0.02 GPa. The average P-T value of WS004-2 is T=545±8℃~549±8℃ and P=0.92±0.02 GPa~1.03±0.02 GPa. The P-T conditions of WS003-2 and WS007-1 are relatively consistent, the average values are T=675±10℃~650±11℃ and P=0.64±0.06 GPa~0.70±0.06 GPa respectively. Zircon U-Pb chronology analysis was carried out on WS004-1 (granitic gneiss) and WS007-1, the results revealed that WS004-1 recorded 3 geological events: ①2 808±65 Ma, ②2 657±64 Ma ~ 2 533±67 Ma and ③1 873±80 Ma~1802±75 Ma, they should be indicated the time of continental crust formation, the prograde metamorphism and retrograde metamorphism of the North China Craton ~2.5 Ga and 1.9~1.8 Ga respectively. Sample WS007-1 recorded 4 geological events: ①157±4 Ma, ②244±6 Ma ~212±5 Ma, ③480±15 Ma~336±8 Ma and ④774±19 Ma~579±14 Ma. Among them, the metamorphic age of 157±4 Ma only 1 result, which should record the Late Jurassic metamorphism in Jingshan area. The age-② is related to the Triassic UHP mantle/lower crust delamination in Jinshan. Age-③ and age-④ are consistent with the Paleozoic-Mesozoic metamorphic transformation, large scale magmatic activity and Neoproterozoic activity generally experienced in the North China Craton. The study further enriched the metamorphic petrology and chronology analysis in Jingshan and preliminarily divided Bengbu uplift into 4 metamorphic P-T value sections, the P-T conditions and metamorphic chronology results showed good consistency.

Keywords　Bengbu uplift, Jingshan area, Metamorphic P-T conditions, Zircon U-Pb chronology

蚌埠隆起区位于华北克拉通东南缘，胶—辽—吉造山带的最南端，主体由五河变质杂岩组成，自下而上分别为西堌堆组、庄子里组、峰山李组、小张庄组、殷家涧组，最上部为凤阳群和震旦系盖层。该地区广泛出露晚太古代花岗岩（庄子里和磨盘山钾长花岗岩）和中生代花岗岩（荆山、涂山、蚂蚁山等），并伴随大量的花岗片麻岩、（黑云）斜长角闪岩、条带状混合岩等变质岩石。据安徽省地质矿产局（1987）该地区变质岩石的主期变质级别为低角闪岩相，形成年代约~1.9 Ga（图1，图2）。随着研究的不断深入，更多学者认为该地区的峰期变质应为麻粒岩相变质（Liu et al.，2008；Liu et al.，2009；聂峰等，2015；王娟等，2016，2019；Shi et al.，2017），但变质温压条件差异较大，以压力的变化最为显著（0.51~1.67 GPa）。王娟等（2016，2019）通过对庄子里组石榴辉石岩变质P-T条件的研究揭示蚌埠地区记录了低角闪岩相→麻粒岩相→角闪岩相的顺时针P-T轨迹，其中峰期变质作用可能与~2.5 Ga华北克拉通普遍经历的麻粒岩相变质作用相关，~1.9 Ga的角闪岩相变质作用可能与胶—辽—吉造山带的形成紧密联系。前人对该地区的花岗岩形成年代、变质年代与温压条件研究十分充分（Liou et al.，1992；彭澎等，2002；唐俊等，2004；徐祥等，2005；徐文良等，2006；Liu et al.，2009；郭素淑等，2009；王安东等，2009；杨德彬等，2009；杨晓勇等，2012；刘贻灿等，2012，2015，2019；Zhao and Zhai, 2013；聂峰等，2014, 2015；Shi et al.，2017；王娟等，2014，2016，2017，2019；李梦婵等，2017），但是研究区域相对集中。鉴于上述分析，本文选择荆山岩体中出露较为广泛的含石榴子石花岗片麻岩、（黑云）斜长角闪岩，拟将通过变质温压条件和锆石U-Pb年代学分析进一步解析蚌埠地区的变质特征。

图1　研究区地质概况与样品位置

Fig.1　The geologic map and major samples in the studying area

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