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泛非造山运动（600~500 Ma构造事件，又称作Kuugan orogeny（Meert et al.，1995；Fritz et al.，2013）是冈瓦纳大陆形成过程中的一次重要的构造-热事件，它与亚欧大陆的形成关系密切，新元古代晚期—早古生代的“泛非构造”（起源于非洲并扩展到整个冈瓦纳古陆）在全球范围内形成了同期的重要不整合及岩浆岩（任留东和王浩，2023）。中国大陆受泛非造山运动的影响，在不同地区发生了不同规模的岩浆活动。目前已发现的同期岩浆岩体在中央造山带、中亚造山带、华南板块（“广义的华南”）及青藏高原等地区均有分布。其中，华南板块发育的泛非期岩浆岩体主要分布于西北侧，而东南侧仅见继承锆石的相关报道。华南板块作为亚欧大陆的重要组成部分，主体由其东南侧的华南造山带（又称“华夏板块”或“华夏地块”，即狭义的华南，本文用华南造山带来代表华夏地块）和西北侧的扬子地块及二者之间的碰撞拼合带（江南造山带）构成（舒良树，2012，2021；张国伟等，2013）。有学者认为华南造山带与扬子地块的拼合时间可能始于930~890 Ma，最终陆-陆碰撞于880 Ma前后完成（Li Xianhua et al.，2009；Li Zhengxiang et al.，2012；Wang Yuejun et al.，2012），或是弧-陆碰撞于~860 Ma（Zheng Yongfei et al.，2008），也有学者认为华南造山带与扬子地块之间的华南洋持续至早古生代，可能最终拼合于寒武纪初期（殷鸿福等，1999；潘桂棠等，2016；张克信等，2016；覃小锋等，2017；Liu Songfeng et al.，2018）。对于二者碰撞拼合的完成时间及其构造属性等问题，不同学者持不同意见。华南造山带内部发育的泛非期岩浆岩体的同位素年代学、岩石地球化学及锆石Lu-Hf同位素特征等是剖析和识别早古生代初华南造山带与冈瓦纳大陆及亚欧大陆的关系、与扬子地块最终碰撞拼合的时间、属性、所处大地构造位置等科学问题的关键证据。
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华南板块发育大量显生宙花岗质岩浆岩，而华南造山带的分布面积占总量的90%之上。早古生代形成的多期次岩浆活动以武夷山-云开山两侧、武功山以及诸广山—万洋山地区发育的花岗质岩浆岩带等为典型代表（郑基俭，1988；任纪舜，1990；李献华，1991；王德滋和沈渭洲，2003；吴富江和张芳荣，2003；李光来，2011；Chu Yang et al.，2012；Zhang Feifei et al.，2012；Zhao Kuidong et al.，2013；任纪舜和李崇，2016；郭春丽和刘泽坤，2021）。这些花岗质岩浆岩带因岩石类型发育齐全、成因复杂、变形微弱等特点而备受关注，特别是多期次、多成因复式岩体尤其典型，以地处华南腹地巨型的诸广山复式岩基为代表（图1、2）。华南造山带北邻江-绍断裂带，南接南澳-深大断裂。诸广山复式岩基作为华南造山带中部的西北缘的一部分，其特殊的大地构造位置及其岩浆活动特征成为剖析扬子板块与华南造山带的拼合时间、属性及地壳内部结构、壳幔相互作用等科学问题的关键。
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图1 华南岩浆岩分布（a）及梧桐岩体采样位置简图（b）（据湖南省地质调查院，2002❶；周新民，2007）
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Fig.1 The magmatic distribution in South China (a) and the sample location on Wutong pluton (b) (after Hunan Provincial Institute of Geological Survey, 2002❶; Zhou Xinmin, 2007)
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图2 梧桐岩体的特征（a~d）及显微镜下照片（e、f）
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Fig.2 Characteristics of Wutong pluton (a~d) and microscopic photos (e, f) of representative specimens of Wutong pluton
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（a）—梧桐岩体边缘及中部特征；（b）—暗色镁铁质微粒包体；（c）—岩体边部的暗色镁铁质微粒包体；（d）—梧桐岩体与桂东岩体接触界线；（e）—H0303-3样品中暗色镁铁质微粒包体显微特征（正交偏光）；（f）—暗色镁铁质微粒包体中角闪石显微特征（正交偏光）；Kfs—钾长石；Bt—黑云母；Di—透辉石；Hb—角闪石；Qz—石英
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(a) —characteristics of the edge and center part of Wutong pluton; (b) —mafic microgranular enclaves; (c) —mafic microgranular enclaves at the margin of the pluton; (d) —contact relationship between Wutong pluton and Guidong batholith; (e) —microscopic characteristics of mafic microgranular enclaves in sample H0303-3 (orthogonal polarization) ; (f) —microscopic characteristics of hornblende in mafic microgranular enclaves (orthogonal polarization) ; Kfs—K-feldspar; Bt—biotite; Di—diopside; Hb—hornblende; Qz—quartz
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1 区域地质背景
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华南板块在漫长地质历史中经历了长期的多个旋回构造演化，特别是新元古代—早古生代以来华南板块遭受了泛非旋回（兴凯旋回）、加里东旋回、海西旋回、印支旋回、燕山旋回及喜马拉雅旋回等的复合叠加影响（任纪舜等，1990），形成了大量的花岗质岩浆岩侵入体。其中，前震旦纪岩浆岩出露较少，主要分布于扬子板块中，以太古宙—元古宙伊家湾片麻状花岗岩体（~1.9 Ga）（Yu Jinhai et al.，2009）为代表，元古宙岩浆岩以混合花岗岩及双峰式火山岩为代表（830~750 Ma）（Li Xianhua，1998；Wang Jian and Li Zhengxiang，2003）。新元古代晚期—早古生代，华南造山带可能处于泛非造山运动末端，构造-岩浆活动微弱（杜远生和徐亚军，2012）。寒武纪—泥盆纪，华南受全球加里东造山运动的强烈影响，形成了一系列的NE—NNE向的非碰撞造山环境的陆内褶皱系（任纪舜，1990；Wang Yuejun et al.，2007，2012；李三忠等，2016a，2016b），并发育了成岩年龄集中于474~410 Ma之间的多个花岗质岩浆岩体，这些岩体呈面状分布于江绍断裂带与政和-大埔断裂带之间（李献华，1991；王德滋和沈渭洲，2003；吴富江和张芳荣，2003；李光来，2011；Chu Yang et al.，2012；Zhang Feifei et al.，2012；Zhao Kuidong et al.，2013；徐文景，2017；张素梅等，2022，2023，2024）。中泥盆世—早二叠世的海西造山运动将俄罗斯板块和西伯利亚板块连接在一起，形成亚欧大陆的雏形，华南地区岩浆活动微弱。中生代以来，中国东部中生代上叠造山系经历了印支期、燕山期两个造山旋回的发展形成了中国东部造山系（任纪舜等，2024）。其中，早三叠世—中三叠世，华南内陆主要受华南与印支板块和华北板块碰撞影响而处于挤压构造环境，形成了少量同碰撞S型花岗岩，华南内陆在~234 Ma由挤压开始进入后碰撞伸展环境，并发生大规模234~227 Ma的岩浆活动，在~206 Ma岩浆活动开始逐步减弱，印支期构造旋回结束（孙立强，2018；Zhang Sumei et al.，2022；张素梅，2023）。晚中生代华南板块在包括其东侧（古）太平洋构造域和西南侧特提斯构造域等多种构造机制的共同影响下，产生了大规模的岩浆活动和变质变形作用，形成了出露面积约2×105 km2的花岗岩及火山盆地（Shu Liangshu et al.，2009）。新近纪时受菲律宾海板块与台湾碰撞影响经历了挤压变形过程，形成逆断层，红层轻微褶皱，但闽粤沿海及南海大陆架则继续引张、裂陷（Guo Lingzhi et al.，1989；Zhao Guowei and Cawood，1999；Li Xianhua et al.，2009；Li Longming et al.，2017；徐文景，2017；刘梓等，2020）。
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2 岩体特征
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梧桐岩体地处湘赣交界处，呈不规则状出露于诸广山复式岩基中东部（图1、2），其分布面积约5 km2，并被加里东期花岗质岩浆岩所覆盖。该岩体的主体由黑云母二长花岗岩构成。岩石呈灰白—浅灰色，具有中粗粒似斑状结构，块状构造。斑晶（5%~8%）以具明显卡氏双晶结合纹的浅灰—无色钾长石为主。岩体中部斑晶大小1.5 cm×1.0 cm~2.5 cm×1.0 cm，其边部斑晶略具定向性（长轴走向~286°），大小1.5 cm×1.0 cm~0.6 cm×1.0 cm。基质呈粗粒不等粒结构，其中：石英（25%~30%），大小0.2~0.4 cm，偶见集合体状出现；黑云母（10%~15%），深褐色，大小0.25 cm×0.2 cm~0.2 cm×0.2 cm，多呈自形片状集合体产出；钾长石（30%~~35%）为自形板状，无色—浅肉红色，大小为0.4~0.7 cm；斜长石（20%~25%），灰白色，自形宽板状产出，大小0.4 cm×0.2cm~0.6 cm×0.3 cm；副矿物主要为锆石、磷灰石等。岩体内部暗色微粒包体（长径2~8 cm）常呈椭圆状产出，部分呈不规则状产出，包体与寄主岩石接触边界大多清晰（图2）。
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3 分析方法
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3.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb测年
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LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在北京科荟测试技术有限公司及河北省战略性关键矿产资源重点实验室完成。锆石定年分析所用仪器为AnlyitikJena PQMS Elite型 ICP-MS及与之配套的ESI NWR 193 nm 准分子激光剥蚀系统。激光剥蚀所用斑束直径为25 μm，频率为10 Hz，能量密度约为2.01 J/cm2，以He为载气。LA-ICP-MS激光剥蚀采样采用单点剥蚀的方式，测试前先用锆石标样GJ-1进行调试仪器，使之达到最优状态。锆石U-Pb定年以标样GJ-1为外标，微量元素含量利用NIST610做外标、Si做内标的方法进行定量计算（Liu Yongsheng et al.，2010）。测试过程中在每测定10个样品前后重复测定两个锆石标样GJ-1对样品进行校正，并测量一个锆石Plešovice，观察仪器的状态以保证测试的精确度。数据处理采用ICP MS DataCal程序（Liu Yongsheng et al.，2010），测量过程中绝大多数分析点206Pb/204Pb＞1000，未进行普通铅校正，204Pb含量异常高的分析点可能受包体等普通Pb的影响，对204Pb含量异常高的分析点在计算时剔除，采用用Isoplot 3.0程序（Ludwig，2003）获得锆石年龄谐和图。
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3.2 Lu-Hf同位素
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LA-ICP-MS锆石原位Hf同位素测试分析在北京科荟测试技术有限公司完成。所用仪器为激光剥蚀多接收等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS），激光剥蚀系统为德国LamdaPhysik公司生产的Geolas 200M 激光剥蚀仪器，MC-ICP-MS系统为德国Thermo Fisher Scientific公司生产的Neptune Plus 仪器。实验过程中采用氦气作为剥蚀物质的载气，用的激光剥蚀斑束直径为45 μm，频率为8 Hz；91500和GJ-1作为分析测试的标准锆石样品。
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3.3 全岩主微量元素分析
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主量元素测定采用熔片X荧光光谱法（XRF），在北京科荟测试技术有限公司完成，所用仪器为岛津XRF-1800，测试精度优于5%。全岩微量元素含量采用溶样法在北京科荟测试技术有限公司利用Thermo Element XR-ICP MS分析完成。用于ICP-MS分析的样品处理如下：先将200目样品置于105℃烘箱中烘干12 h，然后准确称取粉末样品50 mg置于Teflon溶样弹中，随后依次缓慢加入0.5 mL高纯HNO3和1 mL高纯HF，之后将Teflon溶样弹放入190℃烘箱中加热48 h以上，待溶样弹冷却后置于140℃电热板上蒸干，然后加入1 mL HNO3蒸干，重复一次；加入5 mL 30%的HNO3，再次将Teflon溶样弹置于190℃烘箱中过夜，之后转入聚乙烯塑料瓶中，加入Rh内标，并用2%的HNO3稀释至100 g以备ICP-MS测试；多数微量元素的测试精度为5%。
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3.4 全岩Sr-Nd同位素分析
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全岩Sr-Nd同位素分析使用MC-ICP-MS在北京科荟测试技术有限公司测试完成。Sr同位素组成的测定，全部采用静态方式，测试前使用NIST987 200 μg/L标准溶液对Neptune Plus进行参数优化，包括等离子体部分（矩管位置和载气流速等参数）和离子透镜参数，以达到最大灵敏度。化学分离后的样品用2% HNO3溶液引入质谱，样品测试完成后，使用2% HNO3溶液清洗进样系统，然后开始下一个样品的测量。87Sr/86Sr比值采用88Sr/86Sr=8.375209进行指数归一化校正。Nd同位素的测定，全部采用静态方式，测试前，使用ThermoFisher调谐液（Nd含量为200 μg/L）对Neptune Plus进行优化，包括等离子体部分（矩管位置和载气流速等参数）和离子透镜参数，以达到最大灵敏度。化学分离后的样品用2% HNO3引入质谱，样品测试完成后，使用2% HNO3溶液清洗进样系统，然后开始下一个样品的测量。143Nd/144Nd比值采用146Nd/144Nd=0.7219进行指数归一化校正。
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4 分析结果
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4.1 锆石U-Pb定年结果
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梧桐岩体代表性样品H0303-3（黑云母二长岩）的锆石大小150~200 μm。锆石呈柱状—长柱状，长宽比为1.5∶1~3∶1，自形程度较好，裂纹不发育。CL图像显示结晶环带清晰且具有岩浆锆石的典型韵律环带结构。锆石的 232Th/238U比值为0.25~0.93。该样品共测试20个颗粒，测试部位均在锆石边部，测试数据结果见表1。其中，锆石09的207Pb/206U年龄为3276 Ma，可能为继承锆石；锆石06（535.6 Ma）可能为泛非晚造山运动作用初期的产物；锆石15和17投影点远离谐和线而弃用；余下的16颗锆石206Pb/238U年龄值介于520.0~474.7 Ma，均投影在谐和线上或其附近（如图3a、b），其年龄加权平均值为494.4±5.9 Ma（MSWD=1.3，n=16），可以代表样品的结晶年龄。
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4.2 锆石Lu-Hf同位素分析结果
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梧桐岩体的锆石原位Lu-Hf同位素测试结果见表2。所测定的176Lu/177Hf 比值（＜0.002）能代表锆石形成过程中Hf同位素的组成特征。
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样品H0303-3测试19点，176Hf/177Hf初始比值为0.282214~0.282437，εHf（t）值为-8.85~-1.44（除单颗粒继承锆石09为5.72外），一阶段Hf模式年龄tDM1为1459~1082 Ma（继承锆石08为3532 Ma），二阶段Hf模式年龄tDM2为2032~1442 Ma（继承锆石09为3276 Ma）（图3c）。
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4.3 全岩地球化学分析结果
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梧桐岩体样品主量和微量元素结果见表3、4，图4、5。该样品具有高硅、高钾特征。SiO2含量为59.93%~71.31%（均值66.58%），TiO2为0.28%~0.86%（均值0.54%），Al2O3为13.43%~19.20%（均值15.65%），TFe2O3为2.09%~6.20%（均值3.97%），MgO为0.44%~2.18%（均值1.03%），MnO为0.05%~0.09%（均值0.07%），CaO为0.67%~3.61%（均值2.22%），Na2O为2.33%~6.21%（均值3.71%），K2O为3.35%~5.93%（均值4.34%），烧失量为1.15%~1.54%。
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图3 梧桐岩体花岗岩样品H0303-3锆石U-Pb谐和图（a）、加权平均年龄（b）、εHf（t）-年龄关系图（c）
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Fig.3 U-Pb concordia diagram (a) , weighted mean age (b) , and εHf (t) -age diagram of zircons from biotite granite samples of Wutong pluton
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微量稀土元素结果表明（表4），ΣREE为245×10-6~167×10-6，（La/Yb）N值为9.21~6.31，δEu为0.09~0.21。微量稀土元素蛛网图显示，样品富集Rb、Th、U、Nb和轻稀土元素，明显亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti等（图4a）。全岩稀土元素配分曲线具有明显的负Eu异常，呈现右倾“V”字型特征，稀土元素相对重稀土元素未显示富集（图4b）。
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4.4 Sr-Nd同位素分析结果
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Sr-Nd同位素分析结果见表5。黑云母二长花岗岩的Rb（129.09×10-6）、Sr（148.72×10-6）、Nd（31.07×10-6）、Sm（7.04×10-6），87Sr/86Sr值为0.736965，143Nd/144Nd值为0.512061，εNd（t）值为-11.27。
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5 讨论
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5.1 岩体形成时代探讨
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本次研究的梧桐岩体主体形成于~494 Ma，岩浆活动时间可能为536~478 Ma（主峰期为514~482 Ma）。结合覆盖于梧桐岩体之上的（474~464 Ma阶段）捕获岩浆锆石的U-Pb年龄数据特征，笔者认为，显生宙以来，诸广山—万洋山一带首次岩浆活动时间可能始于纽芬兰世末期（~536 Ma），终于芙蓉世末（~478 Ma），岩体的成岩年龄集中于寒武纪第二世中期—芙蓉世末（514~482 Ma），该期岩浆活动明显早于“郁南运动”（又称“加里东第一幕造山运动”（莫柱荪等，1983；任纪舜，1990）的作用时间，同样早于华南造山带的绝大多数地区。以往研究认为，与冈瓦纳超大陆（或“次超大陆”）相关的“泛非造山运动”由660~620 Ma期间的早期造山运动和580~530 Ma期间的晚期造山运动两个阶段构成（滕霞和张建新，2020；任留东和王浩，2023），影响非洲大陆及冈瓦纳部分地区的泛非运动时间为600~500 Ma（Acharyya，2000），其成岩年龄峰值与Kuunga造山带（东冈瓦纳形成有关造山带代表之一）的形成时间相一致，它可能是华南造山带遭受泛非晚造山运动影响的产物之一，这与前人研究结果基本一致。前人认为，早古生代初华南处于泛非造山运动的末端，构造-岩浆活动相对较弱（杜远生和徐亚军，2012），虽在早古生代的岩浆岩、变质岩和沉积岩中发现大量泛非期锆石（年龄700~500 Ma）记录（表6，图6），尤其是诸广山—万洋山一带的加里东期岩浆岩中包含着大量成岩年龄为530~480 Ma的泛非期继承岩浆锆石，以桂东岩体为典型代表，这可能与泛非期构造-岩浆活动记录遭受了现代板块运动改造导致的泛非记录被隐藏或消失有关（张素梅等，2022，2023，2024；任留东和王浩，2023）。张素梅等（2022，2023，2024）对诸广山复式岩基的系统研究数据表明，“掩盖”梧桐岩体的加里东期岩浆岩中普遍存在530~500 Ma及490~480 Ma两个阶段的继承岩浆锆石，尤其是成岩年龄介于474~464 Ma的岩浆岩中的继承锆石数量最多，这一结果暗示华南造山带中部的武夷山、武功山—井冈山—诸广山地区一带可能存在泛非期记录，但由于遭受随后的加里东期构造-岩浆活动的强烈影响而导致了泛非期的记录被隐藏或消失。因此，笔者推测，华南造山带可能遭受了泛非晚期造山运动的微弱影响（时间为536~478 Ma，峰期为514~480 Ma），并在诸广山—万洋山一带伴生了535~496 Ma及490~478 Ma两个阶段的同期岩浆活动，可能同时又遭受了紧随其后的加里东期岩浆活动的强烈改造。
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5.2 岩浆物质来源探讨
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构成梧桐岩体主体的黑云母二长花岗岩属于高钾钙碱性过铝质系列岩石（铝饱和指数A/CNK=1.15~0.94），其高硅富铝、富碱、低磷，富集Rb、Th、U、Nb和轻稀土元素，亏损Ba、Sr、P、Ti典型特征暗示研究区的岩浆主体可能来源于地壳物质的重熔。样品的Zr/Hf值（40.21）、εNd（t）值（-11.27）及锆石样品特征（包含较多的泛非早期阶段及太古宙甚至更老的岩浆锆石，部分锆石包含较古老的继承岩浆锆石核）同样表明研究区岩浆物质的主体可能来源于下地壳物质的重熔，甚至多次重熔。第五春荣等（2007）认为fLu/Hf值小于镁铁质地壳值（-0.34；Vervoort et al.，1996；Amelin et al.，2000）和硅铝质地壳值（-0.72；Vervoort et al.，1996）时则其二阶段模式年龄可反映了岩浆物质从亏损地幔中被抽取时间或在地壳中的平均留存年龄，而样品的fLu/Hf值（-0.98~-0.95）明显小于镁铁质地壳值和硅铝质地壳值，其二阶段模式年龄同样反映主要来源于古元古代的地壳物质。梧桐岩体的MgO（均值1.03%，全球花岗岩MgO平均值0.71%；Le Maitre，1976）和TiO2（均值0.54%，全球花岗岩TiO2平均值0.31%；Le Maitre，1976）明显富集及Rb、（Th+U）、（La+Ce）、Nd、（Zr+Hf+Sm）、（Y+Yb）等的相对富集（图4a、b），Nb/Ta比值（16.85~7.94）和La/Nb比值（2.69~7.949）等特征暗示研究区的岩浆物质来源比较复杂，可能存在岩浆混合作用。其次，样品的CaO/Al2O3-（CaO+Al2O3）和MgO（Na2O+K2O）/CaO-（Na2O+K2O+CaO）的关系（图4a、b）及锆石εHf（t）值为-8.85~-1.44（集中于-3.92~-1.44）暗示研究区的岩浆可能存在混合作用。再次，岩体内部寄存的粒径大小不一的暗色镁铁质微粒包体，大多数与寄主岩石接触界线清晰，部分包体具有明显淬火边结构，其边部矿物多呈细粒—微粒集合体状，同时包体中的部分角闪石包含透辉石残核，因此可排除暗色微粒包体来源于捕掳围岩的可能性（图2c、d），这些特征同样暗示构成梧桐岩体的岩浆可能存在地幔岩浆加入现象。
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图4 梧桐岩体微量元素原始地幔标准化图解（a，据Taylor and McLennan，1985）及稀土元素球粒陨石标准化图解（b，据Sun and McDonough，1989）（474~471 Ma和464~460 Ma数据引自张素梅等，2022，2023，2024）
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Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns (a, normalizing values from Taylor and McLennan, 1985) and primitive mantle normalized element spider diagram (b, normalizing values from Sun and McDonough, 1989) for the Wutong pluton (data of 474~471 Ma and 464~460 Ma cited from Zhang Sumei et al., 2022, 2023, 2024)
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图5 诸广山一带早古生代初代表性样品的CaO/Al2O3-（CaO+Al2O3）图解（a）和（Na2O+K2O）/ CaO-（Na2O+K2O+CaO）图解（b）（底图据孙立强，2018）
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Fig.5 Diagrams for Early Paleozoic representative samples from Zhuguangshan area of the CaO/Al2O3- (CaO+Al2O3) (a) and (Na2O+K2O) /CaO- (Na2O+K2O+CaO) (b) (after Sun Liqiang, 2018)
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图6 华南地区岩浆岩及泛非期继承岩浆锆石碎屑锆石及变质锆石分布简图
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Fig.6 The distribution for magmatic rocks, inheriting magmatic zircons, detrital zircons and metamorphic zircons from Pan-African in South China
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因此，华南造山带内部伴生的泛非期花岗质岩浆可能主要来源于古元古代的下地壳物质的重熔，甚至是多次重熔，且在岩浆活动过程中存在幔源物质成分加入现象，但参与程度较低。
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5.3 地质意义
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梧桐岩体的年代学、岩石地球化学、Lu-Hf及Sr-Nd同位素等特征表明，显生宙以来，诸广山一带的首次岩浆活动可能始于寒武纪初（~536 Ma），终于早奥陶世（~482 Ma），它与影响非洲大陆及冈瓦纳部分地区的泛非运动时间相吻合。这一结果暗示华南造山带可能在寒武纪初开始遭受泛非晚造山运动的微弱影响，并伴生了少量岩浆活动，梧桐岩体可能是泛非期岩浆活动的产物之一。梧桐岩体作为华南造山带乃至华南大部自显生宙以来成岩年龄最早的花岗质岩浆岩体之一，初步证实了研究区内泛非期岩浆活动记录的存在，同时将华南造山带伴生的早古生代岩浆活动的启动时间向前推进了~30 Ma。
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一直以来，华南造山带内部由于缺乏早古生代初的岩浆活动直接证据，特别是与冈瓦纳大陆相关的泛非构造事件的岩浆活动证据，从而导致众多学者在研究早古生代初华南造山带所处的大地构造位置、是否属于冈瓦纳大陆一部分、华南造山带与扬子地块碰撞拼合完成时间等科学问题过程中存在重重困难。以往研究认为，泛非造山运动几乎波及到了全球所有大陆，中国境内几乎所有的早古生代造山带、部分的地块均有泛非期事件或构造的记录（任留东和王浩，2023），华南造山带在早古生代初时处于泛非造山运动的末端，构造-岩浆活动相对较弱（杜远生和徐亚军，2012），也有学者认为，泛非期构造-岩浆活动记录可能遭受了现代板块运动改造，特别是泛非期构造之后的更为剧烈的加里东期构造的强烈改造（加里东构造活动对泛非构造具有较好的继承性），从而导致泛非构造带的俯冲、淹没或剥蚀并诱发了构造带的隐藏或消失（任留东和王浩，2023），虽然有不少学者在华南造山带的早古生代岩浆岩、变质岩和沉积岩中发现了大量泛非期锆石记录（图6），例如武夷山及两侧发现的584~491 Ma的多个继承岩浆锆石（张芳荣，2011），龙陵花岗岩中发现504 Ma继承岩浆锆石（黄柏鑫等，2020），九岭花岗岩中发现501 Ma继承锆石（胡世玲等，1991）等，湖南道县麻粒岩中发现的544 Ma锆石（孔华等，2000），宁冈岩体中发现的507 Ma继承岩浆锆石（沈渭洲等，2008），诸广山—万洋山地区作为典型地区之一，同样保留着大量泛非期继承岩浆锆石，这些继承锆石主要分布于诸广山复式岩基及其周围的加里东期岩浆岩中，以“覆盖”于梧桐岩体之上的桂东岩体为典型代表，尤其直接覆盖于岩体之上的加里东早期花岗质岩浆岩中捕获的锆石数量较多（表6），例如，形成于474 Ma的黑云母花岗岩样品中包含6个成岩年龄介于560~485 Ma之间数据（共测试的23个单颗粒锆石），成岩于471 Ma的石英闪长岩样品中包含8个介于509~480 Ma之间年龄数据（共测试20个单颗粒锆石）。同时，样品的微量稀土元素地球化学特征与加里东早期（474~460 Ma）相比存在一定差异（图4a、b）。以上结果暗示华南造山带中部的武夷山、武功山—井冈山—诸广山一带可能存在泛非期记录，但由于遭受随后的加里东期构造-岩浆活动的强烈影响而导致了泛非期的记录被隐藏或消失。梧桐岩体的岩相学、年代学、岩石地球化学等特征研究为解决以上问题提供了理论基础。
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梧桐岩体的发现暗示华南造山带中北部在早古生代初遭受了泛非晚期构造-热事件的影响，并在伸展为主的大地构造背景下伴生了少量同期花岗质岩浆活动，其岩浆物质可能主要来源于下地壳物质的重熔甚至多次重熔，期间伴有少量幔源物质上侵。华南造山带中北部边缘存在的泛非期岩浆活动证据为研究华南造山带与扬子地块的拼合时间等提供了有力证据，根据区域地质资料及其岩浆活动特征等，作者推测华南造山带与扬子地块中部可能最终于早古生代初（520~480 Ma）完成碰撞拼合，此时的华南造山带可能属于冈瓦纳大陆一部分，这与张世红等（2001）对华南古地磁研究结果相一致。同时，诸广山地区作为华南造山带内部早古生代岩浆活动启动最早的地区之一，其岩浆活动启动时间、岩浆成因等为进一步研究华南造山带与扬子地块碰撞拼合等地质信息提供了可靠证据，它不仅填补了华南造山带乃至华南大部缺乏泛非期岩浆岩体证据的空白，也大大丰富了诸广山—万洋山地区及华南造山带的研究内容。梧桐岩体作为首个在华南造山带上发现的泛非期岩浆活动直接证据，将为进一步研究华南造山带在早古生代初的大地构造位置、与冈瓦纳大陆关系、华南造山带与扬子地块碰撞拼合完成时间等关键性问题提供一个典型研究对象。因此，诸广山一带泛非期岩浆岩研究，为剖析华南早古生代初大地构造背景、属性及地壳演化等科学问题提供了关键窗口。
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6 结论
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（1）研究结果表明，形成于晚寒武世（~494 Ma）的梧桐岩体是泛非晚造山运动的产物，它作为泛非期岩浆活动的直接证据，首次将研究区早古生代岩浆活动向前推进了~30 Ma，同时，华南造山带乃至华南大部遭受泛非造山运动影响时间可能始于~520 Ma，为解决早古生代初的华南造山带的大地构造位置、岩浆物质来源等科学问题提供了理论基础，同时也为进一步研究泛非造山运动作用于华南的时限、影响程度及大地构造演化特征等科学问题提供了一个天然实验室。
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（2）梧桐岩体的典型特征表明，早古生代初期，华南造山带可能是冈瓦纳大陆一部分。在此期间华南造山带与扬子地块的中部可能完成了碰撞拼合，并伴生了少量同期岩浆活动，其岩浆物质来源以古元古代下地壳物质的重熔为主，并存在少量地幔物质加入现象，但参与程度较低。
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致谢：首先非常感谢各位评审老师给出的意见和建议，衷心感谢任纪舜院士在学业上的悉心教导和生活上的诸多关怀，感谢赵磊研究员、徐芹芹副研究员及其他老师对本文编写过程中的指导与帮助。野外工作是在徐腾达硕士、田野硕士及司机师傅江敦刚的不辞辛劳地协助下历时数月顺利完成，在此一并表示感谢！
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注释
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摘要
由于华南造山带缺乏早古生代初岩浆活动的直接证据而导致华南造山带与扬子地块碰撞拼合完成时间、早古生代初的大地构造背景、是否属于冈瓦纳一部分等科学问题的研究争议不断，因此寻找泛非期岩浆岩成为解决以上问题的关键。本次研究主要通过岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Lu-Hf同位素等手段来分析诸广山复式岩基中北部的梧桐岩体的年代学、岩石地球化学等方面的特征。研究表明，梧桐岩体主体由黑云母二长花岗岩构成，黑云母二长花岗岩的成岩年龄为494.4 Ma，具有高硅铝(SiO2=59.93%~71.31%，Al2O3=13.43%~19.20%)、高碱(K2O=3.35%~5.93%，Na2O=2.33%~6.21%)、高铁(TFe2O3=2.09%~6.20%)、低镁(MgO=0.44%~2.18%)，富集Rb、Th、U、Nb和轻稀土元素，亏损Ba、Sr、P、Ti等特征，其岩浆物质主要来源于下地壳物质的重熔或多次重熔，岩浆侵入过程中可能存在少量地幔物质加入。梧桐岩体的发现暗示华南造山带与扬子地块中部可能在早古生代(520~480 Ma)完成碰撞拼合，且与冈瓦纳大陆关系密切，极有可能是冈瓦纳大陆的一部分，它为进一步厘清泛非造山运动作用于华南造山带乃至华南地区的时限、作用范围、岩浆成因、大地构造背景特征等科学问题提供了典型研究对象。
Abstract
The absence of direct evidence for early Paleozoic magmatic activity within the South China orogenic belt has sparked considerable debates. These debates center around, the timing of the collisional amalgamation between the South China orogenic belt and the Yangtze block, the early Paleozoic tectonic setting, and the belt's potential affiliation with Gondwana. Consequently, the discovery of Pan-African magmatic rocks has become crucial in resolving these questions. This paper focuses on the petrographic characteristics, zircon U-Pb geochronology, whole-rock geochemistry, and Lu-Hf and Sr-Nd isotopic signatures of the Wutong pluton, located north of the Zhuguangshan batholith. The results reveal that the pluton primarily consists of biotite monzogranite with a crystallization age of about 494.4 Ma. Geochemically, it exhibits high silica and alumina content (SiO2= 59.93%~71.31%, Al2O3=13.43%~19.20%), high alkali content (K2O=3.35%~5.93%, Na2O=2.33%~6.21%), and high iron content (TFe2O3=2.09%~6.20%), while displaying low magnesium content (MgO=0.44%~2.18%). The rock mass is enriched in Rb, Th, U, Nb, and LREE, and depleted in Ba, Sr, P, and Ti. These geochemical features suggest that the magmatic source material was mainly derived from the remelting of lower crustal rocks, potentially involving the multiple remelting events. A minor contribution from mantle-derived material during magma intrusion is also evident. This discovery suggests that the collisional amalgamation between the South China orogenic belt and the Yangtze block occurred during the early Paleozoic (520~480 Ma), likely along the margin of the central part of Gondwana. This study provides valuable insights into the timing, characteristics, magma genesis, and tectonic setting of the Pan-African orogenic event in the South China orogenic belt and may contribute to a better understanding of the region's geological history.
Keywords
South China orogenic belt ； Wutong pluton ； Pan-African ； zircon U-Pb age
