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岩浆作用的产物包括火山岩和侵入岩。在同一的构造环境和动力学背景下，岩浆是喷发形成火山岩，还是侵入形成侵入岩，受到多种因素控制，包括挤压或拉张的区域应力格局、地壳厚度、地壳热状态、岩浆通量、结晶速率和挥发分含量等（Richards，2003; Bachmann and Huber，2016）。对于具有同时、同源和同空间的火山岩和侵入岩，可以定义为火山—侵入杂岩（王德滋等，2000），其中的火山岩和侵入岩之间的成因联系受到广泛关注，存在不同的观点和争议: 包括火山岩是穿壳岩浆房晶粥中抽离的熔体喷发形成的，火山岩和侵入岩具有成分上的互补关系（Bachmann and Huber，2016）; 火山岩是独立于侵入岩的岩浆喷出形成的，两者之间不存在物质上的成因关系（Glazner et al.，2015）。实际研究表明，这两种情况都存在，东南沿海广泛发育燕山期火山—侵入杂岩系统，广泛存在晶粥—熔体成因的火山—侵入杂岩（ Liang Changhong et al.，2022; Shi Hongyang et al.，2022）。而长江中下游地区宁芜、溧阳火山盆地内火山岩和花岗质侵入岩，虽然同时和同空间产出，但并非同源（ Qian Lin et al.，2022）。另外，相对于侵入岩，火山岩发育往往与拉张的构造背景关系更加密切（Brown，1994; Vigneresse and Tikoff，1999），这也反映在长江中下游燕山期岩浆活动以从早到晚发育侵入岩、火山岩到侵入岩，火山岩或火山—侵入杂岩总是发育在强烈拉张的背景下（Yan Jun et al.，2015，2021; 杨文采，2023）。因此，从同一构造环境下岩浆幕的角度，探讨火山岩与侵入岩之间的时空和成因关系，对理解深部过程和构造背景演化可提供进一步的信息。
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下扬子的长江中下游地区发育众多燕山期火山岩盆地，自西向东包括金牛、怀宁、庐枞、繁昌、宁芜、滁州、溧水和溧阳等火山岩盆地，火山活动集中在 132~128 Ma（闫峻等，2009; 侯可军和袁顺达，2010; Chen Long et al.，2014; 王丽娟等，2014; 刘建敏等，2016; 薛怀民，2016），而下扬子的江南造山带东段以出露大面积的花岗岩基为特色，火山岩仅在浙西北的天目山盆地较为发育，而在屯溪盆地的火山岩断续残留出露。天目山火山岩喷发时代和长江中下游地区高度统一，集中在 130 Ma 左右，而屯溪盆地中石岭组火山岩赋存于巨厚沉积岩序列中，已有锆石测年结果显示存在两期火山活动，分别为晚侏罗世和早白垩世（Zhao Liang et al.，2016; 汤帅等，2016; 余心起等，2016; 张建芳等，2018），而对应时代的侵入岩均有发育（Yue Qian et al，2020; 汪相，2022），这为探索本地区燕山期早阶段岩浆作用及其构造背景演化提供了契机。针对目前对屯溪盆地早阶段火山岩成因研究的不足，本次工作对其开展了岩石地球化学、锆石 U-Pb 年代学、全岩和矿物地球化学的综合研究，以期对屯溪盆地火山活动时限、岩石成因以及构造背景演化提供新的制约。
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1 地质背景与样品描述
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1.1 地质背景
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以常州—阳新断裂为界，下扬子划分为北部的长江中下游地区和南部的江南造山带两个构造单元，后者包括皖南地区。江南造山带是由扬子地块和华夏地块在新元古代沿江山—绍兴断裂带拼合形成，其西北侧发育长江中下游火山岩带，东南侧发育东南沿海火山岩带。在造山带北东段（浙西北— 皖南地区）发育一系列呈 NE 向分布的中生代火山岩盆地，包括浙西北寿昌盆地、天目山盆地以及皖南屯溪盆地等。由于地壳隆升，大多都遭受剥蚀成为残留盆地（ 丁炳华等，2008; Zheng Yongfei et al.，2006; 薛怀民等，2010; Zhang Yuzhi et al.，2013; 张建芳等，2018）。皖南屯溪盆地为安徽黄山地区内的中生代盆地，也被称为屯溪—休宁盆地，面积约为 660 km 2，为侏罗纪—白垩纪火山断陷盆地。盆地内出露地层主要由晚中生代沉积岩和火山岩组成，沉积地层包含了侏罗系下侏罗统月谭组、中侏罗统洪琴组、上侏罗统炳丘组，以及白垩系下白垩统岩塘组和徽州组、上白垩统齐云山组和小岩组，均为陆相碎屑岩沉积，地层中火山岩角度不整合于侏罗系之上，称之为上侏罗统—下白垩统石岭组火山岩，残留零星分布于盆地的北部、东南部和西部（图1）。屯溪盆地周边被新元古界—寒武系所围绕，多呈断层或角度不整合接触（余心起和王德恩，2001）。
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图1 （a）区域构造简图（据余心起等，2016 修改）;（b）皖南屯溪盆地地质简图（据 1 ∶ 25 万地质图❶修改）
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Fig.1 (a) Regional tectonic map (modified from Yu Xinqi et al., 2016&) ; (b) geological sketch map of the Tunxi Basin in southern Anhui (modified from 1 ∶ 250000 Geological Map❶)
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Q—第四系; K—白垩系; J—侏罗系; T—三叠系; P—二叠系; C—石炭系; Nh—南华系; Pt2-3—中—新元古界
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Q—Quaternary strata; K—Cretaceous strata; J—Jurassic strata; T—Triassic strata; P—Permian strata; C—Carboniferous strata; Nh—South China strata; Pt2-3—Meso—Neoproterozoic stratigraphy
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屯溪盆地上侏罗统—下白垩统石岭组火山岩主要分布于屯溪东部、岩寺庄屋和休宁黄村一带，分为上、下两段，其间存在沉积间断。上、下两段岩性变化较大，下段主要由安山岩、英安岩、英安质凝灰岩、英安质火山角砾岩、流纹质熔岩、沉凝灰岩组成，为中性至酸性的火山岩，厚度约 294.6 m; 上段主要为流纹岩、流纹质熔结凝灰岩以及基性玄武岩，具有双峰式喷发特征，厚度约 221.2 m（余心起和王德恩，2001; 汤帅等，2016; 余心起等，2016）。对于区内火山岩喷发时代的定年结果确定了上、下两段火山岩的喷发时限分别为 156~152 Ma 和 139~115 Ma（任鑫鑫等，2015; 汤帅等，2016; 余心起等，2016）。本次工作针对下段的石岭组早阶段火山岩开展研究。
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1.2 样品描述
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样品均采自皖南屯溪盆地中（图1）。
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样品（14TX009）采自黄山市榆村至屯溪县道旁，流纹质凝灰岩不整合于上侏罗统炳丘组砂砾岩之上（图2a，b）。出露岩石遭受较强的风化作用，样品为青灰色—浅紫红色等斑杂色，斑状结构，含有约5 %的次棱角状岩屑，岩屑由长石、黑云母和石英组成。斑晶主要为半自形到他形的长石（3%~7%），黑云母（4%~8%）和石英（1%~3%），斑晶黑云母可见溶蚀结构。基质为斜长石（25%~35%）、钾长石（30%~40%）和石英（ 25%~35%），风化强烈（ 图3a、b），定名为黑云母晶屑流纹质凝灰岩。
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图2 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩野外照片:（a）流纹质凝灰岩喷发不整合于上侏罗统炳丘组紫红色砂砾岩之上;（b）斑杂色英安质晶屑熔结凝灰岩;（c）粗安质角砾岩野外露头;（d）粗安质角砾岩
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Fig.2 Field photographs of early volcanic rocks of the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, southern Anhui: (a) the rhyolitic tuff eruption is unconformable to the purple conglomerate of the Upper Jurassic Bingqiu Formation; ( b) speckled variegated cyanthic crystalline fused tuff; (c) coarse ankle breccia outcropping in the field; (d) coarse andemic breccia
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样品（15YS001）采自黄山市岩寺镇西南，露头呈浅灰—紫红斑杂色，含有大量角砾，大小不一，大者直径可达 20 cm 以上，小者小于 1 cm，多在 2~8 cm，分布不均，含量在 50%~80%，椭圆状为主（图2c、d）。角砾的成分较为单一，基本为细小的英安质，由长石、黑云母和石英组成，斑状结构，斑晶为黑云母和长石。胶结物为流纹质火山灰（图3c、d）。定名为粗安质角砾岩。
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2 分析方法
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全岩无污染粉碎在河北诚信地质服务有限公司完成。主量元素和微量元素分析在澳实分析检测（广州）有限公司完成。主量元素通过 X 射线荧光熔片法（XRF）测定，所用仪器为荷兰 PANalytical 型 X-射线荧光光谱仪，各项元素的分析相对误差分别为: SiO2 : 0.8%; Al2O3 : 0.5%; Fe2O3 : 0.4%; MgO: 0.4%; CaO: 0.6%; Na2O: 0.3%; K2O: 0.4%; MnO: 0.7%; TiO2 :0.9%; P2O5 :0.8%。微量元素分析采用 HF+HNO3 密封消解法，加入 Rh 内标溶液后用 ICPMS 测定，仪器为 PE Elan6000 型电感耦合等离子质谱仪，分析相对误差小于 10%。全岩 Sr、Nd 同位素比值分析在中国科学技术大学化学地球动力学实验图4 皖南屯溪盆地石岭组上侏罗统早阶段火山岩部分锆石样品的阴极发光（CL）图像 Fig.4 Cathodoluminescence（CL）image of a partial zircon samples from the early volcanic rock of the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin，southern Anhui 白色圆圈代表 U-Pb 同位素分析点位置，数值为测试结果 The white circles represent the U-Pb isotopic analysis location and the values are the test results 室测定，分析流程参考文献（ Foland and Allen，1991）。黑云母成分分析在合肥工业大学资源与环境工程学院电子探针室完成，所用电子探针仪器型号为 JEOLJXA-8230。实验工作条件为:加速电压 15 kV，束斑尺寸 5 μm，探针电流 20 nA，检出限为 0. 02%。所有元素信号采集时间均为 15 s，背景时间均为 5 s，修正方法 ZAF。经过单矿物分离后，挑选代表性锆石颗粒制靶，阴极发光（CL）照相在中科院地质与地球物理研究所扫描电镜室完成。锆石 U-Pb 定年和微量元素分析在合肥工业大学资源与环境工程学院质谱实验室完成，激光剥蚀系统为 CetacAnalyte HE，等离子质谱仪 ICP-MS 为 Agilent 7900，测试中使用锆石标样 91500 进行同位素分馏校正，测试结果中选取谐和度>90%的测试点进行数据分析，并采用 ICPMSDataCal9. 0 软件和 Isoplot 软件处理数据、绘制谐和图并计算加权平均年龄。
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图3 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩显微照片:（a）流纹质凝灰岩，斑状结构，黑云母斑晶，溶蚀结构;（b）流纹质凝灰岩中岩屑，由长石、黑云母和石英组成;（c）、（d）粗安质角砾岩，角砾多呈椭圆状，含有黑云母和长石斑晶
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Fig.3 Photomicrograghs of volcanic rocks of the early Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin，southern Anhui:（a）rhyolite tuff，porphyry structure，porphyry biotite，dissolution structure;（b）lithic cuttings in rhyolite tuff，composed of feldspar，biotite，and quartz;（c）（d）coarse andemic breccia，breccia mostly elliptical，containing biotite and feldspar porphyry Bt—黑云母; Pl—斜长石 Bt—biotite; Pl—plagioclase
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3 分析结果
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3.1 锆石 U-Pb 定年
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本次所测样品中锆石颗粒大多数无色透明，自形至半自形，长度在 100~150 μm，其中部分锆石发育振荡韵律环带（图4），自形程度较好，为典型岩浆成因锆石，本次研究均选取此类锆石进行测年分析。对流纹质凝灰岩（14TX009）的 28 颗锆石进行了分析，Th 含量为 113×10-6~1239×10-6，U 含量为 103× 10-6 ~1778×10 -6，Th / U 值为 0.18~0.57（表1）。部分锆石测点显示古老的年龄，指示其为继承锆石，4 个测点的 n（ 206 Pb）/ n（ 238U）加权平均年龄为 800± 19 Ma（MSWD= 0.14），另有部分锆石测点偏离谐和曲线。选取 10 个谐和年龄值较集中的测试点，其 n（ 206 Pb）/ n（ 238U）加权平均年龄为 150.8 ± 2.8 Ma（MSWD= 1.7）。
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粗安质角砾岩两个样品分别进行了锆石分选（15YS001-2，15YS001-6），其中前者对 50 颗锆石进行了分析，Th 含量为 24×10-6~1239×10-6，U 含量为 103×10-6~1535×10-6 ，Th / U 值为 0. 03~1. 04。
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图4 皖南屯溪盆地石岭组上侏罗统早阶段火山岩部分锆石样品的阴极发光（CL）图像
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Fig.4 Cathodoluminescence (CL) image of a partial zircon samples from the early volcanic rock of the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, southern Anhui
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白色圆圈代表 U-Pb 同位素分析点位置，数值为测试结果
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The white circles represent the U-Pb isotopic analysis location and the values are the test results
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去除部分偏离谐和曲线的锆石测点和继承锆石测点，选取了 12 个谐和年龄值较集中的测点，得到 n（ 206 Pb）/ n（ 238U）加权平均年龄为 156.1 ± 2.6 Ma（MSWD= 0.35）。其中存在 18 颗继承锆石，计算得出 n（ 206 Pb）/ n （ 238U）加权平均年龄为 815 ± 15 Ma（MSWD= 2.1）。后者对 41 颗锆石进行了分析，锆石 Th、U 含量分别为 33.5×10-6~1293×10-6 和 92.7 ×10-6~1400 × 10-6，Th / U 值为 0. 03~1.4。选取了 13 个较为集中的谐和年龄值，n（ 206 Pb）/ n（ 238U）加权平均年龄为 152.9±2.5 Ma（MSWD= 0.67）。其中有 15 个锆石测点获得了年龄集中的古老年龄，继承锆石的 n（ 206 Pb）/ n（ 238U）加权平均年龄为 810±11 Ma（MSWD= 1.4）。两个样品的测试结果在误差范围内一致。在粗安质角砾岩两件样品中所获得的大量具有新元古代年龄的锆石，因其年龄集中，可确定其为源区部分熔融残留继承的锆石。
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图5 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩锆石 U-Pb 谐和图
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Fig.5 Zircon U-Pb concordant diagram of the early volcanic rocks of the Upper Jurassic Shiling Formation in Tunxi Basin, southern Anhui
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3.2 主量和微量元素
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10 件样品的主微量元素测试结果见表2。
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4 件流纹质凝灰岩样品的主量元素组成较为接近，富 Si（ SiO2 : 74.91%~76.12%），低 Mg（ MgO: 0.43%~0.77%），全碱含量中等（ K2O + Na2O = 7.40%~7.66%），轻微富 K（ K2O/ Na2O = 0.93~1.25），在 TAS 图解上全部落入流纹岩区域（ 图6a），属于高钾钙碱性系列（图6b），Al2O3 含量在 13.68%~14.36%之间，A/ NK = 1.32~1.42，铝饱和指数 A/ CNK = 1.16~1.23，指示其为过铝质岩石（图6c）。 6 件粗安质角砾岩给出变化较大的主量元素组成，这与角砾含量不同以及遭受较为强烈的风化作用（烧失量 = 3.89%~6.89%）有关。与流纹质凝灰岩相比，粗安质角砾岩的 Si 含量稍低（SiO2 :6 7.56%~71.96%），全碱含量相似（ K2O + Na2O = 3.10%~7.85%），但更为富 K（K2O/ Na2O = 1.66~3.14），在 TAS 图解上也大多数落入流纹岩区域，少数落入英安岩区域（图6a），主体为高钾钙碱性系列（图6b）。粗安质角砾岩的 Al2O3 含量 14.59%~16.43%之间，其 A/ NK= 1.63~3.58，A/ CNK= 1. 01~1.66，主体也表现为过铝质岩石性质。在高场强元素分类图解中（图6d），两件样品均落入粗面安山岩区域，其中流纹质凝灰岩样品处于流纹岩与粗面安山岩区域之间。
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流纹质凝灰岩和粗安质角砾岩样品均表现出相似的 LREE 富集的右倾型式，以及轻微的负 Eu 异常（图7a），两者的 LREE / HREE 值分别为 14.64~16.52 和 11.77~16.62，（La / Yb）N 值分别为 19.88~25. 01 和 20.28~32.79，δEu 值分别为 0.67~0.78 和 0.73~0.93。两者的HREE也有一定程度的分异，其（Dy / Yb）N 值分别为 1.29~1.39 和 1.52~2. 09。总体的稀土配分型式与同时代的皖南东源花岗闪长岩体非常相似。与该地区 130 Ma 时期火山岩以及临近的浙西北天目山火山岩相比，后者更富集稀土元素，具有更加强烈的 Eu 负异常。
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图6 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩（a）TAS 图解;（b）SiO2—K2O 相关图解;（c）铝饱和图解;（d）10000 Zr/ TiO2—Nb / Y 分类图解
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Fig.6 Early volcanic rocks of the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin of southern Anhui (a) TAS diagram; (b) SiO2—K2O diagram; (c) Aluminium saturation diagram; (d) Diagram of 10000 Zr/ TiO2—Nb / Y classification
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流纹质凝灰岩和粗安质角砾岩均具有富集大离子亲石元素 Rb、Th、U、亏损高场强元素 Nb 的特征，也与同时代的东源花岗闪长岩基本一致，而与屯溪盆地中生代晚阶段以流纹岩为主的火山岩以及天目山盆地火山岩差别较大，后两者显示出一致的稀土配分和微量元素组成特征，更加显著的 Ba、Sr 和 Eu 的负异常（图 7b）。 粗安质角砾岩的部分样品具有较高的 Ta 含量，具有低的 Nb / Ta 值（ 3 个样品的 Nb / Ta = 2. 5~3. 2），这种现象在高分异花岗岩中常见（于志琪等，2023），由角闪石、黑云母、榍石和金红石等矿物结晶分异所导致。 但对于石岭组粗安质角砾岩，其演化程度较低，更可能是由于角砾含量的不均，导致各样品中黑云母含量差别较大，使得低黑云母含量的样品具有低的 Nb / Ta 值。
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3.3 全岩 Sr—Nd 同位素
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Sr—Nd 同位素分析结果见表3。流纹质凝灰岩和粗安质角砾岩的 n（ 87Rb）/ n （ 86 Sr）值在 1.72~2.43 和 1.46~1.80 之间，两者的 Sr—Nd 同位素组成变化范围较窄，其[n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）]i 值分别为 0.7096~0.7105 和 0.7098~0.7106，εNd（ t）值分别为-5.19~-4.92 和-6.36~-5.74，粗安质角砾岩的 Sr—Nd 同位素富集程度略高（图8）。对应的单阶段 Nd 模式年龄（ TDM1）分别为 1.15~1.16 Ga 和 1.18~1.31 Ga。相比邻近的天目山火山岩，其 [n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）]i 值为 0.7069~0.7075，εNd （ t）值范围在-6.24~-2.5，平均为-4.89（ Zhao Liang et al.，2016; 张建芳等，2016），Sr— Nd 同位素富集程度略低。而同期的东源花岗闪长岩体的 εNd（ t）值范围在-9. 07~-5.46，平均为-6.54，[ n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）]i 值范围在 0.7113~0.7160（ 张正，2018; Zhang Aiping et al.，2021），Sr—Nd同位素组成变化范围较大但总体类似于石岭组早阶段火山岩。
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图7 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩稀土元素配分图（ a）与微量元素蛛网图（b）
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Fig.7 REE pattern (a) and spider diagram ( b) of trace elements of the early volcanic rocks of the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, southern Anhui, and comparison with magmatic rocks in adjacent areas
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天目山火山岩数据来源于 Zhao Liang et al.，2016; 张建芳等，2018; 东源岩体数据来源于张正，2018; 下白垩统石岭组晚阶段火山岩数据来源于汤帅等，2016
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The data of volcanic rocks in Tianmushan are from Zhao Liang et al., 2016; Zhang Jianfang et al., 2018&; The data of Dongyuan rock mass are from Zhang Zheng., 2018&; And the data of late stage volcanic rocks of the Lower Cretaceous Shiling Formation are from Tang Shuai et al., 2016&)
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图8 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩 t（Ma）— εNd（t）（a）与[n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）] i—εNd（t）（b）图解
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Fig.8 Diagram of t—εNd (t) (a) and [n ( 87 Sr) / n ( 86 Sr) ] i—εNd (t) (b) of early volcanic rocks of the Upper Jurassic Shiling Formation in Tunxi Basin, southern Anhui
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天目山火山岩数据来源于张建芳等，2016; 东源岩体数据来源于张正，2018; Zhang Aiping et al.，2021; 地幔端元为江南造山带晚中生代岩石圈地幔，由璜茅辉长岩的平均值确定。地壳端元为江南造山带东段新元古代基底。用于混合计算的端元有江南造山带东段晚中生代岩石圈地幔，Sr = 574×10-6 ，Nd = 20×10-6，[n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）] i = 0.7068，εNd（ t）=-0.43（Wang Sinuo et al.，2021）; 江南造山带东段新元古代基底（上溪群和双桥山群浅变质岩和新元古代岩浆岩），Sr = 132×10-6，Nd = 35×10-6，[n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）] i = 0.7319，εNd（ t）=-9（张彦杰等，2012; 邢凤鸣等，1991）
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The data of volcanic rocks in Tianmushan are from Zhang Jianfang et al., 2016&; and the data of Dongyuan granodiorite are from Zhang Zheng, 2018&and Zhang Aiping et al., 2021; the endmembers of the mantle is the Late Mesozoic lithospheric mantle of the Jiangnan Orogenic Belt, which is determined by the average value of the Huangmao gabbro. The endmembers of the crust is the Neoproterozoic basement of the eastern section of the Jiangnan Orogenic Belt. The endmembers used for hybrid calculation are the Late Mesozoic lithospheric mantle in the eastern part of the Jiangnan Orogenic Belt with Sr = 574×10-6, Nd = 20×10-6 , [n ( 87 Sr) / n ( 86 Sr) ] i = 0.7068, εNd ( t) =-0.43 (Wang Sinuo et al., 2021) ; Neoproterozoic basement in the eastern section of the Jiangnan Orogenic Belt ( epimetamorphic rocks and Neoproterozoic magmatic rocks of Shangxi Group and Shuangqiaoshan Group) with Sr = 132×10-6, Nd = 35×10-6, [ n ( 87 Sr) / n ( 86 Sr) ] i = 0.7319, εNd ( t) =-9 ( Zhang Yanjie et al., 2012&; Xing Fengming et al., 1991&) )
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3.4 锆石 Ti 饱和温度和氧逸度
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锆石微量元素分析结果见表4。锆石阴极发光图像显示屯溪盆地石岭组早阶段火山岩中的锆石大多数呈现自形到半自形长柱状、短柱状，部分锆石具有典型的岩浆锆石振荡环带，且 Th / U 值多大于 0.4，具有岩浆锆石特征。其锆石结晶温度和氧逸度可以反应当时岩浆温度和氧逸度。流纹质凝灰岩和粗安质角砾岩中锆石的稀土配分模式均表现为轻稀土亏损、富集重稀土，并且具有明显的 Eu 负异常（δEu = 0.23~0.78，平均为 0.52），强烈的 Ce 正异常（Ce / Ce ∗ = 4.64~207.5，平均 Ce / Ce ∗ = 49.51），∑ REE 为 379×10-6~4395×10-6（表4）。锆石的 Ti 含量为 2.73 × 10-6~25.5 × 10-6，应用锆石 Ti 温度计（Watson and Harrison，2005）计算出两种岩石中锆石的结晶温度分别为 676~857℃ 和 682~902℃，平均值分别为 763℃和 795℃，粗安质角砾岩略高。采用（Loucks et al.，2020）岩浆氧逸度估算方法，得到流纹质凝灰岩锆石结晶时的岩浆氧逸度 ΔFMQ 值为-0.51~+2.74（平均值为+0.94），多分布在 FMQ 线上部（图9b），粗安质角砾岩锆石的 ΔFMQ 值为-4.62~1.73（平均值为-0.73），多分布在 FMQ 线下部（图9b），指示流纹质凝灰岩的氧逸度更高。根据（Ge Rongfeng et al.，2023）建立的锆石氧逸度— 湿度计，利用锆石和全岩成分数据计算得出流纹质凝灰岩以及粗安质角砾岩原始岩浆中的水含量范围分别在 5.53%~9.50%和 5.18%~7.75%，平均值为 7.45%和 6.44 wt%，显示出两件样品具有相对较高的岩浆水含量，且流纹质凝灰岩更富水。在前人的研究中，东源花岗闪长岩的全岩锆石饱和温度为 737~913℃，平均温度在 793℃，与火山岩的锆石饱和温度相近（王德恩等，2011）。另外，前文提到两件样品中存在继承锆石，采取相同方法计算了其温度、氧逸度与水含量。流纹质凝灰岩与粗安质角砾岩的继承锆石结晶温度分别为 717~835℃ 与 665~807℃，平均值分别为 764℃ 与 756℃。流纹质凝灰岩锆石结晶时的岩浆氧逸度 ΔFMQ 值为-1.27~+2.09（平均值为+0.03），粗安质角砾岩 ΔFMQ 值为-4.68~+4.93（平均值为+0.4）。在利用继承锆石相关数据计算岩浆水含量时，采用了皖南地区新元古代花岗岩的全岩数据（吴荣新等，2005），取其均值进行计算，得到的结果显示流纹质凝灰岩与粗安质角砾岩中继承锆石所反映的岩浆水含量的范围分为 4.34%~6.71%与 3.36%~7.85%，平均值分别为 5.73%和 5.84%。可以看出，一方面，两类火山岩中继承锆石具有基本一致的年龄、结晶温度、氧逸度和水含量，结合前文 Sr—Nd 同位素数据指示新元古代的增生地壳为两者的共同岩浆源区，另一方面继承锆石所反映出的原始岩浆水含量明显低于岩浆锆石，表明石岭组早阶段火山岩岩浆中有更加富水的物质加入。锆石中 Hf 含量随 Ti 的降低而增加（图9c），Th / U 值随 Hf 含量增加而降低（图9d）。 Sm / Yb 和 Zr/ Hf 值与 δEu 值均存在大致的正相关性（图9e、 f），指示了存在钛铁矿、磷灰石和斜长石等矿物的分离结晶。
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图9 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩锆石微量稀土元素配分图解（a）以及锆石 —t （b）、 Hf—Ti（c）、Hf—Th / U（d）、δEu—Zr/ Hf（e）、δEu—Sm/ Yb（f）图解
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Fig.9 REE spider diagram (a) , —t (b) , Hf—Ti (c) , Hf—Th / U (d) , δEu—Zr/ Hf (e) and δEu—Sm/ Yb (f) diagrams of the zicons from early volcanic rocks in the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, southern Anhui
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3.5 黑云母矿物化学
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黑云母电子探针分析结果见表5。石岭组早阶段火山岩普遍发育黑云母斑晶。流纹质凝灰岩中，黑云母的 FeO 含量为 9.99%~10.83%，MgO 含量为 16.84%~19.83%，TiO2 含量为 3.83%~4.3%，F、Cl 含量变化范围分别为 5.14%~6.15% 和 0. 02%~0. 08%。粗安质角砾岩中测试的黑云母为角砾中黑云母，FeO 含量为 17.83%~20.15%，MgO 含量为 10.78%~13.29%，TiO2 含量为 3.61%~4. 05%，F、 Cl 含量变化范围分别为 0.65%~1.58%和 0. 03%~0.11%。两件样品的黑云母探针数据均表现出富 Mg、Ti、Fe 的特征，对比来看流纹质凝灰岩更加富 Mg，而粗安质角砾岩更富 Fe，且前者的 F 含量明显高于后者，这说明流纹质凝灰岩中的黑云母结晶环境更加富 Mg、温度更高。
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在黑云母 n（ Mg）—n（ Ti）—n （ Fe）+n（ Mn）+ n（Ti）—n（Al Ⅳ）分类图中，粗安质角砾岩中黑云母投点落在镁质黑云母区域（图10a），流纹质凝灰岩中黑云母大部分落在金云母区域。应用黑云母 Ti 温度计（Henry et al.，2005）计算得到流纹质凝灰岩中的黑云母结晶温度为 780~791℃（均值 785℃），粗安质角砾岩中黑云母结晶温度为 714~734℃（均值 724℃），结果显示前者具有更高的黑云母结晶温度（图10c）。黑云母主量元素特征在一定程度上可以指示花岗岩的成因类型、物质来源等。周作侠（1986）研究中提出可以用黑云母∑FeO/（∑FeO+ MgO）—MgO 图解判别花岗岩物质来源。结果显示，石岭组早阶段火山岩两件样品均位于壳幔混源区域，但流纹质凝灰岩中的幔源组分更加显著，这与其具有富集程度略低的 Sr—Nd 同位素组成的特征一致。
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图10 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩黑云母 n（Mg）—n（Ti）—n（Fe）+n（Mn）+n（Ti）—n（Al Ⅳ）图解（a）、∑FeO/（∑FeO+MgO）—MgO 图解（ b）（据周作侠，1986）、n（Ti）—n（Mg）/ [ n（Mg）+ n（Fe）] 图解（c）（ apfu = atoms per formula unit，据 Henry et al.，2005）
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Fig.10 n ( Mg) —n ( Ti) —n ( Fe) + n ( Mn) + n ( Ti) — n (Al Ⅳ) diagram ( a) , ∑FeO/ ( ∑FeO + MgO) —MgO (b) ( after Zhou Zuoxia, 1986) and n ( Ti) —n ( Mg) / [n (Mg) + n ( Fe) ] plots (c) ( apfu = atoms per formula unit, after Henry et al., 2005) of biotites from early volcanic rocks in the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, Southern Anhui
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4 讨论
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4.1 江南造山带东段晚中生代火山岩年代学格架
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江南造山带东段广泛发育晚中生代岩浆岩，包括不同规模、类型的花岗质侵入岩，以及断陷火山盆地内火山岩。结合大量的年代学研究，前人将侵入岩浆活动分为 3 个阶段:181~167 Ma，呈小规模侵入体分布于江西德兴地区（ Wang Guoguang et al.，2012; Zhou Qing et al.，2012）; 153~137 Ma，岩性以花岗闪长岩为主，出露广泛（薛怀民等，2009; 周翔等，2012; 刘园园等，2012; 周洁等 2015; Yue Qian et al.，2020）; 135~122 Ma，主要为碱长花岗岩—正长花岗岩，分布于东部地区（薛怀民等，2009; Yan Jun et al.，2017; 薛怀民，2021; 汪相，2022）。江南造山带东段的火山岩盆地主要为浙西北天目山火山盆地、皖南屯溪盆地和江西德兴银山火山岩盆地。这些火山岩同样可以分为 3 个阶段:176~166 Ma，分布于江西德兴银山火山岩盆地（ Wang Guoguang et al.，2012）; 156~151 Ma，发育在皖南屯溪盆地的石岭组早阶段火山岩; 139~115 Ma，包括皖南屯溪盆地石岭组晚阶段火山岩以及浙西北天目山盆地火山岩（王德恩等，2014; 张建芳等，2018; 余心起等，2016）。本次确定的流纹质凝灰岩和粗安质角砾岩的喷发时代（156~151 Ma），表明屯溪盆地发育江南造山带东段，乃至包括长江中下游地区唯一该时期的火山岩，表明下扬子侏罗纪晚期，在挤压转为拉张的背景下（杨文采，2022，2023），因缺乏断裂通道，普遍发育侵入岩的情况下，依然在局部地区存在岩石圈薄弱带，形成火山喷发。
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华南中生代大规模火山岩带，自西向东包括南岭地区近 EW 向火山岩带，长江中下游火山岩带，中国东南沿海近 NNE 向火山岩带。针对三大火山岩带的年代学研究显示了其火山活动时限分别为 179~139 Ma（许美辉，1992; 陈培荣等，1999; 徐夕生和谢昕，2005; 徐夕生，2008）、132~128 Ma（Zhou Taofa et al.，2011; 薛怀民等，2013; 闫峻等，2013; ChenLong et al.，2014; 薛怀民等，2016）和 157~81 Ma（ Liu Lei et al.，2012; Zhou Xiaoming and Li Wuxian.，2000; Xing Guangfu et al.，2010; Xu Xianbing et al.，2011; 刘磊，2015; 王学寅等，2012; 段政等，2013; 王加恩等，2016）。显示出华南晚中生代火山岩活动从南岭，向东北方向经江南造山带东段，到长江中下游地区，再向东南方向迁离的趋势。
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4.2 屯溪盆地石岭组早阶段火山岩成因
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皖南屯溪盆地石岭组早阶段火山岩属于高钾钙碱性系列，富集大离子亲石元素和轻稀土元素，亏损高场强元素，具有高的 Sr、Sr/ Y 和（ La / Yb）N 值，表现高锶低钇的地球化学特征，在（La / Yb） N—YbN 图解中（图11），全部样品都落在高锶低钇中酸性岩（adakite，埃达克岩）区域。而邻近的天目山火山岩和石岭组晚阶段火山岩均具有较高的 Yb 含量，表现为正常岛弧火山岩的特征。
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这种高锶低钇岩石的成因主要包含以下四种: 增厚镁铁质的下地壳熔融（Wen Daren et al.，2008; 管琪等，2010）; 玄武质岩浆的分异结晶作用（Macpherson et al.，2006）; 玄武质岩浆和长英质岩浆的混合作用（ Streck et al.，2007）; 俯冲洋壳的部分熔融（Defant and Drummond et al.，1990; 张旗等，2024）。
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原意上的埃达克岩为年轻俯冲洋壳部分熔融形成，具有亏损的 Sr—Nd 同位素组成（ εNd（ t）>6，[n（ 87 Sr）/ n（ 86 Sr）]i <0.7045，Defant and Drummond et al.，1990）。石岭组早阶段火山岩中等富集的 Sr—Nd 同位素组成显然排除这种成因的可能性。玄武质岩浆分离结晶作用主要通过基性岩浆在低压条件下经过角闪石的分离结晶，导致 Yb 和 Y 的降低，同时不能出现斜长石的大量结晶分异，以保持岩浆中足够高的 Sr; 或在高压条件下经过石榴子石等矿物分离结晶，以降低岩浆中 Y 等重稀土的含量，形成这一类高锶低钇（ adakite，埃达克岩）的岩石。但石岭组早阶段火山岩表现为“右倾型” 稀土配分模式，缺乏角闪石分离结晶所产生的典型“勺子”状的稀土配分型式（支倩等，2024）。石榴子石的高压分离结晶作用将导致岩浆中的 SiO2 与 Al2O3 具有负相关关系，同时 Sr/ Y 与 La / Y 会随着 SiO2 含量的增加而升高（Macpherson et al.，2006），这些特征均未在石岭组早阶段火山岩中显现。且高压条件下的玄武质岩浆结晶分异作用使 Dy / Yb 与 SiO2 之间呈正相关关系，低压条件下则相反，而石岭组火山岩样品的 SiO2 含量与 Dy / Yb 并没有显示出相关性，并不符合此成因模式的特征。
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图11 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩（La / Yb）N—YbN 图解（ a）（皖南东源岩体数据源于王德恩等，2011; Wang Yangyang et al.，2017; 天目山火山岩数据源于 Zhao Liang et al.，2016）; 高锶低钇中酸性岩（La / Yb）N—Sr/ Y 图解（b）（图源自 Ling Mingming et al.，2013）
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Fig.11 (La / Yb) N—YbN diagram (a) (the data of Dongyuan intrusive rocks in southern Anhui are from Wang Deen et al., 2011&and Wang Yangyang et al., 2017; the volcanic rock data of Tianmu Mountains are from Zhao Liang et al., 2016) ; adakite (La / Yb) N—Sr/ Y diagram (b) (after Ling Mingming et al., 2013) of early volcanic rocks in the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, southern Anhui
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流纹质凝灰岩和粗安质角砾岩中的继承锆石多具有新元古代年龄，表明了岩石的源区主要为新元古代地壳。但两件岩石具有比江南造山带东段新元古代基性岩更加富集的 Sr—Nd 同位素组成（ 图8b），说明其并非新元古代基性下地壳重熔的产物。同时，两种岩石的 Sr—Nd 同位素组成也不同于江南造山带东段新元古代沉积岩与花岗岩，而位于本地区新元古代沉积岩和晚中生代基性岩之间，指示石岭组早阶段火山岩更可能为壳幔混源的产物。另外，两种岩石中黑云母成分也显示出不同比例壳幔混合的特征（图10b）。屯溪盆地石岭组早阶段火山岩的 TDM2 模式年龄为 1.34~1.46 Ga，与东源岩体的 TDM2 模式年龄（1.38~1.70 Ga）以及天目山火山岩 TDM2 模式年龄（1.30~1.43 Ga）相近，并与江南造山带东段广泛分布的双桥山群一致（ 周洁等，2015; 张建芳等，2018; 张正，2018; Zhang Aiping et al.，2021）。因此，通过选取江南造山带东段新元古代双桥山群沉积岩的 Sr—Nd 同位素数据，取其均值作为地壳端元，与江南造山带东段中生代岩石圈地幔进行混合模拟，可以发现屯溪石岭组早阶段火山岩样品投点处于该演化线上，结合上述证据，可以认为其源区岩浆为新元古代沉积岩基底部分熔融，同时受到江南造山带东段中生代岩石圈地幔的混染形成。
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粗安质角砾岩和流纹质凝灰岩基本一致的继承锆石类型、Sr—Nd 同位素组成、微量元素特征，表明两者具有类似的源区，均为晚中生代时期幔源基性岩浆和新元古代沉积岩地壳深熔岩浆的混合，但混合比例不同，且各自演化程度不同。继承锆石较低的氧逸度和水含量，确切地表明了地幔岩浆更加富水和高氧逸度，来源于受到俯冲大洋板块析出流体/ 熔体的交代地幔（ Wang Sinuo et al.，2021; Wang Sinuo and Yan Jun，2021）。锆石定年结果表明，粗安质角砾岩的喷发稍早于流纹质凝灰岩，具有较低的氧逸度和水含量，一方面反映了幔源岩浆混合的比例较低，另一方面也反映了演化程度较低，这也表现在两种岩石黑云母的组成上。粗安质角砾岩中黑云母更加接近壳源岩浆成分（图10b）、具有更低的结晶温度。
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在矿物结晶分异图解中显示了一定的黑云母、斜长石和钾长石的结晶分异趋势（图12）。锆石的微量元素也显示出广泛的相关性，锆石中 Hf 含量随 Ti 的降低而增加，Th / U 值随 Hf 含量增加而降低。 Sm / Yb 和 Zr/ Hf 值与 δEu 值均存在大致的正相关性（图9），反应了钛铁矿、磷灰石、锆石和斜长石等矿物在岩浆演化过程中的分离结晶。而在 Rb—V 图解中，两件火山岩样品点的分布趋势与 X 轴近乎平行，符合部分熔融控制特点。综合来看，石岭组早阶段火山岩样品的地球化学特征主要受部分熔融过程控制，演化过程中也存在一定程度的分离结晶作用，其中，流纹质凝灰岩具有更高的 SiO2 含量指示其经历了更高程度的结晶分异。
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综上所述，石岭组早阶段火山岩起源于壳幔岩浆混合，壳源岩浆为新元古代沉积岩源区部分熔融的产物，而幔源岩浆来源于受到俯冲板块析出物质交代的地幔。幔源岩浆带来了更高的水等挥发份含量，以及更高的温度和氧逸度。且从 156 Ma 至 150 Ma 期间，岩浆房中幔源岩浆的贡献增加。
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4.3 与侵入岩的关系及其构造指示意义
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在屯溪盆地周边地区，发育多个同时期侵入岩体，包括东源岩体、逍遥岩体和竹溪岭岩体，这些侵入岩均为花岗闪长岩，形成时代介于 152~148 Ma（秦燕等，2010; 周翔等，2011; 王德恩等，2011; 张正，2018; 孔志岗等，2018; Su Qiangwei et al.，2018; Zhang Aiping et al.，2021; 叶龙翔，2023），是大型斑岩型、矽卡岩型 W—Mo 矿的成矿岩体。这些侵入岩与石岭组早阶段火山岩表现出一致的地球化学特征，均为高钾低镁、富集轻稀土元素、亏损高场强元素、高 Sr 低 Y、弱富集的 Sr—Nd 同位素组成（周翔等，2011; 周洁，2013; 张正，2018; Su Qiangwei et al.，2018; Zhang Aiping et al.，2021; 闫盼盼等，2019）。前人研究表明这些成矿侵入岩均为岩浆混合成因，为江南造山带东段新元古代双桥山群沉积岩与中生代地幔物质的混合（ 周洁等，2015; 张正，2018; Su Qiangwei et al.，2018; 叶龙翔，2023）。因此，皖南花岗闪长岩与石岭组早阶段火山岩存在同期、同源，以及大尺度上同构造单元的耦合关系，广义上属于一套火山—侵入杂岩系统。
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图12 皖南屯溪盆地上侏罗统石岭组早阶段火山岩 Rb—V（a）、 SiO2—Y（b）、 Ba—Sr（c）、 Eu—Yb（d）图解
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Fig.12 Rb—V (a) , SiO2—Y (b) , Ba—Sr (c) , Eu—Yb (d) diagrams of the early volcanic rocks in the Upper Jurassic Shiling Formation in the Tunxi Basin, southern Anhui
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Bt—黑云母; Pl—斜长石; Kfs—钾长石; Amp—角闪石
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Bt—biotite; Pl—plagioclase; Kfs—K-feldspar; Amp—amphibole
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江南造山带东段的皖南地区，中生代岩浆岩的最早开始时期即是石岭组早阶段火山岩以及小型中酸性侵入岩体，表现为壳幔岩浆混合; 接着以青阳岩体、旌德岩体、太平岩体等以大岩基形式产出的二长花岗岩体，时代稍晚，主要介于 145~135 Ma（Yue Qian et al，2020），依然存在壳幔混合的特征，但以地壳为主; 最后发育了具有 A 型特征的钾长花岗岩，时代介于 134~122 Ma，包括以岩基形式产出的黄山岩体、九华山岩体、伏岭岩体、牯牛降岩体等，为壳源高温熔融的产物（Yan Jun et al.，2017; Yue Qian et al.，2020）。因此，从早到晚的三阶段岩浆活动反映了俯冲大洋板块析出物质交代的地幔发生部分熔融、下地壳部分熔融和底侵的基性岩浆混合、软流圈上涌提高地温梯度、中—下地壳加热深熔等一系列深部过程，体现了古太平洋板块低角度俯冲（~160 Ma，挤压）、后撤（~135 Ma，拉张）、较低角度俯冲（~120 Ma，挤压）的构造演化。
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5 结论
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（1）皖南屯溪盆地石岭组早阶段火山岩的形成时代介于 156~150 Ma，以中酸性岩石为主，与区域同时期侵入岩的岩性基本一致，构成皖南广义上的火山—侵入杂岩。
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（2）皖南屯溪盆地石岭组早阶段火山岩形成于壳幔岩浆混合，分别来源于交代地幔和新元古代沉积岩，且从早到晚，幔源岩浆的贡献增加。混合岩浆的高氧逸度和挥发份含量主要来自于幔源岩浆。
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（3）皖南地区晚中生代三阶段岩浆活动反映了古太平洋板块西向俯冲背景下，挤压—拉张—挤压的区域构造演化过程。
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注释 / Note
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Zhou Zuoxia. 1986&. The origin of intrusive mass inFengshandong, Hubei Province. Acta Petrologica Sinica, 2(1): 59~70.
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摘要
皖南屯溪盆地位于江南造山带东段,出露中酸性石岭组火山岩,早阶段主要为流纹质凝灰岩与粗安质角砾岩,锆石 U-Pb 定年结果分别为 150. 8±2. 8 Ma 和 156. 1±2. 6 Ma,形成于晚侏罗世,是皖南地区中生代时期最早阶段的岩浆活动。两种岩石均表现出富 Si、K,低 Mg 的特征,为高钾钙碱性系列,稀土元素分布型式为右倾型,呈弱的 Eu 负异常,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素。同时岩体具有较高的 Sr、Sr/ Y 和(La / Yb) N 值,为高锶低钇中酸性岩(Adakite,埃达克岩)的特征。 εNd( t)值变化范围为-6. 36 ~ -4. 92,锆石 Ti 温度计得出的两种岩石形成平均温度分别为 763℃和 795℃ ,粗安质角砾岩略高,总平均温度为 785℃ 。结合岩石地球化学特征和区域地质资料,表明屯溪盆地石岭组火山岩起源于壳幔岩浆混合,壳源岩浆为新元古代沉积岩源区部分熔融的产物, 幔源岩浆来源于受到俯冲板块析出物质交代的地幔,与皖南花岗闪长岩存在同期、同源,以及大尺度上同构造单元的耦合关系,广义上属于一套火山—侵入杂岩系统。基于此,皖南地区中生代岩浆活动以石岭组火山岩以及小型中酸性侵入岩为开始,与而后以大岩基形式产出的二长花岗岩体和双峰式火山岩和最后发育的具有 A 型特征的钾长花岗岩构成时间上从早到晚的 3 个阶段,体现了古太平洋板块低角度俯冲、后撤、较低角度俯冲的构造演化过程。
Abstract
The Tunxi Basin in southern Anhui Province, located in the eastern segment of the Jiangnan Orogenic Belt, exposes intermediate—acidic volcanic rocks of the Shiling Formation. The early-stage volcanism is dominated by rhyolitic tuff and trachyandesitic breccia, with zircon U-Pb ages of 150. 8 ± 2. 8 Ma and 156. 1 ± 2. 6 Ma respectively, indicating Late Jurassic volcanic rocks and the earliest stage of magmatic activity in the Mesozoic era in southern Anhui. Both types of rocks exhibit rich Si and K and low Mg characteristics, belonging to the high potassium calcium alkaline series. The distribution pattern of rare earth elements is right skewed, showing weak Eu negative anomalies, enriched whit large ion lithophile elements and light rare earth elements, and depleted in high field strength elements. At the same time, the rock mass has high Sr, Sr/ Y, and ( La / Yb) N values, which are characteristics of adakite. The range of εNd(t) values is -6. 36~ -4. 92. The average formation temperatures of the two types of rocks obtained by zircon Ti thermometers are 763℃ and 795℃ , respectively. Coarse andesite breccia is slightly higher, with a total average temperature of 785℃ . Based on the geochemical characteristics of rocks and regional geological data, this article believes that the volcanic rocks of the Shiling Formation in the Tunxi Basin originated from a mixture of crustal and mantle magma. The crustal magma is a product of partial melting in the Neoproterozoic sedimentary rock source area, while the mantle magma originates from the mantle that has been replaced by material from subducting plates. It has a synchronous, homologous, and large-scale coupling relationship with the granodiorite in southern Anhui, and belongs to a volcanic intrusive complex system in a broad sense. Based on this, the Mesozoic magmatism in southern Anhui initiated with the Shiling Formation volcanics and minor intermediate—acidic intrusions, followed by large batholithic monzogranites and bimodal volcanics, and culminated with A-type K-feldspar granites. This tripartite evolution reflects the tectonic transition from low-angle subduction through slab rollback to renewed low-angle subduction of the Paleo-Pacific Plate.
