合肥盆地南缘中生代沉积锆石u-pb年代学研究

合肥盆地南缘中生代沉积锆石u-pb年代学研究

1实现源-汇观测系统研究根据地球边界的相互作用，海洋沉积学是物质流的中间环节，也被称为“沉积物轨迹系统”。大别造山带位于中国东部(图1),是中央造山带的重要组成部分,因为超高压变质岩的广泛出露以及柯石英和金刚石的发现,而使其成为国际上最著名的造山带之一(然而,造山带周缘盆地比较准确地记录着物源区的成分特征,记录着造山带的构造演化历史,因此从源到汇(Fromsourcetosink,也称为S2S)研究可以在物源区和沉积盆地之间建立起一个完整的系统。通过盆山源-汇系统的研究,即通过沉积盆地的沉积作用(包括沉积物组分、沉积作用类型、沉积环境、沉积时代和沉积盆地构造位置)的研究,推测沉积物的搬运系统,从而进一步确定物源区的地形、距离、物质组分、时代、气候和构造属性等。所以,根据源-汇系统的研究,能够成功地辨认出不同时段侵蚀的岩石类型,能够发现在造山带由于遭受剥露而完全消逝的构造单元,能够恢复造山带的古地理、再造造山带隆升剥蚀历史。现有的研究表明,扬子大陆向华北大陆的俯冲和碰撞导致大别造山带在三叠纪末期隆升并遭受剥蚀,其向合肥盆地提供物源(笔者在合肥盆地南缘肥西、舒城、金寨、霍山等地采集了侏罗纪—白垩纪地层10个砂岩样品和1个花岗片麻岩砾石样品(图1),使用LA-ICP-MS方法,进行了碎屑锆石U-Pb年龄测定。与收集的研究区相关的锆石年龄资料相结合,利用获得的最年轻的碎屑锆石年龄,结合火山岩年龄,进一步精确限定了盆地地层年代格架,为源汇对比研究建立了时间框架。利用碎屑锆石U-Pb年龄谱和Th/U值,建立了盆地沉积地层锆石U-Pb年龄和物源区单元之间的对应关系,确定了盆地各个沉积阶段的源汇关系。本研究为盆山源汇系统研究提供了一个可供借鉴的实例,也为重建大别造山带构造古地理做出了新的贡献。2地质背景2.1大别造山带构造单元特征和u-pb锆含量大别造山带是中国中央造山带的重要组成部分,近东西向展布,面积约35000km2.1.1阳南半岛地区南部以桐柏—磨子潭断裂为界,北部以防虎山断裂为界,西接南阳盆地,东部被郯庐深断裂带所截切。近南北向发育的商城—麻城断裂将北淮阳构造带分为东西2段,西段主要在河南境内,东段主要在安徽境内。构造带整体上呈NWW-SEE向展布,长约650km,西窄东宽,西段宽约20km,东段宽约50km。北淮阳广泛出露变质的元古代—古生代岩石地层以及白垩纪的火山岩,在东段主要有卢镇关群、佛子岭群和毛坦厂组。卢镇关群由小溪河组和仙人冲组组成,总体为一套浅变质的长英质火山岩,夹基性火山岩和少量变质碳酸盐岩。由于后期强烈的构造作用及大量新元古代和白垩纪花岗岩的侵入,卢镇关群在区域上的分布非常不完整,多以不完整的岩片分布在北淮阳带的东南侧(佛子岭群在北淮阳地区分布广泛,为一套强烈褶皱的浅变质岩系,视厚度约6000m,包括祥云寨组、诸佛庵组和潘家岭组。主要岩石类型为变石英砂岩、石英片岩、变粒岩、石英岩和千枚岩等,韵律条带发育,常被认为是浊流沉积形成。佛子岭群的沉积构造背景或者为弧后盆地(最近,获得毛坦厂组火山岩锆石U-Pb协和年龄,为127.4-132.5Ma(虽然佛子岭群和卢镇关群的物源都有新元古代的锆石年龄,但是佛子岭群锆石年龄谱中新元古代有2个峰值816Ma和968Ma,而卢镇关群锆石年龄为627-751Ma,所以即使同样发育新元古代碎屑锆石年龄谱,但根据峰值仍可以将两者很好地区分出来。2.1.2岩、斜长角闪岩带位于晓天—磨子潭断裂以南、五河—水吼断裂以北,主要由英云闪长岩质片麻岩、斜长角闪岩组成,发育超镁铁质—镁铁质岩块及麻粒岩等岩块,且被大量早白垩世花岗岩侵入。该带岩石经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用。元素地球化学分析表明,这些片麻岩、斜长角闪岩和石榴辉石岩形成于火山弧构造背景(2.1.3设置适当的直冲长期活动的岩体或较少的小石岩中,根本两位于五河—水喉断裂以南。主要出露岩石包括片麻岩、大理岩、片岩、角闪岩、榴辉岩以及麻粒岩等,另有少量的硬玉石英岩、石榴橄榄岩等。榴辉岩中的显微金刚石和柯石英以及片麻岩中的柯石英,指示这些岩石经历了超高压变质作用。同时,该单元中出露有规模不等的燕山期中酸性岩体以及少量火山岩。根据锆石U-Pb年龄研究,中生代岩浆岩年龄为121-131Ma(2.1.4龙门山子系基因岩群分布于南大别超高压变质岩单元和襄樊—广济断裂之间,属于大别山碰撞造山带中扬子俯冲板块的后缘部分。主要由宿松群的绿片岩相及变质磷块岩、变质沉积岩、角闪岩、片麻岩等组成。这些岩石大多经历了绿片岩相至角闪岩相以及部分高压变质作用,和复杂多期的变质变形作用。它们的原岩为扬子陆块的沉积盖层与结晶基底,可分为变质岩浆岩和变质沉积岩两类。变质岩浆岩主要有花岗质片麻岩和斜长角闪岩,变质沉积岩包括变质砾岩和含砾砂岩、石英岩、石英片岩、石墨片岩、大理岩和变质磷块岩等。锆石U-Pb同位素年龄研究表明,超高压岩石年龄214-227Ma(2.2龙门山子系冲积物大别造山带的最终形成,应该源于三叠纪扬子大陆对华北大陆的俯冲和碰撞,这已得到地质界广泛认可(超高压榴辉岩中柯石英和微粒金刚石的发现,表明扬子大陆壳物质的俯冲深度可达100～120km(大别造山带第1次大规模折返隆升是在早侏罗世,当时超高压变质岩折返到地表,在造山带南北两侧形成数千米厚的侏罗系冲积物(2.3中新生代陆相冲积物不整合体的发育情况合肥盆地南北分别以晓天—磨子潭断裂和寿县—定远断裂为界,东西分别以郯庐断裂和商麻断裂为界(图1)。盆地南缘大致以晓天—磨子潭断裂和六安断裂为南、北边界,中新生代陆相冲积物不整合发育在变质基底上,厚度约5000m。根据近20年的研究成果(韩树芬,1996;李忠等,1999;李任伟等,2000,2002,2005;Lietal.,2001;李双应等,2002a,2002b,2004a,2004b,2005a,2005b;合肥盆地南缘中生代地层主要包括侏罗系和白垩系,主要岩石类型有砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等(图3),沉积相主要包括冲积扇、辫状河、曲流河、越岸沉积和湖泊沉积等(图4)。2.3.1合肥盆地上周公山-朱巷组沉积特征合肥盆地南缘东段肥西聚星地区发育防虎山组、圆筒山组、周公山组和朱巷组。防虎山组主要由厚层砂岩、砾岩、含砾粗砂岩组成,夹长石砂岩及少量薄层细砂岩、粉砂岩和黑色页岩与煤线,含植物化石Podozamiteslanceolatus,Cladophlebis,Pityophyllum,Neocalamites,Cycadocarpidium,Amdrupia及双壳类Sibiriconcha,Ferganoconcha等,厚570余米。防虎山组以角度不整合方式覆盖在新元古代卢镇关群之上,代表了合肥盆地最早期的沉积。防虎山组可分为4部分:底部由基质支撑的块状砾岩和厚层状粗粒砂岩组成(图3-a),反映碎屑流沉积过程和冲积扇环境;下部和中部为交错层砂岩与透镜状颗粒支撑砾岩的组合,反映了辫状河沉积;上部主要以交错层砂岩和细砂岩一粉砂岩层段互层出现,指示曲流河环境。圆筒山组可分为上、中、下3部分:下部为灰色、紫红色中厚层细砂岩与泥质粉砂岩等互层,含钙质结核,见泥裂和虫迹构造,含植物化石Equiwetitestateralis,Neocalamitescarcinoides等;中部由杂色粉砂质泥岩、泥岩和砂岩组成,见遗迹化石,主要有Scoyenia、Arenicolites、Solithos等;圆筒山组下部和中部主要为洪泛平原沉积。上部为深灰色、灰绿色中—厚层细砂岩、粉砂岩和泥岩,水平层理、小型交错层理和上攀波纹层理发育(图3-b),厚约1000m,为滨—浅湖沉积。周公山组也分为3部分:下部以紫红色中粗粒砂岩为主,夹粉砂质泥岩;中部为由含砾砂岩和含钙质结核的粉砂质泥岩构成的旋回层,砾岩中含火山碎屑;中—下部为洪泛平原和决口扇沉积(图3-c)。上部为含砾砂岩、砂岩组成的旋回,为辫状河沉积。周公山组未见顶,厚800余米。朱巷组分布于周公山组以北的合肥盆地,露头仅见于肥西周公山以及吴山庙等地,主要根据钻孔资料划分。厚900余米,底部为砾岩,下部以泥岩、粉砂质泥岩和钙质泥岩为主,上部以砂岩、粉砂岩和泥岩互层为特征(图3-d)。朱巷组主要为湖泊沉积,其次是曲流河沉积,被认为是合肥盆地主要的烃源岩层。2.3.2英岩砾石及沉积相合肥盆地南缘西段霍山—六安—金寨地区发育三尖铺组和凤凰台组。三尖铺组分布在金寨断裂以北的金寨江店、龚岭、六安独山、霍山三尖铺一带,大致以金寨断裂为其南侧边界,不整合覆盖在佛子岭群、梅山群等不同层位上,其上被凤凰台组不(假)整合覆盖,形成了合肥盆地南部边缘。三尖铺组厚度变化大(500～2200m),自下而上分为4部分:底部为砾岩,偶夹砂岩透镜体,厚度为0～360.9m,西部厚东部薄。砾石主要为片岩,其次为石英岩,只是在金寨县城剖面,出现大量片麻岩砾石;下部为紫红色厚层含砾粗粒岩屑长石杂砂岩、砾岩以及粉砂岩,冲刷构造和小型交错层理发育(图3-e),厚474.8～595.8m;中部为紫红色中—厚层状中—粗粒岩屑长石杂砂岩、细砂岩,夹粉砂岩,发育大型板状、槽状交错层理,遗迹化石较丰富,厚628.1～874.4m;上部为含砾粗粒含岩屑长石砂岩夹砾岩层,厚89.2～742.1m。三尖铺组底部砾岩属于冲积扇沉积,分布在信阳—金寨—舒城断裂以北,一般规模较小,厚仅几十米到几百米,呈点状分布,半径一般1～2km,仅金寨县城冲积扇稍大,半径近5km。三尖铺组中—上部厚700～2000m,为辫状河—曲流河沉积,其中河道砂坝、边滩沉积发育,洪泛平原不发育。凤凰台组假整合于三尖铺组之上,分布于三尖铺组的北侧,大致以金寨断裂为其南侧边界,东西长约120km,南北宽4～14km,而且是西部出露较窄,东部较宽。厚1800～2100m,几乎完全由灰白色—灰紫色厚层至块状岩块砾岩组成,偶夹砂岩透镜体。砾石成分主要为片麻岩、片岩,其次有石英岩、大理岩、榴辉岩、花岗岩等,局部偶见火山岩。砾石分选性较差,大小混杂,粒径一般10～30cm,常含有漂砾,直径最大可达1m(图3-f)。这种砾岩属于高密度碎屑流沉积,主要为近端扇沉积。六安凤凰台冲积扇厚1600m以上,南北向出露宽度为14km,近东西向延伸达30km,面积约为400km2.3.3南缘期岩相古地理合肥盆地南缘舒城晓天—霍山黑石渡一带,发育毛坦厂组、黑石渡组和白大畈组。毛坦厂组沿晓天—磨子潭断裂以北分布,代表性剖面位于六安县舒城晓天黄石滩,厚825.65m,大致可以分出上、中、下3部分:下部由暗紫色安山质角砾岩和安山岩组成,厚400余米;中部为灰黑色薄层状钙质泥岩、粉砂质泥岩以及凝灰质砂岩,含叶肢介、腹足类、双壳类等化石,厚50m;上部主要为熔岩类,包括辉石安山岩和安山岩,杏仁状构造发育,厚350m。毛坦厂组属于断陷火山湖沉积。黑石渡组分布在安徽霍山—九井盆地与儿街和舒城晓天盆地,大致呈NWW-SEE向分布,南侧以晓天—磨子潭断裂为界,与大别杂岩的夹超镁铁质岩块的片麻岩相邻,北部大致以金寨断裂为界。东西长50km,南北宽25km,出露面积约为1000km白大畈组主要分布于金寨白大畈、霍山和六安独山一带,为一套沉积岩夹火山熔岩、角砾岩和凝灰岩沉积序列,厚500m以上。在六安小华山地区100余米厚的露头中,发现火山岩沉积物组成了4个沉积旋回,每个旋回层包括安山质凝灰角砾岩、沉凝灰岩和凝灰质砂岩,厚10～30m(图3-h)。该组沉积属于夹火山岩的河流—湖泊沉积。综上,合肥盆地南缘中生代沉积可以分为4个旋回:(1)上三叠统—上侏罗统防虎山组,为冲积扇—辫状河—曲流河沉积;(2)中—上侏罗统三尖铺组和圆筒山组,为冲积扇—辫状河—曲流河—湖泊沉积;(3)下白垩统凤凰台组几乎完全为冲积扇沉积,而周公山组则为决口扇、洪泛平原和辫状河沉积;(4)下白垩统上部黑石渡组和白大畈组,自底部的火山碎屑冲积扇过渡到扇三角洲、洪泛平原、半深湖—深湖沉积(图4)。3la-icpms年在合肥盆地南缘肥西聚星、六安独山、舒城晓天、霍山小团山、金寨等地中生代地层中,采集10个砂岩样品和1个砾石样品(图1;图2;表1)。采集的样品均为新鲜露头,一般重2kg左右。锆石分选和人工重砂鉴定由河北区域地质矿产调查研究所完成,测试分析步骤包括样品粉碎、重液和磁选,然后在双目镜下挑选和鉴定。锆石的制靶及反射光、透射光和阴极发光照片(CL)在北京锆年领航科技有限公司完成。锆石U-Pb同位素测试由合肥工业大学资源与环境工程学院实验室采用激光剥蚀—等离子质谱(LA-ICPMS)原位方法完成。ICP-MS为美国Agilent公司生产的Agilent7500a,激光剥蚀系统为美国生产的GeoLasPro。测试时采用的激光斑束为32μm,测量过程包括采集25s的背景值和60s的样品信号。数据处理采用ICPMSDataCal软件(4结果与分析4.1锆石u-pb年龄通过10个砂岩样品碎屑锆石U-Pb年龄分析,加上收集的1个砂岩样品数据,共获得742个有效锆石年龄(置信度不小于85%)。最小年龄113±3.6Ma见于白大畈组沉积凝灰岩样品QJQ-1,最大年龄2983Ma见于周公山组样品ZG20。742个年龄值可以分为5个年龄段(表2;图5;图6):(1)早白垩世年龄段(113-137Ma),占总量9.4%,具有1个峰值131Ma;(2)三叠纪年龄段(184-273Ma),占总量16.2%,具有1个峰值226Ma;(3)古生代年龄段(274-517.3Ma),占总量8.5%,具有2个峰值280Ma和474Ma;(4)新元古代年龄段(532-856Ma),占总量最高,为44.5%,具有3个峰值572Ma、649Ma和772Ma;(5)古元古代年龄段(1786-2600Ma),占总量17.7%,具有2个峰值2035Ma和2506Ma。各组锆石U-Pb有效年龄分布见表2和图6。防虎山组共有3个样品,具有207个数据,最年轻锆石U-Pb年龄为190Ma,最老年龄为2495Ma,分布在4个年龄段,主要是新元古代年龄,占47%,其余是三叠纪年龄、古生代年龄和古元古代年龄,分别占14.9%、15.8%和13.9%;圆筒山组为1个样品,有69个数据,最年轻锆石U-Pb年龄223Ma,最老年龄2865Ma,主要分布在古元古代和新元古代2个年龄段,分别占44.9%和40.6%;周公山组2个样品有135个数据,最年轻锆石U-Pb年龄为213Ma,最老年龄为2983Ma,主要分布在新元古代年龄段,占54.7%,其次是古元古代年龄段,占38.6%,少量为古生代年龄段,占12.5%。从上述数据中明显可见,周公山组和圆筒山组有比较类似的锆石年龄段分布(表2;图6)。三尖铺组2个样品,有154个数据,最年轻锆石U-Pb年龄为214.8Ma,最老年龄为2476.2Ma,分布在4个年龄段,主要是新元古代和三叠纪年龄段,分别占48.9%和31.2%,其次是古生代和古元古代年龄段,分别占7.8%和9.7%。凤凰台组1个样品有73个有效年龄数据,最年轻和最老锆石U-Pb年龄分别为136.1Ma和2518.2Ma,分布在3个年龄段,主要是新元古代和三叠纪年龄段,分别占42.5%和41.1%,其次是古生代年龄段,为13.7%。凤凰台组几乎不含古元古代年龄锆石。黑石渡组仅1个样品,有58个有效年龄,最年轻和最老锆石U-Pb年龄分别为118.3Ma和2565.1Ma,有2个年龄段,主要是早白垩世年龄,占51.7%,其次是新元古代年龄,占34.5%,少量为古元古代、三叠纪和古生代年龄。白大畈组1个样品,有46个有效年龄数据,最年轻和最老锆石U-Pb年龄分别为113Ma和1136.1Ma,只有1个早白垩世年龄段,占82.6%。4.2锆石th/u值分布碎屑锆石的Th,U含量以及Th/U值常被用来判断其成因来源。合肥盆地南缘中生代沉积岩锆石颗粒中,Th的平均含量为171.57μg/g(0.2～2348.4μg/g),U的平均含量为268.95μg/g(3.85～2373.2μg/g),Th/U值平均为0.79(0.004～4.98)。其中三尖铺组和凤凰台组具有低的Th平均含量(82.2～175.93μg/g)和低的平均Th/U值(0.51～0.67),防虎山组具有稍低的Th/U平均值(0.68～0.75),周公山组、圆筒山组和白大畈组有较高的平均Th/U值(0.85～0.97),黑石渡组具有最高的平均Th/U值(1.28)(表3)。根据不同年龄段的锆石Th/U值分布(图7)可以看出:在早白垩世年龄段113-137Ma,全部锆石Th/U值都大于0.4;在古生代年龄段250-517.3Ma和新元古代年龄段532-865.6Ma,几乎所有的锆石Th/U值都大于0.4,只有少量锆石Th/U值小于0.4,但是也远大于0.1;在古元古代年龄段1635-2600Ma,绝大部分锆石Th/U值都大于0.4,小部分锆石Th/U值小于0.4,极少量锆石Th/U值小于0.1;在三叠纪年龄段184-273Ma,锆石Th/U值分布与其他年龄段有明显差别,大约2/3的锆石Th/U值小于0.4,其中有一半的锆石Th/U值小于0.1。也就是说,Th/U值小于0.1的锆石主要分布在三叠纪年龄段(184-273Ma),个别分布在古元古代年龄段(1635-2600Ma);Th/U值小于0.4的锆石主要分布在三叠纪年龄段(184-273Ma)和古元古代年龄段(1635-2600Ma),个别分布在古生代年龄段(250-517.3Ma)和新元古代年龄段(532-865.6Ma)。一般认为,锆石Th/U值大于和等于0.4,属于岩浆岩成因,小于0.4属于变质成因,而小于0.1,是大别造山带超高压变质成因(依据地层单元和锆石U-Pb年龄段分类(图7),下白垩统黑石渡组和白大畈组锆石Th/U值几乎全部大于0.4,极个别小于0.1;三尖铺组和凤凰台组锆石Th/U值大部分大于0.4(63.4%),小部分小于0.1(19.4%),其余为0.4～0.1;防虎山组和周公山组锆石Th/U值大部分大于0.4(85.8%),极少量小于0.1(3.8%),其余为0.4～0.1。因此,合肥盆地南缘中生代地层的物源,主要属于岩浆成因的火成岩以及正片麻岩,少量来源于超高压变质岩,其余可能来源于变质岩。4.3环带-边质区锆石锆石在搬运过程中能够很好地抵抗化学风化和物理作用,这在沉积物中是非常独特的,因此通过碎屑锆石形态特征能够获得物源区更详细的信息(Schaferand合肥盆地南缘中生代地层中碎屑锆石主要有3种类型。最常见的锆石呈粉色或者粉黄色,自形到半自形,次滚圆柱状、断柱状、块状,透明—半透明,弱金刚—毛玻光泽,晶体裂纹发育,部分显块状,表面较光滑,断口新鲜或有溶磨痕迹,表面有胶结物或铁染,伸长系数主要为1.2～2.5,粒径主要为50～200μm,占锆石总量的55%～90%。CL图像显示环带构造,或者为板状构造。该类锆石磨圆度较低到中等,分选性较好,搬运痕迹不大明显,推测该类锆石距母岩区较近。该类锆石可能主要属于岩浆成因,其次是变质成因,主要来源于新元古代火成岩如正片麻岩以及古生代变质岩(图8)。第2类锆石无色、透明到半透明,次滚圆-滚圆粒状,毛玻光泽,表面较粗糙,断口有磨蚀,伸长系数1～1.5,粒径30～100μm,占锆石总量的1%±。该类锆石磨圆度较高、分选性较好、搬运痕迹较明显,推测该类锆石经中长距离搬运而来。CL图像显示主要为板状构造,少量具有环带构造,一些锆石显示出核-幔-边结构(图8中LSY060104),推测主要为三叠纪变质成因的锆石(图8中LSY060101,LSY060104,LSY060122),可能来自大别造山带超高压变质岩。第3类锆石主要呈粉黄色,微铁染,自形、半自形双锥柱状及断柱状、半自形柱状,透明,弱金刚光泽,具有港湾状溶蚀特征,晶体内可见裂纹,高硬度,表面较光滑,断口有溶磨痕迹。伸长系数大部分为2以上,粒径以100～200μm为主。该类锆石磨圆度较低,分选性较好,搬运痕迹不太明显,推测该类锆石距离母岩区较近。这类锆石属于火山成因,主要见于黑石渡组和白大畈组,年龄主要为白垩纪(图8中TD717)。5讨论5.1侏罗系的年龄及岩石学特征由于常常缺乏标准化石、侧向相变迅速、存在大量内部侵蚀界面等,冲积物地层的划分对比一直非常困难。对于大别造山带北缘盆地中生代地层划分对比,长期以来一直有不同认识,这制约了对盆地形成和演化历史的认识,阻碍了盆山耦合的精细研究。合肥盆地南缘中生代地层包括侏罗系和白垩系,有防虎山组、圆筒山组、周公山组、三尖铺组、凤凰台组、毛坦厂组、黑石渡组、白大畈组、朱巷组共9个组,主要争议问题是周公山组时代是中侏罗世、晚侏罗世还是早白垩世,凤凰台组时代是中侏罗世、晚侏罗世还是早白垩世(肥西防虎山组是该区中生代最低的层位,根据所含的植物化石Podozamiteslanceolatus,Cladophlebis,Pityophyllum,Neocalamites,Cycadocarpidium,Amdrupia及双壳类Sibiriconcha,Ferganoconcha等,目前人们均认为应该属于早侏罗世,但也有可能下延到三叠纪。笔者计算了防虎山组3个样品碎屑锆石U-Pb年龄,获得底部样品LSY060101的最小年龄210Ma。下部样品FH4单颗粒锆石边部年龄190±7Ma,Th/U值为0.26,可能属于变质成因,更可能是属于次生加大年龄,而这种次生加大锆石年龄可以被当作地层年龄(圆筒山组下部含植物化石Equiwetitestateralis,Neocalamitescarcinoides等,时代为中侏罗世(三尖铺组中未发现体化石,也未发现火山岩碎屑。最早获得的年龄是三尖铺组中段泥岩中自生伊利石凤凰台组假整合于三尖铺组之上,几乎全部由厚层块状砾岩组成。这次在六安独山榴辉岩砾石发现处,获得凤凰台组砂岩碎屑锆石最小年龄为136.1±4.4Ma,锆石Th/U值为0.73,应该是岩浆成因,这明确地限制了凤凰台组年龄为早白垩世。另外,在其他剖面凤凰台组也有类似碎屑锆石年龄(129-135Ma)的报道(肥西周公山组中曾经报道过发现英安岩砾石(毛坦厂组沿晓天—磨子潭断裂以北分布,主要为安山岩和英安岩,夹湖相沉积岩,厚约1000m。黑石渡组在大部分地方假整合或不整合在毛坦厂组之上,在霍山地区超覆在侏罗系三尖铺组之上,富含化石如双壳类Ferganoconcha,Nakamuranaia,叶肢介Yanjiestheria,介形类Cypridea,,Darwinula,Candona等。本次在晓天盆地底部含砾砂岩中获得最年轻锆石年龄118±1.16Ma,YSG年龄118Ma,限制了黑石渡组时代为早白垩世阿普特阶(125-113Ma)。白大畈组厚500m以上,主要分布于金寨白大畈、霍山和六安独山一带。在霍山县城北部小团山获得凝灰质砂岩碎屑最年轻锆石年龄113±2.27Ma,协和年龄126.5Ma。在六安小华山地区厚100余米的露头中,火山岩沉积物组成4个沉积旋回,每个旋回层均包括安山质凝灰角砾岩、沉凝灰岩和凝灰质砂岩,厚度10～30m。该组获得的火山岩K-Ar年龄为103.6-106.4Ma,故将其归属于早白垩世晚期。因此,白大畈组相当于黑石渡组,属于夹火山岩的陆相沉积。朱巷组发育于周公山组以北的合肥盆地,露头仅见于肥西周公山以及吴山庙等地。地层中的叶肢介和介形类化石Yanjiestheriasp.,Cyprideasp.,Eosestheriasp.表明时代属早白垩世。因此,朱巷组归属于早白垩世早期地层。5.2盆地主要物源合肥盆地南缘中生代地层中锆石U-Pb年龄主要分为5个年龄段(表2;图5),它们均能够和物源区大别造山带不同构造岩石单元的锆石U-Pb年龄对应(图2)。年龄段113-137Ma,和大别山以及北淮阳地区早白垩世侵入岩和火山岩源区相对应(图2;图5)。该年龄段集中分布在黑石渡组和白大畈组,分别占每组样品锆石年龄数据的51.7%和82.6%,表明岩浆岩是上白垩统黑石渡组和白大畈组的主要物源,同时也意味岩浆岩物源区的强烈剥露时间应该在早白垩世晚期。三叠纪年龄段184-273Ma,和大别造山带高压—超高压变质岩锆石U-Pb年龄能够很好地对应。在大别造山带,所有经历了高压—超高压变质作用的榴辉岩和片麻岩围岩的锆石U-Pb年龄在205-245Ma之间(古生代年龄段274-517.3Ma,可以和北淮阳东段地区浅变质岩系,主要是佛子岭群的碎屑锆石U-Pb年龄很好地对应,在浅变质岩中古生代年龄谱占总量50%左右。在大别造山带其他单元,只有零星的古生代年龄的报道(新元古代年龄段532-865.6Ma,可与北淮阳地区的卢镇关群杂岩和北大别正片麻岩单元以及南大别超高压变质岩原岩的年龄很好地对应,它们的年龄分别是627-875Ma、756-814Ma和741-851Ma。北大别正片麻岩单元是分布最广泛的单元,有丰富的新元古代年龄谱。新元古代年龄段在盆地南缘中生代地层中广泛分布。因此,北淮阳卢镇关群杂岩和北大别正片麻岩单元是盆地主要物源,而且持续向盆地提供沉积物。古元古代年龄段1786-2600Ma,只能对应北淮阳地区浅变质岩系佛子岭群碎屑锆石年龄,因此限定了物源的唯一性。在盆地中,古元古代年龄段主要见于盆地南缘东段的肥西地区防虎山组、圆筒山组和周公山组,而在西段的三尖铺组和凤凰台组很少发育,表明盆地南缘物源在空间上的差异性。5.3大别造山带的老岛拱时代根据岩石地球化学研究,物源分析表明,岩浆弧是合肥盆地南缘中生代沉积岩的主要物源区之一。5.4东盟和新元古代的碰撞大别造山带经历了多少次俯冲碰撞,长期以来一直是争议的问题。三叠纪的碰撞是得到比较广泛认可的,但是,是否存在加里东和新元古代的碰撞,一直存在不同认识。例如,人们通过对大别造山带变质岩的岩石学和地球化学研究,认为大别山存在加里东期的俯冲和碰撞(陈道公和倪涛(2004)将大别—苏鲁造山带三叠纪高压—超高压变质阶段形成的变质锆石区域年龄限定为184-273Ma,而且认为大别山高压—超高压变质成因锆石Th/U值小于0.1,是判断其成因最有效的化学指标。5.5盆地沉积物源区的性质合肥盆地南缘中生代沉积可以分为4个演化阶段,分别是晚三叠世瑞替期—早侏罗世辛涅缪斯期、中—晚侏罗世、早白垩世早期和早白垩世晚期(图10)。晚三叠世瑞替期—早侏罗世辛涅缪斯期(～210-190Ma),扬子陆块向华北板块的俯冲碰撞已经导致大别造山带强烈隆升,但是这种隆升不是均一的,而是靠近郯庐断裂带的造山带东段首先隆升,然后向西推进。因此,伴随着隆升开始,在晚三叠世瑞替期首先形成拗陷盆地,肥西地区防虎山组代表了该阶段沉积(图10-a)。防虎山组中超高压变质组分的出现,如柯石英包体,标志着超高压变质岩已经折返到地表。碎屑锆石年龄段190-273Ma、274-517Ma、532-850Ma以及1786-2600Ma的发育,意味着南大别超高压变质岩、北大别正片麻岩和少许北淮阳浅变质岩在为盆地沉积提供物源,古水流方向自南向北。防虎山组花岗片麻岩砾石37颗锆石U-Pb年龄最小值721±19.1Ma,最大值798±20.1Ma,协和年龄776.8±6.2Ma(置信度95%,MSWD=0.89)(图11),为北大别正片麻岩单元作为物源区提供了直接的证据。中—晚侏罗世阶段(～190-157.7Ma),东段肥西地区发育圆筒山组,主要为河流—湖泊沉积,锆石年龄段532-850Ma、1786-2600Ma发育,标志着北大别正片麻岩单元和北淮阳浅变质岩单元在为盆地沉积提供物源,但是超高压变质岩作为物源已经显著减弱;西段金寨和霍山地区发育三尖铺组,从冲积扇、辫状河到曲流河沉积,底部冲积扇发育主要由片岩砾石和片麻岩砾石分别组成单成分砾岩,表明是近源沉积(早白垩世早期(～136.1-129Ma),因为太平洋板块向西俯冲(早白垩世晚期(～129-113Ma),合肥盆地性质发生了明显变化,南缘(即北淮阳带)发生断陷(图10-d)。火山喷发形成火山湖断陷盆地,湖盆紧邻北大别正片麻岩单元的北界晓天—磨子潭断裂。下部为以毛坦厂组为代表的火山岩夹湖相沉积,上部以黑石渡组为代表,底部发育火山碎屑流等冲积扇沉积,中、上部发育大约800m厚的深湖相浊积岩,粒序层理、包卷层理、水平层理、滑塌构造发育。碎屑锆石年龄谱主要为100-137Ma,其在黑石渡组和白大畈组中分别占51.7%和82.6%,其余主要是新元古代年龄谱,代表着北大别正片麻岩单元。因此,物源主要为盆地内的火山岩,也有来自北大别正片麻岩单元的片麻岩和早白垩世的侵入岩和喷出岩。古水流方向除了自南向北外,可能还有近东西方向以及自北向南方向。合肥盆地西部四十里长山是中—新生代的隆起,在中生代晚期已经发育,因为隆起东部发育早白垩世火山岩和新生代地层,所以,它们也可能向盆地沉积提供物源(图9-d)。晚白垩世以来,大别造山带一直处于隆升阶段(6不