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大别山造山带不仅是世界上最大的超高压变质岩区，而且也是陆-陆碰撞造山作用结束之后岩浆活动最为强烈的地区。大量年代学研究表明，大别造山带大规模的岩浆活动主要发生在晚中生代。本文选择大别山北部六安-霍山一带(合肥盆地南缘与北淮阳)部分火山-沉积地层中的火山岩与火山岩砾石，进行了详细的野外地质调查和岩石学、岩相学观察研究；在此基础上对岩石进行了LA-ICPMS锆石U-Pb年代学、地球化学、Sr-Nd同位素研究，探讨岩浆源区性质及火山岩形成的动力学机制，通过锆石U-Pb定年测定火山岩夹层及火山岩砾石的形成时代，重新厘定该区地层格架。结合前人研究成果，本文得出以下结论：
大别山北部火山岩的锆石U-Pb年代学研究表明，本区火山岩形成时代为早白垩世(124.7～131.7Ma)。为中酸性岩类(SiO2=57.56％～67.08％)，富碱(Na2O+K2O＞5.46％)，富钾(K2O/Na2O＞0.53)，贫钛(TiO2＜0.88％)，铝含量高(13.43％～19.05％)；富轻稀土和大离子亲石元素Rb、Ba、K、Th等，高场强元素Nb、Ti负异常显著，稀土总量较高(∑REE=202.37～365.74ppm)，稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈明显的右倾型，轻、重稀土分馏明显，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损。轻稀土分馏明显，且所有样品均表现出轻稀土比重稀土分馏更显著，所有样品铕异常不显著(δEu=0.73～1.01)，铈异常亦十分微弱(δCe介于0.89～1.02之间)。
大别山北部火山岩铕异常不显著(6Eu=0.73～1.01)说明岩浆演化过程中斜长石的分离结晶作用微弱。大离子亲石元素和轻稀土元素富集，Nb、Ti负异常显著，La/Nb、Ba/Nb比值高，富集Pb，并具有显著偏低的εNd(t)(-6.4～16.8)值，这些特征均表现出壳源岩石的特点，但富钾火山岩一般认为是幔源成因的。幔源岩石具有壳源岩石的微量元素及Nd-Sr同位素组成特征，说明经历了壳幔相互作用。通过Sr、Nd同位素组成的混合模拟计算，得出火山岩的Sr、Nd同位素组成并非岩浆上升过程中大别基底强烈同化混染所致，而极可能是扬子地块古老基底对北大别岩石圈地幔进行混染和交代引起，即源区富集所致；同时通过不相容元素比值及Nb/U的比值特征，也可证明火山岩经历的壳幔相互作用是源区混合形成为富集地幔而不是地壳混染。大别山中生代富钾火山岩的形成，可用以下模式来解释：晚古生代古大别洋闭合时洋壳发生俯冲而进入地幔，在三叠纪华北与扬子陆-陆碰撞过程中，扬子地块古老基底俯仲至北大别陆块之下，地壳强烈加厚导致榴辉岩化，随即发生过大规模下地壳拆沉作用，被拆沉的下地壳物质与地幔发生广泛而强烈的交代作用，产生了本区的EMI型富集地幔。至侏罗纪和早白垩世，大别山再次发生了岩石圈板块拆离，引发亏损软流圈上涌，使得古老富集岩石圈地幔部分熔融，产生的具有下地壳与洋壳性质的富集岩浆上涌，在上涌过程中受到的下地壳混染作用十分微弱，并在早白垩世喷出地表，形成具有壳幔双重地球化学特征的富钾火山岩。
通过地球化学与年代学数据研究，结合前人的研究成果及野外接触关系，重新划分了大别山北部火山-沉积地层的格架。六安小华山周公山组火山碎屑岩下部样品给出131.7Ma的锆石U-Pb年龄，上部样品给出129.1Ma的年龄，限定该火山碎屑岩时代为～130Ma，说明周公山组应属早白垩世沉积。毛坦厂组安山质熔岩的锆石U-Pb年龄为124.7Ma，地层中所含化石也支持早白垩世的结论。凤凰台组火山岩砾石给出125.2Ma的锆石U-Pb年龄，与毛坦厂火山岩一直，而地球化学特征也与毛坦厂组相似，说明火山岩砾石来自毛坦厂组，由此可以确定凤凰台组形成时代至少不早于毛坦厂组火山岩，即≤125Ma。白大畈组粗安岩锆石U-Pb年龄125.4Ma，与毛坦厂组安山岩和凤凰台组火山岩砾石年龄完全一致，但野外见到白大畈组火山岩不整合在凤凰台组、毛坦厂组之上，且含有来自于毛坦厂组的安山岩碎屑，这些说明凤凰台组、毛坦厂组和白大畈组为同时代产物，并且形成于125Ma左右的的相当短的时间内。本文研究表明，大别山北部存在～130Ma和125Ma的两次强烈的火山活动，与大别山中生代侵入岩的年龄峰值基本一致，也与大别山南部和东部火山活动时代相似，说明这两次岩浆事件(或者为同一期岩浆事件的两个幕次)在大别山及邻区的普遍性。