长江三角洲地区是我国东部沿海新近纪火山活动比较典型的地区之一，也是环太平洋新生代火山岩带的重要组成部分^[1]，在大地构造上位于郯庐断裂带东侧的下扬子板块。新近纪期间，江苏南京及其周边地区经历了一系列火山喷发活动，形成了以碱性基性和碱性超基性为主的多期火山岩^[2~3]，其中又以长江以北的南京六合及其周边区域最为发育^[2~4]。野外地表调查发现，这些新近纪玄武岩有的直接覆盖在构成古长江三角洲的砂砾层之上，有的则被古长江的砂砾石层切割覆盖。因此，该区火山岩的期次与时代对于限定古长江演化历史至关重要。

自20世纪40年代起，前人通过K-Ar定年、植物化石、磁性地层学等多种手段分析了南京地区新近纪火山岩的活动特征、期次与时代，并将该区的新近纪玄武岩大致划分为3期^[1~5]：六合组(约14 Ma前喷发)、黄岗组(约10 Ma前喷发)和方山组(约3.5 Ma前喷发)。由于在早期的研究中，划分火山活动期次的主要依据是火山岩的K-Ar年龄数据^[2]，因为方法的局限性，结果的不确定性较大。而近年来尽管有学者对该区的部分玄武岩做了新的Ar-Ar测年研究^[6]，但整体来说，关于六合地区古火山锥玄武岩精确的年代数据还相对较少。由于该区火山岩的形成时代与古长江演化密切相关^[6~7]，因而获取新的更准确的火山岩测年数据尤为关键。本文在前人研究基础上，利用Ar-Ar测年方法对南京六合地区的方山、灵岩山和奶山玄武岩进行了年龄测定，以期新的数据有助于更好地认识该区的玄武岩活动期次与时代，并为古长江砂砾层形成时代提供更好的年龄限定。

南京长江北岸六合地区分布着十余座大小不同的新近纪火山锥(图 1)，六合方山、灵岩山和奶山均坐落于六合城区东南方向的古长江冲积平原上，地貌和形态上，方山和灵岩山均为截头圆锥状，其上部的玄武岩覆盖在厚约40~50 m的古长江砂砾层之上，奶山则为相互依傍的两座锥状山的组合，其玄武岩被古长江砂砾石层所切割。六合地区出露的新近纪以来地层主要为洞玄观组(N₁d)、六合组(N₁l)、黄岗组(N₁h)、雨花台组(N₂y)、方山组(N₂f)和下蜀土(Qpx)等，其中六合组和雨花台组主要为一套河流相的棕黄色、灰黄色的砂砾石层夹砂层，上被玄武岩或者下蜀土覆盖^[4]。前人将南京地区方山和灵岩山的火山岩系分为上、下玄武岩两部分，命名为“方山组”，定为中新世-上新世，主要由玄武岩、凝灰质砂砾岩和火山集块岩组成^[5]。

图 1(Fig. 1)

图 1 六合地区火山位置图 图中玄武岩年龄来自文献[2, 6, 8]研究数据 Fig. 1 Location map of volcanoes in Liuhe area, the basalt age in the map is derived from previous research data[2.6.8]

为了进一步更好地认识六合地区新近纪玄武岩的期次与时代，并限定该区古长江三角洲的形成时代，重点采集了六合地区的方山(采样点：32°18′29.07″N，118°59′20.80″E；海拔171 m)、灵岩山(采样点：32°17′49.69″N，118°53′24.95″E；海拔102 m)和奶山(采样点：32°17′59.16″N，119°00′24.69″E；海拔124 m)共3个不同火山锥的玄武岩Ar-Ar年龄样品。样品选自新鲜出露面，岩性均为方山组灰黑色碱性玄武岩，质地坚硬，呈致密块状构造(图 2和图 3)。以灵岩山地质剖面为例岩性描述如下：

图 2(Fig. 2)

图 2 灵岩山地质剖面及采样位置(据毕治国等[7]修编) Fig. 2 The geological profile and sampling position of Lingyan Mountain, revised from Bi et al., 1977[7]

图 3(Fig. 3)

图 3 六合方山地质剖面及采样位置(据方邺森等[4]修编) Fig. 3 The geological profile and sampling position of Liuhe Fangshan, revised from Fang et al., 1979[4]

1.灰白色砾石夹薄层粗砂；

2.棕黄色含砂砾卵石夹薄层细砂；

3.棕黄、灰黄色含砾细砂；

4.橘黄、灰黄色细砂；

5.棕黄色含砂砾石；

6.灰黄、棕黄色含砂细砾夹砾细砂扁豆体；

7.灰黄、橘黄色细砂、粉砂与粉红色粉砂质泥岩韵律互层；

8.土黄色厚层钙质粉砂质泥岩；

9.砖红色厚层含粉砂泥岩。

样品的处理与测试在美国俄勒冈州立大学地质、海洋与大气科学学院氩年代学实验室(OSU Argon Geochronology Lab CEOAS Oregon State University，Corvallis，USA)完成。野外采集的样品首先通过粉碎、筛选等前期处理，然后送至TRIGA核反应堆进行照射，照射后的样品通过CO₂ 10 W，激光器阶段加热释放出气体，之后在惰性气体质谱仪MAP-215/ 50进行Ar同位素分析^[9]。

测试结果显示(图 4)，奶山玄武岩样品在前部加温阶段组成一个平坦的年龄坪，坪年龄为16.90±0.37 Ma，相应的³⁶Ar/⁴⁰Ar-³⁹Ar/⁴⁰Ar等时线年龄为16.04±0.83 Ma(MSWD=1.83)；六合方山样品在连续加温阶段组成一个平坦的年龄坪，坪年龄为9.55±0.03 Ma，反等时线年龄为9.59±0.06 Ma(MSWD=0.18)；灵岩山样品的坪谱平坦，坪年龄为10.43±0.03 Ma，反等时线年龄为10.43±0.03 Ma(MSWD=0.38)。3个样品的坪年龄与反等时线年龄几乎完全一致，而且初始⁴⁰Ar/³⁶Ar值为285.8~305.1，与一般采用的现代空气氩比值(295.5±5)相近，反映所测样品的年龄真实可靠，年龄结果可以代表玄武岩的喷出时代。

图 4(Fig. 4)

图 4 玄武岩Ar-Ar年龄坪谱(左)与反等时线(右)年龄 Fig. 4 Ar-Ar ages spectra(left)and inverse isochron(right)of basalts

长江作为中国第一大河，世界第三大河流，其年龄到底有多老？对于长江的形成和演化历史，近几年来尽管取得了大量的成果^[10~13]，但仍然是科学家们研究、关注和争议的焦点。新近纪期间，伴随古长江的演化，南京六合地区发育了多期玄武岩古火山锥。上述Ar-Ar定年结果证实，六合方山为中新世晚期火山活动喷发而成，这与陈道公和彭子成^[8]所测玄武岩年龄相近，而并非部分研究所认为的上新世火山岩^[2]；灵岩山与前人测年结果相近，并指示其与六合方山玄武岩为近乎同期的火山活动产物，奶山玄武岩前人未有定年数据，此次是首次获得，结果表明其形成于中新世中期。

根据新获取的3个不同地点的火山岩定年结果，结合前人资料及地表调查可知(表 1)，南京六合地区在距今16~17 Ma左右和9~10 Ma左右的中新世中期和晚期先后经历了两次火山活动(注：是根据测年结果明显不同确定的)，但该区在上新世期间是否存在火山活动仍需进一步研究。

表 1(Table 1)

表 1 玄武岩定年对比表 Table 1 Comparison table of basalt age 地点 邵家骥等[2] 陈道公和彭子成[8] Zheng等[6] 本文 六合方山 5.9Ma 9.07Ma — 9.55Ma 灵岩山 12.17Ma — 10.32Ma 10.43Ma 奶山 — — — 16.90Ma

表 1 玄武岩定年对比表 Table 1 Comparison table of basalt age

根据赵希涛等^[14]近年来对六合地区的新近纪玄武岩与古长江三角洲的河流相冲积物覆盖和切割关系的调查结果以及新的玄武岩的定年数据，可进一步确定该区广泛分布的一套下伏于方山和灵岩山玄武岩之下，但切割了奶山火山锥的古长江砂砾石层^[14]，应形成于距今约16~10 Ma间，这明显比最近提出的古长江诞生时间更晚^[6]，但显著的早于现在长江三角洲的地层形成时代^[15~16]，这说明古长江自形成以来可能经历了多期演化，并在南京一带的下游地区经历过大范围摆动，从而形成不同时代且分布范围差异较大的长江沉积物。因此，关于古长江发育的期次及其与中国东部构造地貌的演化关系问题仍有待于进一步深入研究。

利用Ar-Ar定年方法获取的长江三角洲地区南京六合方山、灵岩山和奶山3个地点的精确测年结果，表明这3个不同地点的玄武岩坪年龄分别为9.55±0.03 Ma、10.43±0.03 Ma和16.90±0.37 Ma。新的数据表明新近纪期间，六合地区至少经历了距今16~17 Ma左右和9~10 Ma左右两个期次的火山活动，其中奶山为较老一期，属中新世中期，六合方山与灵岩山同属中新世晚期。结合六合地区的新近纪玄武岩与古长江三角洲的河流相冲积物存在的覆盖和切割关系，新的玄武岩定年数据可以证实，分布在六合地区的古长江三角洲砂砾石层应形成于距今约16~10 Ma间。这一新的认识进一步说明，古长江自形成以来可能经历了多期演化，并在南京一带的下游地区经历过大范围摆动，从而在长江下游地区形成了不同时代且分布范围差异较大的长江沉积物。

致谢: 感谢审稿专家和编辑部老师建议性的修改意见！