黔东南地区平略组凝灰岩锆石U-Pb年代学研究及其地质意义

为了约束黔东南地区下江群平略组沉积年龄及厘定其地层对比关系,本次研究对采自黔东南地区下江群平略组中部的凝灰岩夹层开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年研究,结果表明其结晶年龄为752.2±4.2 Ma(N=18,MSWD=0.13),指示平略组中部凝灰岩夹层形成时间。结合相关研究资料,认为平略组最大沉积年龄可能为760 Ma,而不是745 Ma。结合区域相关研究资料,认为平略组可与丹洲群拱洞组中上部、板溪群五强溪组中下部、休宁组中上部进行对比。平略组普遍发育的重力流沉积构造,可能是新元古代沉积盆地构造转换的沉积响应,暗示华南裂谷沉积盆地演化可能与幕式岩浆活动密切相关。     

滇中新元古代裂谷盆地充填序列及演化模式:对Rodinia超大陆裂解的响应

以滇中新元古代裂谷盆地沉积充填为研究对象,开展了系统的沉积学和盆地分析研究。结果表明,滇中新元古代裂谷盆地具有4个充填序列,分别代表盆地的4个发展阶段。其中,序列I为柳坝塘组及陆良组下段,沉积时限为820~800 Ma,属低密度浊流和深水饥饿沉积,代表裂谷盆地的快速沉降阶段;序列II为澄江组、陆良组上段及牛头山组,沉积时限为800~725 Ma,属扇三角洲-湖泊沉积,代表裂谷盆地的成熟发展阶段;序列III为南沱组,沉积时限可能为725~635 Ma,属大陆冰川沉积,代表裂谷盆地开始向被动大陆边缘盆地转换的阶段;序列IV主要为陡山沱组,沉积时限为635~551 Ma,属潮坪沉积,为裂谷盖地层。进一步研究揭示,滇中新元古代裂谷盆地由幼年期分布局限的小型同向半地堑盆地群演化为成熟期统一的大型半地堑盆地,属上叠滑脱盆地。综合研究证实,滇中新元古代裂谷盆地应为陆内裂谷盆地,是Rodinia超大陆裂解的产物。     

关于建立“板溪系”的建议及其基础的讨论——以黔东地区为例

作者在分析黔东新元古代早期沉积时限的基础上,结合前人关于Sturtian冰期、南华系底界、青白口系年代学的最新研究成果,指出华南新元古代裂谷盆地早期沉积(板溪群或与之相当的高涧群、芙蓉溪群、丹洲群、下江群、登山群、历口群等)时限为740～820Ma,是南华纪冰期前的非冰成沉积,是Rodinia裂解机制下的填平补齐沉积;而青白口系沉积可能是与Rodinia形成相关的板块碰撞机制下坳陷盆地沉积,南华系是与国际成冰系相对应的冰期沉积,是华南新元古代裂谷盆地的第一个盖层,因此,将板溪群、下江群等归入南华系或青白口系均不合理。由此提出了"板溪系"概念,它包括板溪群或与之相当的一套楔状地层。结合目前华南裂谷盆地开启年龄和南华纪冰期的起始年龄,板溪纪的时限暂定为850～740Ma。板溪系的提出不仅将有利于解决长期存在的南华系划分对比问题,同时也必将有利于新元古代裂谷盆地早期演化及其与Rodinia超大陆裂解、冰期形成等关系的研究和相关重大气候、环境巨变问题的探讨。     

关于建立“板溪系”的建议及其基础的讨论——以黔东地区为例汪正江

作者在分析黔东新元古代早期沉积时限的基础上,结合前人关于Sturtian冰期、南华系底界、青白口系年代学的最新研究成果,指出华南新元古代裂谷盆地早期沉积（板溪群或与之相当的高涧群、芙蓉溪群、丹洲群、下江群、登山群、历口群等）时限为740～820Ma,是南华纪冰期前的非冰成沉积,是Rodinia裂解机制下的填平补齐沉积;而青白口系沉积可能是与Rodinia形成相关的板块碰撞机制下坳陷盆地沉积,南华系是与国际成冰系相对应的冰期沉积,是华南新元古代裂谷盆地的第一个盖层,因此,将板溪群、下江群等归入南华系或青白口系均不合理。由此提出了“板溪系”概念,它包括板溪群或与之相当的一套楔状地层。结合目前华南裂谷盆地开启年龄和南华纪冰期的起始年龄,板溪纪的时限暂定为850～740Ma。 板溪系的提出不仅将有利于解决长期存在的南华系划分对比问题,同时也必将有利于新元古代裂谷盆地早期演化及其与Rodinia超大陆裂解、冰期形成等关系的研究和相关重大气候、环境巨变问题的探讨。     

川西新元古代苏雄组层型剖面SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

对采自川西新元古代苏雄组层型剖面中上部的英安岩进行SHRIMP锆石U-Pb定年,获得了两组谐和年龄值:838±9 Ma(n=9,MSWD=0.80)和780±12Ma(n=5,MSWD=1.2)。其中780±12 Ma解释为苏雄组英安岩的喷发时限,代表康滇裂谷盆地强烈扩张时期的构造岩浆热事件;而838±9 Ma则可能代表康滇裂谷盆地开启前的构造岩浆热事件。综合研究认为,苏雄组位于康滇裂谷半地堑盆地的调节带,为华南新元古代幕式岩浆活动的产物;火山活动和沉积记录均表明,扬子周缘发育与地幔柱相关的裂谷盆地系统,且华南可能是Rodinia超大陆裂解的重要组成单元。     

扬子西缘新元古代中期裂谷作用:来自年代学与沉积学的新证据

华南新元古代沉积盆地演化与Rodinia超大陆裂解存在紧密联系,但仍缺乏精细刻画.对扬子西缘澄江组开展了系统的碎屑锆石年代学和沉积学研究.澄江组砂岩的碎屑锆石U-Pb年龄主要为新元古代（870~780 Ma）,少数为前新元古代（2 850~1 010 Ma）,最显著的峰值为820 Ma,最年轻一组碎屑锆石206Pb/238U年龄加权平均值为804.5±5.4 Ma.结合已发表年龄数据,将澄江组沉积时限进一步限定为800~720 Ma.物源分析揭示澄江组的新元古代碎屑锆石剥蚀自邻近的新元古代岩浆岩,而前新元古代锆石可能来自于邻近新元古代岩体的剥蚀或地层的沉积再循环.扬子西缘新元古代中期沉积盆地具有由冲积扇相逐渐过渡为前扇三角洲相的沉积演化序列,最终形成了具有裂谷充填特征的“楔状地层”.这种沉积超覆演化过程在整个华南新元古代裂谷系普遍存在,指示在800 Ma左右华南全面进入裂谷盆地成熟阶段.      

扬子西缘新元古代裂谷盆地演化的年代学新证据及其意义

扬子西缘康滇裂谷是华南新元古代裂谷系的主要组成部分,对理解华南新元古代裂谷盆地演化与Rodinia超大陆裂解的响应关系具有重要意义。澄江组是康滇裂谷最为典型的沉积充填序列,其时代的准确限定是解析Rodinia超大陆裂解背景下盆地演化的重要前提。本文对滇东北巧家谓姑地区澄江组火山岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学分析,获得澄江组底部玄武岩年龄806.4±6.7 Ma和下部凝灰岩年龄788.4±5.9 Ma。结合已有年龄数据,将澄江组沉积时代准确限定为800～720 Ma,与开建桥组及陆良组上部为同期异相产物。康滇裂谷的三个次级盆地演化基本同步,均于800 Ma左右开始全面接受沉积,是Rodinia超大陆的裂解的响应。     

扬子北缘西乡群大石沟组和三郎铺组凝灰岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

对采自扬子北缘西乡群大石沟组和三郎铺组的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。结果表明,大石沟组和三郎铺组的凝灰岩年龄分别为（789.0±4.4） Ma（MSWD=0.66）和（760.4±4.5） Ma（MSWD=0.43）。根据已有的资料分析,西乡群的底界年龄约为820 Ma,区域上大体可与板溪群及其相当地层进行对比,为华南新元古代裂谷盆地的早期充填,其与下伏三花石群分别代表了上下2个不同的构造-沉积旋回。结合前人研究结果,华南新元古代的岩浆活动初步显示有三幕的特征,它们的峰值年龄分别约为825 Ma、795 Ma和760 Ma,其中以前两期最为明显,分别标志着裂谷盆地的开启和全面打开。笔者报道的大石沟组和三郎铺组凝灰岩分别代表了795 Ma和760 Ma两期幕式岩浆活动,它们不仅是华南新元古代幕式岩浆活动的一部分,也与华南新元古代裂谷盆地的形成密切相关,具有不可忽视的地质意义。     

黔东南地区新元古代下江群的地层年代及其地质意义

黔东南地区下江群是分布在江南造山带西段的一套前寒武纪浅变质陆源碎屑岩夹火山碎屑岩组合, 其地层时代归属与划分特别是区域地层对比一直未能得到很好解决.在对该区前寒武纪地层广泛而详细的剖面测制和地质调查基础上, 运用LA-ICP-MS技术, 对地层中沉凝灰岩、含凝灰质碎屑岩和碎屑岩进行锆石U-Pb年代学测试, 获得一批高精度的年龄.四堡群河村组顶部的碎屑岩和下江群乌叶组第1段顶部的含凝灰质碎屑岩、清水江组底部与中部的沉凝灰岩、平略组中上部的含凝灰质碎屑岩、隆里组中下部的碎屑岩等样品中锆石U-Pb最小年龄组的加权平均年龄分别为819.8±6.4Ma和779.5±4.7Ma、764.0±6.3Ma与(756.8±7.6Ma、756.0±13.0Ma)、733.9±8.8Ma及725.0±10.0Ma.这些数据将四堡群和下江群的时代限制为新元古代.结合研究区隆里组与长安组整合接触关系和全球低纬度南华系冰期起始年龄(717.4Ma)的地质事实, 将下江群沉积时限约束在815~717Ma之间.根据区域岩浆事件进一步约束了下江群各组段的地层时限, 并开展江南造山带下江群及其相当层位的地层划分与对比, 认为新元古代岩浆作用制约着黔东南下江群盆地的演化.      

扬子地块新元古代裂谷盆地莲沱组沉积分异及其物源分析

扬子地块莲沱组及相当地层单元的划分和对比,一直是我国南华系（即Cryogenian）研究关键难题之一.新元古代裂谷盆地开启早期,构造-沉积分异作用,同裂谷相变很大,使得盆地边缘区地层序列不完整.过分依赖岩石地层单元对比,历存分歧,典型的就是关于莲沱组与板溪群地层对比、时代归属以及莲沱组的沉积环境问题.本文通过对扬子地块东南缘莲沱组沉积古环境分析和锆石U-Pb精确定年,认为莲沱组沉积时限为790~720 Ma,相当于板溪群中上部,是华南新元古代裂谷盆地沉积充填序列的第Ⅱ旋回.莲沱组顶部U-Pb最小年龄约720 Ma,制约了扬子地块Sturtian冰期的启动年龄≤720 Ma.通过对中扬子地块从北向南展布的莲沱组陆相-海陆过渡相-海相不同的沉积单元岩相组合的沉积特征观察研究,分析沉积环境并建立了沉积模式;莲沱组及休宁组碎屑锆石记录了莲沱组沉积时该盆地在780~760 Ma经历了持续热隆升与地层剥蚀,揭示了中国南方扬子和华夏地块聚合与裂解事件的重要信息.      

三峡地区新元古代莲沱组底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年代学及其地质意义

湖北三峡地区发育一套新元古代地层,其可能记录了地球系统的一系列剧变,如莲沱组可能记录了与Rodinia超大陆的裂解以及南华冰期起始时间等相关的地质信息。然而,莲沱组的沉积年龄及区域地层对比却仍存在较大争议,限制了我们对这些地质信息的理解。本文从花鸡坡剖面莲沱组底部凝灰岩层获得两组SHRIMP U-Pb锆石年龄（810±7）、（763±10）Ma,前者可能为莲沱组下伏黄陵花岗岩剥蚀后再沉积的结果,而后者应代表莲沱组底部沉积开始的年龄。结合前人在三峡地区对莲沱组地层年代学的研究,认为莲沱组沉积年龄为780~714 Ma,区域上可与滇中、川西澄江组/开建桥组及湘北的板溪群、黔东南的下江群及桂北的丹洲群进行对比,但其缺失下江系早期—中早期（820~790 Ma）沉积地层,因此只相当于下江群、丹洲群的中上部地层。     

Sequence Stratigraphy and Evolution of the Neoproterozoic Marginal Basins Along Southeastern Yangtze Craton, South China

Four sequence sets have been recognized in the Neoproterozoic basins along the southeastern margin of the Yangtze Craton, South China. The first sequence set consists of the Baizhu and Hetong Formations (or their equivalents), which is absent or partially absent in the denudational areas of the Jiangnan Ridge division. It represents the beginning of the continental rifting. The second sequence set is made up of the Sanmenjie and Gongdong Formations (or their equivalents), and is characterised by widespread rift volcanism. The third sequence set is represented by the Chang'an Formation glacial deposits in the Hunan-Guangxi sub-basin, which is absent in land areas covered by continental ice sheets. The Nantuo tillites and subsequent carbonaceous and siliceous sediments (the Doushantuo and Dengying Formations) constitute the fourth sequence set in the study area, marking the end of the continental rifting. The first three sets have been interpreted as forming the rift-fill, and the last one the rift cover. This study is the first step towards a better understanding of the Neoproterozoic basin history in South China, and a more robust correlation with Neoproterozoic successions in other continents formed during the breakup of Rodinia.     

湘黔桂新元古代拉伸纪晚期地层年代格架对比及关键地质事件初探

湘黔桂地区发育一套完整的新元古代拉伸纪晚期地层(下江群及其相当地层),是研究扬子克拉通与华夏板块碰撞拼接后华南大陆裂谷盆地演化的重要载体。本文报道了贵州省铜仁市万山区清水江组上部、平略组底部及中部变质凝灰岩和沉凝灰岩的年龄,分别为(763.8±5.5) Ma(N=24,MSWD=0.29)、(760.2±4.1) Ma(N=25,MSWD=0.39)、(759.1±3.9) Ma(N=26,MSWD=0.38)。通过对湘黔桂地区下江群及其相当地层中已有火山岩、火山碎屑沉积岩、含凝灰质岩石年龄的系统梳理与分析研究,进一步确定下江群其及相当地层的沉积时限在822~715 Ma,桂北丹洲群三门街组玄武岩是在武陵造山后伸展背景下湘黔桂地区裂谷最大裂陷时期的产物,清水江组与平略组内大量的火山物质可能来源于江南造山带东段800~760 Ma的中酸性喷出岩。结合地层、岩性、年代特征,本文恢复了湘黔桂盆地新元古代拉伸纪晚期的演化历史,并认为该套地层符合建立下江系条件。     

New U-Pb age constraints on the upper Banxi Group and synchrony of the Sturtian glaciation in South China

The Nanhua basin in South China hosts well-preserved middle–late Neoproterozoic sedimentary and volcanic rocks that are critical for studying the basin evolution, the breakup of the supercontinent Rodinia, the nature and dynamics of the “snowball” Earth and diversification of metazoans. Establishing a stratigraphic framework is crucial for better understanding the interactions between tectonic, paleoclimatic and biotic events recorded in the Nanhua basin, but existing stratigraphic correlations remain debated, particularly for pre-Ediacaran strata. Here we report new Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICPMS) U-Pb zircon ages from the middle and topmost Wuqiangxi Formation (the upper stratigraphic unit of the Banxi Group) in Siduping, Hunan Province, South China. Two samples show similar age distribution, with two major peaks at ca. 820 Ma and 780 Ma and one minor peak at ca. 910 Ma, suggesting that the Wuqiangxi sandstone was mainly sourced from Neoproterozoic rocks. Two major age peaks correspond to two phases of magmatic events associated with the rifting of the Nanhua basin, and the minor peak at ca. 910 Ma may correspond to the Shuangxiwu volcanic arc magmatism, which represents pre-collision/amalgamation subduction on the southeastern margin of the Yangtze Block. The youngest zircon group from the topmost Wuqiangxi Formation has a weighted mean age of 714.6 ± 5.2 Ma, which is likely close to the depositional age of the uppermost Banxi Group. This age, along with the ages reported from other sections, constrains that the Banxi Group was deposited between ca. 820 Ma and ca. 715 Ma. The age of 714.6 ± 5.2 Ma from the top of the Wuqiangxi Formation is indistinguishable with the SIMS U-Pb age of 715.9 ± 2.8 Ma from the upper Gongdong Formation in the Sibao village section of northern Guangxi, South China. It is also, within uncertainties, overlapped with two TIMS U-Pb ages from pre-Sturtian strata in Oman and Canada. These ages indicate that the Jiangkou (Sturtian) glaciation in South China started at ca. 715 Ma instead of ca. 780 Ma and support a globally synchronous initiation of the Sturtian glaciation at ca. 715 Ma.     

Constraints on the onset age of the Sturtian glaciation from the Southeast Yangtze Block,South China

ABSTRACT

The Neoproterozoic glaciations represent a milestone in the Earth evolution due to their influence on atmosphere, biosphere and hydrosphere. Evidence for the Sturtian glaciation, the early stage of Cryogenian, has been recorded worldwide, but the precise timing and synchroneity of its counterpart, the Chang’an glaciation, in South China have been controversial. As such, new zircon U–Pb ages from the pre-Sturtian Gongdong Formation and the overlying the Chang’an Formation in southeastern Yangtze Block were reported. The youngest U–Pb zircon age from a tuff sample of the topmost Gongdong Formation was 716.8 ± 6.8 Ma, and that from a sandstone sample of the lower Chang’an Formation was 725.9 ± 4.4 Ma. The zircon weighted mean age of 716.8 ± 6.8 Ma was interpreted as the maximum depositional age of the termination of the Danzhou Group. This age, along with the ages reported from the bottom of the Danzhou Group, constrains deposition of the Danzhou Group to between ca. 820 Ma and ca. 715 Ma. The age of 716.8 ± 6.8 Ma from the top of the Gongdong Formation is consistent with the SIMS U-Pb age of 715.9 ± 2.8 Ma from the Sibao section, as well as ages from the Banxi Group, Liantuo Group, and Kaijianqiao Formation in the Yangtze Block, which further constrain the onset time of the Sturtian glaciation in South China at ca. 715 Ma. It is also, with uncertainties, consistent with ages from pre-Sturtian strata in Laurentia and Oman, which indicates a global synchroneity and extent for the Sturtian glaciation.     

南华冰期的底界讨论:来自沉积学与同位素年代学证据

目前国内对于我国新元古代南华系划分的分歧很大,主要原因之一在于对板溪群及其相当层位地层的构造属性及其上限年龄的认识存在较大差异,为此,在详细的沉积学调查的基础上,对湘黔桂地区典型丹州群和下江群(与板溪群相当)有关剖面上顶部地层沉凝灰岩开展了锆石年代学研究.沉积学调查表明,板溪期沉积地层与上覆南华冰期沉积地层之间的转换界面清晰,界面上下岩性、结构、构造、沉积相特征迥异,显示板溪群和上覆南华纪冰期沉积期间存在明显的沉积—构造转换过程.而板溪晚期沉凝灰岩的锆石U-Pb同位素年代学研究则表明,板溪群及其相当层位的上限年龄均趋向于720 Ma,这与Sturtian冰期的启动年龄718 Ma接近.因此,基于沉积盆地演化的阶段性、全球性重要古气候演化的区域可对比性以及同位素年代学分析,将南华冰期启动年龄设定为720 Ma是恰当的,将我国南华系底界置于江口冰期沉积层系之底也是合理的,这为我国南华系底界GSSP的选定提供了重要的年代学和沉积学约束.     

皖南地区歙县岩群昌前岩组和昱岭关群井潭组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

江南造山带东北段歙县岩群和昱岭关群是皖南地区重要的前寒武纪地层单元。本文对皖南地区歙县岩群昌前岩组和昱岭关群井潭组凝灰岩样品中的锆石进行了测年研究,获得昌前岩组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为852±6 Ma和840±11 Ma,井潭组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为809±10 Ma,为皖南地区新元古代地层格架的建立和地层的对比增添了可靠的年代学依据。根据最新获得的锆石U-Pb年龄数据,确定歙县岩群的时代与江南造山带区域范围内梵净山群、四堡群、冷家溪群、双桥山群以及溪口岩群相当,其上覆的昱岭关群与下江群、丹洲群、板溪群、马涧桥组、登山群以及上墅组等地层单元可以对比。