桂北地区丹洲群锆石U-Pb年代学及对华南新元古代裂谷作用期次的启示

桂北地区丹洲群是南华裂谷盆地南段的一套连续裂谷充填沉积,厘定各组沉积时限及区域地层关系,对理解华南新元古代裂谷作用期次具有重要意义。本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得丹洲群合桐组二段和拱洞组底部凝灰岩夹层形成年龄分别为801±4 Ma和781±5 Ma。研究表明,丹洲群白竹组和合桐组一段与下江群甲路组和乌叶组、板溪群沧水铺组和马底驿组、西乡群孙家河组及陆良组一段相当,沉积时限为820~800 Ma;合桐组二段与下江群番召组相当,沉积时限为800~780 Ma;拱洞组可与下江群清水江组、平略组和隆里组,板溪群五强溪组中上部和牛牯坪组,西乡群大石沟组中上部和三郎铺组,陆良组二段及澄江组、开建桥组、莲沱组、虹赤村组和上墅组的中上部直接对比,沉积时限为780~725 Ma。华南新元古代裂谷盆地系统的典型地层锆石年龄存在5组高峰,峰值年龄分别为818±2 Ma、802±1 Ma、780±4 Ma、756±4 Ma及728±5 Ma。综合华南新元古代岩浆活动特征及盆地沉积演化过程,确定华南新元古代裂谷作用可分为两期:820~800 Ma和800~725 Ma。此外,华南新元古代岩浆活动与裂谷作用之间存在明显的耦合关系,但各期岩浆活动对各裂谷盆地的影响程度存在差异。     

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.      

桂北地区新元古代地层凝灰岩锆石U-Pb年龄及地质意义

提要：桂西北变质基底四堡群及上覆地层丹洲群之间存在着角度不整合,而丹洲群与南华纪地层之间为平行不整合,说明它们是隶属三个构造域的产物。其地层时代的定位影响着整个江南古陆变质基底地层的对比,也制约着华南地区沉积盖层的地质关系。根据丹洲群合桐组凝灰岩锆石U-Pb年龄(801±3) Ma、拱洞组锆石U-Pb年龄(786±6) Ma、南华系长安组的底界年龄(778±5) Ma和大塘坡组年龄(661±7) Ma,结合从桂北地区四堡群顶部沉积地层中凝灰砂岩获得的锆石U-Pb年龄(842±13) Ma和侵入四堡群火成岩锆石U-Pb年龄(834±4) Ma,将四堡群变质砂板岩明确定为形成于820 Ma之下的地层。该年龄对南华纪地层的区域对比和构造演化都有着重要意义。     

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。     

滇中新元古代澄江组层型剖面锆石U-Pb年代学及其地质意义

澄江组是华南新元古代地层中的重要地层单元之一,其确切沉积时限对于建立和完善华南新元古代区域地层格架具有关键意义。对滇中澄江组层型剖面顶部的凝灰岩夹层进行高精度SHRIMP锆石U-Pb定年研究,获得3组有效的206Pb/238U加权平均年龄值,其分别为(819±14)Ma(MSWD=0.15)、(781±11)Ma(MSWD=0.24)和(725±11)Ma(MSWD=0.65)。其中,最年轻的一组年龄值(725±11)Ma被解释为澄江组顶部凝灰岩夹层的形成时间,可以代表滇中澄江组的顶界年龄,从而进一步确认澄江组的沉积时限为800～725 Ma。结合相关研究资料,证实澄江组与开建桥组、莲沱组的沉积时限基本相当,三者与下冰期长安组不存在对比关系,而应与冰期前板溪群的上部进行对比。此外,推测两组年龄值较老的锆石可能是与新元古代罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解有关的幕式岩浆活动的记录。     

扬子陆块北缘大洪山地区莲沱组底部凝灰岩锆石U-Pb定年及其地层学意义

扬子陆块北缘莲沱组是华南新元古代的重要地层单元之一,但其沉积时限、区域对比关系、沉积环境与沉积期古地理存在诸多争论。对大洪山地区莲沱组底部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得凝灰岩样品的形成年龄为798.4±4.5Ma(MSWD=0.40,n=13)。结合前人研究成果,将莲沱组的沉积时限限定为800～714 Ma,区域上可与板溪群及其相当地层中上部、休宁组、澄江组、开建桥组、武当群和随县群进行对比,为“晋宁造山运动”不整合面之上、南华冰期之下的一套裂谷充填产物,代表了裂谷盆地全面打开,沉积范围快速扩大的充填序列,其主体为冲积扇、河流及滨浅海沉积。莲沱沉积时期,扬子陆块北缘形成了一个向北逐渐变深的裂谷盆地,此时大洪山地区的莲沱组为围绕鄂北古隆起分布的冲积扇沉积,向北则变为以随县群为代表的滨浅海—半深海沉积。     

扬子区新元古代前震旦纪地层对比

近年来,随着离子探针等同位素定年技术的广泛应用,华南扬子区新元古代地层确切的时间框架愈发清晰。来自四堡群、板溪群及相应地层的同位素年龄数据表明,扬子区晋宁—四堡造山运动发生的时间约为8.3~8.2亿年前,持续时间可能不到10 Myr。板溪群与莲沱组地层不是上下关系,二者基本上是同时异相,莲沱组比板溪群沉积起始时间稍晚。南华系(成冰系)的底界应放在新元古代比较公认的最早的全球性冰期沉积地层的底部,在华南即长安组或江口组的底部(~720 Ma)。受华南新元古代裂谷盆地演化的控制,扬子区从东南盆地相区往西北浅水台地相区,南华系地层厚度变小、发育越来越不完整。南华系最上部南沱组及相应地层的沉积在扬子区分布最为广泛。     

扬子陆块新元古代首次冰期前的区域沉降及其沉积响应研究

赣北及邻区休宁组(莲沱组)与湖北宜昌、通山地区的莲沱组是华南新元古代中期的重要地层单元,但对其沉积大地构造背景和时代归属一直存在不同认识。本文在详细的沉积学调查和区域对比研究基础上,对采自通山石门塘剖面莲沱组底部含砾砂岩、上部的沉凝灰岩和上饶华坛甘岭剖面的上墅组顶部英安岩、休宁组中部沉凝灰岩分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得通山莲沱组最大沉积年龄为784.0±11.0Ma,莲沱组中上部沉积年龄约为727.3±6.7Ma;获得华坛甘岭剖面上墅组顶部英安岩形成年龄为779.0±6.6Ma、休宁组中部沉积年龄为733.6±5.9Ma,因此,赣北及邻区的莲沱组或休宁组沉积时限与宜昌地区基本一致。沉积学调查显示,华坛甘岭休宁组沉积构造不发育,主体为冲积扇—滨浅海至深水陆棚相沉积;通山莲沱组沉积构造发育,斜层理、交错层理、沙纹层理及波痕等牵引流沉积构造发育,为河流—三角洲沉积序列。研究认为,在扬子陆块内,浙皖赣邻区的莲沱组(休宁组)与宜昌莲沱组、滇中澄江组及湘黔桂地区的板溪群及其相当地层的上部沉积时限(780～体相当,为南华冰期开启前在区域热沉降背景下,南华裂谷系的第一套呈区域性展布的裂谷盖沉积。     

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.      

黔东南新元古界下江群甲路组沉积特征及其下伏岩体的锆石U-Pb年龄意义

黔东南地区的甲路组冲洪积相底砾岩为一套高角度不整合于四堡群变质岩系或侵入该变质岩系的花岗岩体之上的楔状地层。通过对该组大比例尺剖面实测与加密取样鉴定,确定了该地区新元古界下江群甲路组与四堡群变质岩系及刚边花岗岩体之间的沉积超覆关系,在此基础上建立了下江群的沉积演化序列。取自甲路组地层之下的花岗岩的高精度SHRIMP锆石U-Pb年龄为823±12Ma,这一年龄数据与已有的摩天岭花岗岩TIMS锆石U-Pb年龄825.0±2.4相一致,代表了黔东南地区裂谷系沉积超覆的起始年龄。而该区裂谷系沉积超覆的开启年龄略晚于这个时间,研究区内可能缺失1000～820Ma之间与拉伸系(Tonian)大致相当的地层。     

桂北四堡群火山岩锆石SHRIMP年龄及其地层学意义

四堡群为一套出露于桂北黔东南地区、变形强烈的浅变质、陆源碎屑岩火山岩、系,厚度大于5000 m,其下未见底,上被丹洲群(下江群相当地层)所覆盖。桂北四堡群自下而上划分为九小组、文通组和鱼西组3组。样品A20140731-3采自于文通组,岩性为灰绿色熔结火山岩,首次分选出600余粒岩浆型锆石,完成SHRIMP U-Pb定年测点15个,获得加权平均年龄(860±13)Ma。这表明四堡群主体属于新元古界,进而分析、讨论了江南造山带主要地层对比关系。     

扬子陆块三峡地区莲沱组砂岩中碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

对扬子陆块三峡地区黄牛岩剖面莲沱组顶部砂岩中的120颗碎屑锆石进行了U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析.结果显示,黄牛岩剖面莲沱组中碎屑锆石的年龄谱具有~880~800 Ma、~2 000 Ma、~2 500 Ma及~2 700 Ma的峰值,其中最年轻的碎屑锆石年龄为724±8 Ma.结合前人对该地区莲沱组顶部凝灰岩开展的年代学工作,将莲沱组顶部砂岩沉积时代限定为724~714 Ma.莲沱组砂岩沉积时间与其中最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄接近,反映了其源区地壳物质的快速再循环.碎屑锆石Hf同位素两阶段模式年龄(T_DM2)集中在~3.7~3.1 Ga、~2.5~2.0 Ga和~1.3~1.0 Ga,反映其物源区存在古-中太古代、古元古代以及中元古代末期的初生地壳生长.对比近年来三峡地区不同剖面莲沱组砂岩中已报道的碎屑锆石年龄和Hf同位素数据,黄牛岩剖面的莲沱组碎屑锆石年龄和Hf同位素组成与之以北的王丰岗剖面均存在明显差异,说明莲沱组沉积期两者的陆源物质供给区有较大差别.      

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。     

U–Pb dating of zircons from tuff layer,sandstone and tillite samples in the uppermost Liantuo Formation and the lowermost Nantuo Formation in Three Gorges area,South China

Uranium-lead (U–Pb) dating was conducted on zircons in tuff layers and sandstone samples from the uppermost Liantuo Formation and in a tillite sample from the lowermost Nantuo Formation in Three Gorges area, South China, using SHRIMP and LA-ICP-MS techniques. Zircons from these samples yielded age spectrum (within 1000 Ma) of ∼890, ∼830, ∼780, ∼730, and 646 Ma. Zircons from the Liantuo tuffs have a weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 734.1 ± 8.1 Ma (2σ, n = 7, MSWD = 0.48), which was regarded as the best estimation of the upper boundary age of the Liantuo Formation. Combining with previous geochronologic data, the Liantuo Formation was proposed to be a pre-Chang′an glaciation unit, and it is comparable to the middle-upper Banxi/Danzhou Group in South China.     

湖北神农架西部南华纪地层序列及其区域对比

新元古代是地质历史时期气候变化最为剧烈的时期之一,在全球范围内留下了多次明显的冰川活动记录。以峡东地区为代表的鄂西地区新元古界是国际研究的经典和热点。然而,峡东地区新元古代地层序列并不完整,其毗邻的神农架西部地层序列更具代表性。位于鄂西神农架西部的高桥河剖面,其南华系超覆于中元古界神农架群基底之上,从下而上依次为莲沱组、古城组、大塘坡组和南沱组,上覆震旦系陡山沱组。通过与鄂西峡东地区、长阳地区的代表性剖面的区域地层对比,发现高桥河剖面的南华纪沉积地层序列最为连续,是鄂西地区新元古代最完整和最具代表性的地层序列之一,能够作为该区域新元古代地层划分和对比的参照标准,并为研究这一重大关键地质时期的极端古气候演变提供基础材料。     

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。