云南"三江"变质杂岩带多期花岗质岩浆事件及其构造意义

云南“三江”地区地处印度板块与欧亚板块之间,记录了多期岩浆-变质热事件.本文对该区8件花岗质岩石进行了锆石年代学和地球化学研究.锆石年代学结果表明,8件样品记录了6期岩浆事件,中寒武世(501.2±5.0Ma)、晚奥陶世(456±2.1Ma)、晚二叠-早三叠世(251～246Ma)、早白垩世早期(134～125Ma)、古新世早期(55±0.62Ma)和始新世晚期(38±0.52Ma),部分样品中存在古元古代、中-新元古代的继承锆石.地球化学结果显示,这些样品SiO2含量变化范围较大,为60.41％ ～77.41％,Al2O3含量为11.57％～17.54％,Na2O含量为2.05％ ～4.16％,K2O含量变化范围为2.09％～6.31％,早三叠世以前的花岗质岩石的A/CNK≥1,以过铝质为主;而早三叠世以后的花岗质岩石的A/CNK＜1,属偏铝质.轻重稀土分异明显,Eu负异常,(La/Yb)N值变化于5.22～ 19.56.其中5样品的143Nd/144 Nd比值为0.51195～0.51255,εNd(t) =0～-11.11,tDM=1071～1969Ma.两件较老的样品可能反映该地区存在中寒武世和晚奥陶世的岩浆作用;晚二叠-早三叠世的岩浆事件可能是古特提斯洋闭合构造-热事件的响应;高黎贡杂岩带中早白垩世花岗质岩石可能与碰撞后地壳加厚有关;而新生代花岗质岩石则是对印支板块和欧亚板块俯冲-碰撞事件的响应.部分样品中继承锆石U-Pb年代学结果显示,最主要年龄峰值在1100～800Ma之间,指示该地区可能存在新元古代岩浆作用;少量古-中元古代锆石的存在,可能指示该地区可能存在更古老的基底物质.同样Nd模式年龄也指示该地区可能存在古元古代和中-新元古代的基底岩石.     

滇西哀牢山岩群变沉积岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

出露于扬子板块与印支板块之间的哀牢山岩群中包含大量副片麻岩、大理岩、云母片岩和石英岩等变沉积岩,这些岩石对研究扬子板块西南缘构造演化具有重要意义。但有关哀牢山岩群的沉积时代、物质来源以及形成的构造背景等一系列问题长期以来存在着较大争议。本文选取哀牢山岩群内石榴黑云斜长片麻岩、石榴夕线黑云斜长/二长片麻岩和大理岩4件变沉积岩进行了锆石阴极发光和LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。哀牢山岩群碎屑锆石具有明显或弱的振荡环带和较高的Th/U比值,指示其岩浆成因。年代学分析结果表明石榴黑云斜长片麻岩记录始新世末-渐新世(36.3~25.0Ma)哀牢山岩群部分熔融-岩浆活动,其余3件变沉积岩碎屑锆石均得到550~450Ma与900~700Ma两组峰值,其中片麻岩与大理岩中最年轻的碎屑锆石峰值分别为452Ma、461Ma和458Ma,指示哀牢山岩群沉积时代应不早于中奥陶世,而非原先认为的古元古代。碎屑锆石年龄分布特征表明哀牢山岩群物源区包含扬子板块西缘新元古代花岗岩和印支板块内泛非期花岗岩,支持前人提出的哀牢山岩群沉积于古特提斯分支洋盆——金沙江-哀牢山-马江洋拉张过程中沉积的观点。     

祁连山西段新元古代晚期花岗质片麻岩成因及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

祁连山西段吊大坂新元古代花岗质片麻岩出露于北大河岩群二云母片麻岩中。地球化学特征显示,吊大坂新元古代花岗质片麻岩主要为碱性、弱过铝质花岗岩(A/CNK=1.04~1.12)。岩石主体Rb含量较低,Sr和Ba含量高,K/Rb值介于179~225之间,说明吊大坂新元古代花岗质片麻岩不是高分异花岗岩,但明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.25~0.35),说明该岩浆经历了弱的分离结晶作用。在(Al_2O_3+TFe O+Mg O+Ti O_2)-Al_2O_3/(TFe O+Mg O+Ti O_2)图解中,未经历强烈分异的花岗质岩石样品点落入地壳杂砂岩或中性岩浆岩源区。未经历强烈分异的样品富集强不相容元素,并且在Y-Nb和(Y+Nb)-Rb图解中,主体落入板内花岗岩区域。吊大坂花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石206Pb/238U年龄为736±5Ma,该年龄被解释为花岗质片麻岩的形成时代,说明祁连山存在750~730Ma的岩浆作用记录,可能为新元古代晚期伸展背景下的产物。祁连山新元古代岩浆活动记录了新元古代早期汇聚、新元古代晚期伸展到裂解的长期演化过程。     

点苍山-哀牢山杂岩带多期变质作用:嘎洒地区变沉积岩锆石微量元素与U-Pb年代学制约

点苍山-哀牢山杂岩带位于青藏高原东南缘,为云南三江地区一条重要的造山带,由扬子板块和印支板块于晚二叠世-中晚三叠世碰撞拼合而成。杂岩带主要由各类副片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩构成,岩石发育强烈糜棱岩化和深熔作用。本文选取哀牢山北段新平嘎洒地区变沉积岩为研究对象,通过对变沉积岩锆石的阴极发光图像、微量元素、矿物包裹体组合、表面形态和U-Pb年龄的综合研究,揭示出嘎洒地区哀牢山杂岩经历了两期变质事件:其中,含石榴子石斜长二云母片岩中30颗变质锆石获得了较为一致的206Pb/238U年龄215±6Ma~227±5Ma,加权平均年龄为222.3±1.2Ma(n=30,MSWD=0.27),这些锆石具有浑圆状或椭圆状形态、较为均匀的阴极发光图像、平坦的HREE配分模式((Lu/Gd)N=0.73~4.08)和弱的负Eu异常,这些特征与典型的高级变质岩中变质锆石相似,而锆石的Th/U比值较为分散为0.06~0.84,平均值为0.45,可能与变质过程中富Th矿物独居石分解有关。变质年龄与杂岩带中点苍山和元阳地区变质岩中、晚三叠世变质年龄极为吻合,指示这期变质事件与中-晚三叠世古特提斯洋闭合-造山有关,标志着点苍山-哀牢山杂岩带为三江地区一条重要的古缝合线。此外,嘎洒地区夕线石榴黑云二长片麻岩的岩相学特征显示,岩石经历了石榴子石的转熔作用,除两颗锆石年龄为35.4Ma外,28颗锆石(增生边)给出了误差范围内较为一致的206Pb/238U年龄(27.3±0.5Ma~31.9±0.5Ma),加权平均年龄为29.4±0.53Ma(n=28,MSWD=2.0)。这些锆石的增生边中的矿物包裹体组合为夕线石+钾长石+黑云母+石英+独居石,且具有较低的Th/U比值(0.01~0.1),平坦的重稀土(HREE)配分模式((Lu/Gd)N=0.45~7.59)和中等程度的负Eu异常,这些特征指示该类锆石为典型的变质锆石。变质年龄与新生代红河-哀牢山剪切带内大量发现的同剪切岩浆岩、变质岩的年龄较为一致,指示这期年轻的变质事件与岩石圈尺度大规模剪切运动有关。此外,两类变沉积岩中6颗继承性碎屑锆石的年龄分布范围为528~783Ma,这些锆石具有锥形的锆石形态,清晰的振荡环带,表面发育蚀痕和凹坑,较高的Th/U比(0.1),陡倾的HREE配分曲线,表明这些锆石为经过剥蚀-搬运-沉积的岩浆锆石,具有继承性碎屑锆石的特征,说明哀牢山杂岩变沉积岩中至少应包含新元古代和早古生代的沉积物源,指示研究区哀牢山杂岩带部分岩石并不属于真正意义上的扬子结晶基底。     

西藏冈底斯岩带曲水杂岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

曲水杂岩体位于冈底斯构造-岩浆岩带东段南缘,其岩浆活动与雅鲁藏布江新特提斯洋壳向北俯冲、消减以及印度与欧亚板块碰撞息息相关。本文以曲水县-昌果乡广泛分布的中酸性花岗岩体为研究对象,进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。结果表明,曲水杂岩体由3期时代和规模不同的花岗质岩体构成,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为95.2±1.0～88.5±1.0Ma、65.2±0.6Ma和48.5±0.5～43.3±0.7Ma;岩石地球化学研究表明,晚白垩世和古新世花岗岩以中性-中酸性为主,属钙碱性系列,具中铝特征,A/CNK比值小于1.1,属于I型花岗岩,是玄武质下地壳部分熔融产物,指示其形成于特提斯洋壳俯冲过程的岛弧构造环境。始新世花岗岩以高钾钙碱性系列为主,并出现钾玄岩系列,具偏铝-过铝质特征,指示岩浆上侵过程中遭受了不同程度的地壳物质混染,其形成于印度-欧亚板块强烈碰撞的构造环境。     

琼东南晚二叠世I型花岗岩成因及其构造指示

海南岛地处东古特提斯构造域东缘,是研究古特提斯东缘演化的重要地区.对海南岛东南部长征和陵水花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示两者的结晶年龄分别为251±2 Ma和256±1 Ma,指示其形成于晚二叠世.样品的K₂O/Na₂O比值较低（0.2~0.9）,铝饱和指数（A/CNK）为0.74~0.96,FeOT/MgO约为0.90,CIPW计算结果中标准矿物刚玉分子含量0.00~0.18%,小于1%,岩石薄片镜下可见大量角闪石,而未见白云母、堇青石和石榴子石,并具有相对负的ε_Nd（t）值（-6.0~-3.2）和锆石原位ε_Hf（t）值（-4.4~+0.2）,属于准铝质钙碱性I型花岗岩.长征和陵水花岗闪长岩源岩为亚碱性变基性岩,其形成与金沙江-哀牢山-松马-邦溪-晨星古特提斯弧后盆地的闭合有关.      

华北克拉通东北部新太古代晚期岩浆作用和地壳增生:锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素和地球化学制约

辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素及全岩地球化学和锆石Hf同位素研究为探讨华北克拉通东北部前寒武纪地壳生长和演化提供了制约。结果表明,辽西地区钓鱼台二长花岗岩和辽南地区城子坦片麻状石英闪长岩、安波花岗质片麻岩中锆石均发育岩浆生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.24~1.75)和锆石稀土元素特征,暗示它们均为岩浆锆石。定年结果显示,钓鱼台二长花岗岩、城子坦片麻状石英闪长岩和安波花岗质片麻岩的原岩分别形成于2519±9Ma、2505±10Ma和2519±11Ma,即它们均形成于新太古代晚期。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石均具有高SiO2(61.85%~73.38%)、低MgO(0.36%~2.83%)、富Na2O+K2O(7.64%~10.86%)的特征,为准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,发育弱的Eu负异常和Sr、P、Ti的亏损。岩浆锆石均具有正的εHf(t)值,介于0.4~5.9之间,tDM1变化于2595~2798Ma之间,峰值年龄为2740Ma,与华北克拉通最重要的一次地壳增生事件相一致。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石形成于板块俯冲的弧构造环境下新增生下地壳物质的部分熔融。     

湖南邓阜仙岩体地质地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其意义

对湖南中生代邓阜仙岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石学、岩石地球化学分析。获得斑状黑云母花岗岩的锆石U-Pb年龄为225.1±1.2Ma,表明其形成于晚三叠世,结合已发表的岩体年龄资料,邓阜仙岩体是侵位于印支期(222.9~225.7Ma)和燕山期(151.1~159Ma)的复式岩体。邓阜仙岩体印支期、燕山期花岗岩均具有高的SiO_2含量、高的A/CNK值,含过铝质白云母、堇青石等矿物。富集大离子亲石元素Rb、Th、U,明显亏损Nb、Ba、Sr、Ti,稀土元素配分模式为右倾,轻稀土元素富集,Eu亏损相对明显。邓阜仙岩体具低的ε_(Nd)(t)值,~(176)Hf/~(177)Hf值小于球粒陨石的值。综上认为,邓阜仙岩体印支期、燕山期为S型花岗岩,源区分别为古元古代地壳贫粘土质岩石、富粘土质岩石部分熔融。研究区印支期、燕山期花岗岩均形成于伸展构造体制下,印支期花岗岩形成于印支运动碰撞后的伸展环境,燕山期花岗岩则在太平洋板块俯冲消减作用下形成。     

东昆仑西段阿确墩地区晚古生代花岗岩成因、锆石U-Pb年龄及其地质意义

东昆仑西段阿确墩地区晚古生代花岗质岩体,主要分布在豹子沟一带,呈岩基状产出.岩石地球化学研究显示,其具有钙碱性、弱过铝质（A/CNK=0.99~1.04）特征;稀土元素球粒陨石标准化表现为轻稀土富集,重稀土亏损的特征,具弱负Eu异常,δEu为0.73~0.97;微量元素显示高场强元素Nb、Ta、Ti等亏损的特征,认为其形成于陆缘弧环境,属于I型花岗岩.运用LA-ICP-MS技术对该花岗质岩体进行锆石U-Pb测年,获得二长花岗岩年龄为281.5±4.0 Ma,表明其形成于早二叠世晚期.结合区域构造演化,表明特提斯洋于早二叠世晚期就已经开始向塔里木板块俯冲,该数据代表了目前已知最早的一期晚古生代-早中生代花岗岩浆活动时间,而此时的古特提斯洋处于伸展结束-俯冲开始转变时期.      

滇西腾-梁地块印支造山事件——花岗岩的锆石U-Pb年代学和岩石学证据

滇西腾冲-梁和地区分布大量的花岗岩,对其中的二云母花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素组成和地球化学的测定。结果表明,岩石属于强过铝质花岗岩,A/CNK=1.11～1.20,K2O/Na2O为1.87～2.20。岩石富Rb、Th和U等元素,Eu/Eu*=0.25～0.47,(La/Yb)N=6.53～34.06。锆石LA-ICP-MSU-Pb同位素测年结果表明:二云母花岗岩体存在256.0±5.6Ma(2σ,MSWD=4.1)和234.1±3.1Ma(2σ,MSWD=5.6)两个岩浆作用幕。根据花岗岩的地球化学特征和Hf同位素组成,二云母花岗岩岩浆来源于古老地壳中含粘土质变质硬砂岩的部分熔融。腾-梁地块晚二叠世-中三叠世碰撞型强过铝花岗岩的确定表明,三江古特提斯洋在印支早期曾发生碰撞造山,三江印支早期造山事件与古特提斯洋的闭合与随后的造山作用存在密切联系。     

扬子地块西南缘大红山群石榴白云母-长石石英片岩的白云母40Ar-39Ar定年及其地质意义

大红山群是扬子地块西南缘出露的古元古代结晶基底,主要经历了绿片岩相-低角闪岩相变质作用.本研究对大红山群老厂河组变质中酸性岩和变质沉积岩——石榴白云母-长石石英片岩中的白云母进行了40Ar-39Ar测年,得到三个样品的坪年龄和40Ar/39Ar等时线年龄结果较统一,坪年龄代表的变质年龄分别为837.7±4.2Ma、839.6±4.2Ma和844.2±4.2Ma.变质沉积岩和变质中酸性岩的变质时代类似,均介于837～845Ma.大红山群变质基性岩中变质锆石的U-Pb定年年龄为849±12Ma(杨红等,2012),40Ar-39Ar测年数据与锆石定年数据相结合,说明大红山群古元古代结晶基底中的火山岩和沉积岩均在新元古代经历了同期变质作用,其主期低角闪岩相变质作用发生于新元古代837～850Ma.结合前人发表的扬子西缘～750Ma的变质年龄,扬子西缘从北向南的区域变质作用时限可扩展到750 ～850Ma.此外,扬子西缘存在750～850Ma的岩浆事件,本文研究结果说明,扬子地块西缘在新元古代不仅发生了大规模岩浆作用,也发生了750～850Ma的区域变质作用,扬子西缘存在新元古代的岩浆-变质事件.岩浆事件与变质事件之间可能存在相关性,即新元古代岩浆作用引起了扬子西缘的区域动力热流变质作用.     

滇西哀牢山变质岩系锆石U-Pb定年及其地质意义

哀牢山-红河构造带是滇西地区最著名的带状变质带之一,其主体由哀牢山深变质岩系(哀牢山岩群)组成,一直被认为是扬子陆块古元古代结晶基底.本文选取哀牢山深变质岩系内的花岗片麻岩(11 ALl7-1和11AL09-1)和石英岩(11AL08-1),以及邻区的花岗岩(11ALl2-1)进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年.结果显示,花岗片麻岩11 ALl7-1有岩浆和变质两类锆石,两者的206Pb/238U年龄加权平均值分别为700±6Ma(MSWD=1.4,n=14)和27.4±1.2Ma(MSWD=1.9,n=3),代表原岩形成时代和变质年龄.花岗片麻岩llAL09-1岩浆锆石206 pb/238U年龄为220±3Ma(MSWD=3.1,n=14),变质锆石年龄为31.2±2.3Ma(MSWD =6,n=5),分别代表原岩结晶时代和后期变质年龄.石英岩11AL08-1中所有锆石具有核-边结构,92颗锆石核部年龄集中分布在6组,分别为493～528Ma(n=42)、635 ～ 640Ma(n=2)、701～784Ma(n=44)、976 ～980Ma(n=2)、1839Ma(n=1)和2487Ma(n=1).92个核部分析点具有高的Th/U比值(＞0.23),指示岩浆来源.最年轻一组的42个核部年龄加权平均值为509Ma,代表石英岩原岩的最大沉积时代.7颗锆石变质边年龄为26～ 75 Ma内,代表变质年龄.花岗岩11 ALl2-1锆石206pb/238U年龄加权平均值为750±4Ma(MSWD =0.6),代表岩石形成时代.这些年龄表明哀牢山变质岩系是一个原岩复杂的变质杂岩带,它的原始物质至少包含新元古代～ 700Ma岩浆岩、～509 Ma沉积地层及220 ～ 240Ma的岩浆岩和地层,而不是以往认为的古元古代结晶基底.现今所见的哀牢山岩群“古老”岩石面貌主要是由地质历史上的浅变质或未变质的地层和岩浆岩在新生代26～31Ma发生变质变形作用改造的结果.哀牢山变质带的源区物质特征和主要岩浆事件与扬子陆块西缘十分相似,具有亲扬子的构造属性.     

扬子陆块西缘安益南华纪火山岩的厘定及其地质意义

扬子陆块西缘安益大湾山地区出露一套由变质玄武岩等组成的变质基性火山岩,前人将其归为中元古界,并作为寻找磁铁矿的主要对象。调查发现,安益大湾山变质基性火山岩与下伏浅变质岩系间发育一套稳定沉积的砾岩。应用LA-ICP-MS技术对其底砾岩之上最底部的变质玄武岩进行了锆石U-Pb年龄测定,获得了781.3±1.9Ma的岩浆锆石~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值和1008±14Ma、1142±15Ma、2714±10Ma的继承性岩浆锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄,指示该套变质基性火山岩形成于南华纪,并将其从浅变质岩系中解离出来,对比为澄江组。继承性锆石年龄数据指示,扬子地块西缘安益地区存在新太古界和中元古界物质记录。结合前人研究成果和近来获得的年龄数据,将滇中澄江组的时代界定于820～740Ma,并将南华系的底界界定于820Ma。大湾山中-大型磁铁矿产于扬子地块西缘澄江组的变质基性火山岩中,其主成矿期为南华纪,可能属于热液氧化物-铜-金矿床。     

扬子地块西南缘大红山群老厂河组变质火山岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

大红山群是扬子地台西缘相对较老的地层单元,普遍经历了绿片岩相-低角闪岩相变质作用。其中部的曼岗河组、红山组已获得古元古代晚期～1.68Ga的成岩年龄,其底部的老厂河组却未有相关年龄的报道。大红山群的变质时代目前也无精确的年龄结果。本文以老厂河组厚层变质沉积岩中的薄层变质火山岩样品为研究对象,在岩相学研究的基础上,运用LA-ICP-MS方法对变质火山岩锆石进行原位U-Pb同位素定年及相关的微量、稀土元素测试,获得变质火山岩的原岩年龄和变质年龄:(1)老厂河组变质中酸性岩和变质基性岩中岩浆锆石微区的207Pb/206Pb加权平均年龄分别为1711±4Ma和1686±4Ma,限定老厂河组的形成年龄范围为1711～1686Ma;(2)变质基性岩(石榴斜长角闪岩)中变质锆石的206Pb/238U年龄为849±12Ma。本文结果表明,大红山群的形成时代可提早至1711±4Ma,又一次证明了扬子地台西缘古老结晶基底的存在;大红山群在～850Ma经历了一期新元古代变质事件,这期变质可能是与扬子地台西缘新元古代岩浆事件有关的区域变质事件。     

哀牢山构造带晚渐新世地壳深熔与熔/流体迁移:锆石U-Pb年龄与微量元素证据

哀牢山构造带是青藏高原东南缘重要的边界构造带,其内出露的深变质岩系一直被认为是古老的变质基底岩石。利用LA-ICP-MS原位微区分析技术对哀牢山深变质岩系锆石进行U-Pb年龄、微量元素分析。结果表明深变质岩系的原岩有728±8Ma、727±3Ma、231±4Ma的花岗质岩石和其它年龄的碎屑岩,变质时代为27.8~23.7Ma。综合野外地质特征和分析结果,我们认为哀牢山深构造带在晚渐新世27.8~23.7Ma发生了大规模的地壳深熔作用,现今所见深变质岩系是由不同时代、不同岩性的原岩在晚渐新世(27.8~23.7Ma)变质形成,不全是古老的变质基底岩石。深熔过程中熔/流体发生了明显的迁移。哀牢山变质带具有混合岩化特征的岩石很可能是峰期变质作用后减压熔融的产物。晚渐新世地壳深熔作用与左行走滑剪切是哀牢山深变质带折返过程中近似同时发生的两种不同变质表现形式,两者相互影响、相互制约。     

石鼓-黎明地区变沉积岩系的深熔时代和物源

以出露于石鼓-黎明地区的黑云母石英片岩及其深熔脉体为重点研究对象,对其中的锆石进行了阴极发光图像分析、SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。阴极发光图像显示,黑云母石英片岩中大部分锆石保留清晰的振荡环带;深熔脉体中大部分锆石具有核-边结构,核部保留清晰的振荡环带或呈灰色无分带结构,边部较窄呈黑色。对黑云母石英片岩及其深熔脉体中锆石核部进行定年,得到年龄范围为2 637～743 Ma,具有858～852 Ma的主要年龄峰值,表明其主要物质来源为扬子板块西缘新元古代岩浆岩,同时也有太古代-古元古代基底岩石的加入,沉积时代应晚于852 Ma。深熔脉体锆石边部的Th/U值较小(0. 1),得到206Pb/238U年龄变化于225～197 Ma之间,可能代表了变沉积岩的变质-深熔时代,该年龄与金沙江-点苍山-哀牢山变质带二叠纪-三叠纪变质事件的时代相一致。     

滇西南大红山群变火山-沉积岩地球化学属性、年代格架及其构造意义

云南新平地区大红山群出露于扬子地块西南缘,主要由低绿片岩相-角闪岩相变质的火山-沉积岩组成。大红山群的岩石成因、年代格架及其形成的构造背景缺乏系统研究,制约了地质学家们全面认识和理解扬子西南缘<~1.75 Ga的构造演化历史。本文以大红山群底部老厂河组变沉积岩及其内部变火山岩夹层为重点研究对象,开展岩相学、全岩地球化学和锆石U-Pb定年等综合研究。岩石地球化学研究结果表明,变沉积岩的化学成分与大陆上地壳沉积物成分接近,原岩为成熟度较高的泥岩/页岩,未经历沉积再循环,形成于被动大陆边缘的构造背景;变火山岩原岩化学成分相当于钙碱性过铝质A型流纹岩,形成于造山后的大陆裂谷拉张环境。锆石U-Pb定年结果显示,老厂河组变沉积岩的碎屑锆石记录了2.3~2.2 Ga和1.9~1.75 Ga两个主年龄峰以及2.7~2.6 Ga次年龄峰。结合前人研究结果,表明大红山群物源主要来源于扬子地块西南缘的太古宙-古元古代基底岩石。变火山岩样品的岩浆锆石核部记录了1 713~1 711 Ma的年龄,应代表老厂河组原岩的形成时代,锆石的变质增生边限定峰期变质时代为约843 Ma。综合前人研究结果表明,大红山群普遍经历了849~837 Ma的新元古代变质事件。综上所述,扬子地块西南缘的大红山群完好记录了与Columbia超大陆裂解有关的非造山岩浆活动,新元古代变质事件可能与Rodinia超大陆裂解和聚合过程密切相关。     

扬子板块西南部古元古代岩浆及变质事件——兼论扬子板块对Nuna超大陆事件的响应

寻找扬子板块西南地区古老结晶基底一直是众多地质学者追寻的目标,其涉及扬子板块在Nuna超大陆重建中的位置和演化过程,也是前寒武纪研究的重要课题。继在扬子板块西南部中国云南石屏撮科村首次报道2.35Ga花岗片麻岩结晶基底后,又在撮科村—高家坡一带3个花岗岩样品中分别获得了2347.3±4.9Ma、2324.3±8.6Ma和2329.4±5.9Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄,进一步确认扬子板块西南部中国境内存在2.32～2.35Ga的岩浆事件,其应为Nuna超大陆汇聚期Arrowsmith造山事件在扬子板块的响应。另在1件糜棱岩化花岗闪长岩样品中获得了1909.8±5.7Ma和1843.1±7.6Ma两组年龄,在扬子板块西南部中国境内首次发现1.90Ga和1.84Ga的构造或变质事件。结合前人研究成果,确定扬子板块西南部存在2.91～2.84Ga,2.36～2.32Ga,2.28～2.19Ga的岩浆事件,以及1.97～1.95Ga,1.90Ga,1.84～1.83Ga的变质事件,为确定扬子板块在Nuna超大陆重建中的位置提供了更多证据。     

Zircon U–Pb and Hf evidence for coupled subduction of oceanic and continental crust during the Carboniferous in the Huwan shear zone,western Dabie orogen,central China

Both oceanic and continental HP rocks are juxtaposed in the Huwan shear zone in the western Dabie orogen, and thus provide a window for testing the buoyancy‐driven exhumation of dense oceanic HP rocks. The HP metamorphic age of the continental rocks in this zone has not been well constrained, and hence it is not known if they are of the same age as the exhumation of the HP oceanic rocks. In situ laser ablation (multiple collector) inductively coupled plasma mass spectrometry (LA‐(MC‐)ICP‐MS), U–Pb, trace element and Hf isotope analyses were made on zircon in a granitic gneiss and two eclogites from the Huwan shear zone. U–Pb age and trace element analysis of residual magmatic zircon in an eclogite constrain its protolith formation at 411 ± 4 Ma. The zircon in this sample displays ε_Hf (t) values of +6.1 to +14.4. The positive ε_Hf (t) values up to +14.4 suggest that the protolith was derived from a relatively depleted mantle source, most likely Palaeotethyan oceanic crust. A granitic gneiss and the other eclogite yield protolith U–Pb ages of 738 ± 6 and 700 ± 14 Ma, respectively, which are both the Neoproterozoic basement rocks of the Yangtze Block. The zircon in the granitic gneiss has low ε_Hf (t) values of ?14.2 to ?10.5 and old T_DM2 ages of 2528–2298 Ma, suggesting reworking of Palaeoproterozoic crust during the Neoproterozoic. The zircon in the eclogite has ε_Hf (t) values of ?1.0 to +7.4 and T_DM1 ages of 1294–966 Ma, implying prompt reworking of juvenile crust during its protolith formation. Metamorphic zircon in both eclogite samples displays low Th/U ratios, trace element concentrations, relatively flat heavy rare earth element patterns, weak negative Eu anomalies and low ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf ratios. All these features suggest that the metamorphic zircon formed in the presence of garnet but in the absence of feldspar, and thus under eclogite facies conditions. The metamorphic zircon yields U–Pb ages of 310 ± 3 and 306 ± 7 Ma. Therefore, both the oceanic‐ and continental‐type eclogites share the same episode of Carboniferous eclogite facies metamorphism. This suggests that high‐pressure continental‐type metamorphic rocks might have played a key role in the exhumation and preservation of oceanic‐type eclogites through buoyancy‐driven uplift.