湖南城步火成岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其对江南造山带新元古代构造演化的约束

目前对新元古代中期江南造山带构造演化及钦杭结合带南西段构造性质存在不同认识。本文对湘西南城步地区新元古代火山岩和花岗岩进行了锆石SHRIMPU-Pb年龄测定并厘定其构造环境,从而为区域构造演化提供了约束。城步新元古代花岗岩侵入于云场里组变质火山-沉积地层中。云场里组变质火山岩与花岗岩的锆石SHRIMPU-Pb年龄分别为828±10Ma和805.7±9.2Ma。构造环境的地球化学判别图解表明花岗岩形成于岛弧环境;区域地质背景指示云场里组可能形成于活动陆缘弧前盆地。以城步火山岩和花岗岩研究为基础,结合区域地质资料,提出新元古代中期江南造山带西段构造演化过程:872～835Ma期间为陆缘盆地;835～820Ma期间俯冲造山,江南造山带形成基性—超基性岩和早阶段岛弧花岗闪长岩,东侧的城步地区为弧前盆地;820～810Ma期间江南造山带发生弧-陆碰撞;810～800Ma期间江南造山带进入后碰撞环境并形成晚阶段强过铝(黑云母)花岗岩,东侧城步地区因华南洋洋壳俯冲而形成新的岛弧;800Ma后华南进入伸展裂陷盆地演化阶段。上述认识揭示出扬子陆块东南缘的连续岛弧增生过程,同时为钦杭结合带南西段雪峰期"残留洋盆"属性提供了新证据。     

江南造山带东段新元古代至早中生代多期造山作用特征

新元古代江南造山带远离晚中生代活动大陆边缘,是研究华南地区新元古代至早中生代多期造山作用的理想对象。文章通过对江南造山带东段沉积建造、岩浆活动、构造变形以及同位素年代学数据的综合分析,总结了其晋宁期、广西期以及印支期造山作用的特征。江南造山带东段在晋宁期经历了南北两侧大洋俯冲和两期碰撞造山作用。新元古代早期(880~860 Ma)双溪坞岛弧与扬子陆块东南缘发生弧-陆碰撞作用,形成淡色花岗岩、高压蓝片岩、NNE向褶皱-逆冲构造以及弧后前陆盆地。新元古代中期(约850 Ma),扬子陆块北缘开始发育由北向南的大洋俯冲。随着俯冲作用的进行,弧后盆地发生关闭,扬子陆块与华夏陆块发生陆-陆碰撞并形成新元古代(820~810Ma)江南造山带,导致近E-W走向褶皱-逆冲构造、韧性变形以及过铝质花岗岩的发育。江南造山带东段在约810Ma开始发生后造山垮塌和裂谷作用,以发育南华纪早期(805~750 Ma)花岗岩、中酸性火山岩、基性岩以及裂谷盆地为特征。江南造山带东段万载—南昌—景德镇—歙县断裂带以南地区卷入了华南广西期造山作用,发育近E-W走向由南向北的逆冲构造(465~450 Ma)、NNE向正花状构造(449~430 Ma)以及后造山近E-W走向韧性走滑剪切带(429~380 Ma)。印支期造山作用导致了NNE向褶皱-逆冲构造和花岗岩的发育,并奠定了江南造山带东段的基本构造面貌。     

中国新元古代大陆拼合与Rodinia超大陆

在对前人研究成果分析的基础上,结合对中祁连块块前寒武纪基底的研究,认为新元古代（1000－9000Ma）中国各主要克拉通地块（包括华夏地块、扬子地块、华北地块、阿拉善－祁连－柴达木地块、塔里木地块）曾经通过晋宁期碰撞拼合带发生过一次全面的多块体复杂拼贴。这次拼贴过程是全球性新元古代格林威尔碰撞造山作用和Rodinia超大陆形成过程的一个组成部分。新元古代拼合的古中国地块在当时位于Rodinia超大陆中北部澳大利亚、劳伦提亚和西伯利亚克拉通地块之同。中国的各主要克拉通地块只不过是巨型格林威尔碰撞带之中夹裹的一些小型地块,且都处于新元古代晚期Rodinia超大陆破裂的中心部位,这些正是中国大陆上克拉通地块活动性大的早期地质背景。     

我国境内格林威尔期造山带的存在及其对中元古代末期超大陆再造的制约

中元古代超大陆Rodinia 再造研究最重要的问题之一就是围绕全球格林威尔期(1.0Ga)造山带的构造演化对比,详细的构造分析表明,我国境内至少存在两条格林威尔期造山带(北秦岭造山带及江南造山带),它们以活动陆缘增生型造山带为主,涉及板块俯冲、岛弧-弧后盆地的发育,以及微陆块的碰撞作用。这些造山带发育的时代主要集中于1.0-0.9Ga,它们在时代上与北美、欧洲格林威尔期造山带具有很好的可比性,成为制约我国主要陆块(华北、扬子)在超大陆中拼合方式最主要的证据之一。     

赣东北地区双桥山群碎屑锆石U-Pb年代学研究

双桥山群是赣东北地区重要的岩石单元之一,其年代学研究一直备受关注。本文对赣东北地区双桥山群凝灰质板岩和粉砂质板岩中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb测年分析。碎屑锆石年代学测试结果显示4个主要年龄区间:591～634 Ma(峰值601 Ma)、803～837 Ma(峰值831 Ma)、866～1019 Ma(峰值910 Ma)和 1800 Ma。其中最年轻的碎屑锆石年龄组591～634 Ma峰期601 Ma的年龄,可能限定了双桥山群最大的沉积年龄;而803～837 Ma(峰值831 Ma)指示其物源可能源于江南造山带东段新元古代造山过程的岛弧火山岩; 866～1019 Ma峰期年龄为910 Ma的年龄与皖南-赣东北地区的基性火山岩、火山碎屑岩的形成时代基本一致; 1800 Ma的年龄组与扬子陆块1.8～1.9 Ga锆石年龄相一致。赣东北地区双桥山群碎屑锆石U-Pb测年结果中,出现828 Ma和1800 Ma的碎屑锆石特征年龄峰值,显示它们具有与扬子地块的亲缘性,同时又含有大量的～1.0 Ga碎屑锆石,这些特征年龄相似于格林威尔期的华夏地块,说明在新元古代晚期存在的沉积盆地具有来自扬子和华夏板块的双向物源。     

江南造山带的形成与演化

处于扬子地块和华夏地块之间的江南造山带是理解华南地壳演化、岩浆过程和成矿效应的关键。近年来,围绕江南造山带的构造-岩浆演化产生了较大争论,因而影响到对华南显生宙岩浆-成矿事件内在联系及动力学机制的认识。本文总结了近年来对江南造山带研究大量资料,对有关江南造山带形成和演化的几个方面进行了剖析和讨论,明确了江南造山带是一个稍晚于世界典型Grenville期造山事件的新元古代的造山带,具有完整的蛇绿岩、岛弧火山岩、高压变质岩、同碰撞岩浆岩、造山磨拉石、碰撞后岩浆岩和造山后岩浆岩等与造山过程相吻合的岩石组合,经历了从洋洋俯冲、弧-陆碰撞到洋-陆俯冲、弧后盆地打开再到造山后伸展的构造过程,在华南中部形成了大量中元古代末到新元古代早期的新生地壳,很可能是显生宙成岩-成矿作用的重要物源。     

江南造山带西段新元古代下江群清水江组的凝灰岩锆石U-Pb定年及其构造背景

江南造山带是扬子地块与华夏地块形成统一华南板块过程中,长期碰撞拼合的产物,区域上,广泛出露最老的前寒武纪时期的地层,岩石主要为一套巨厚陆源碎屑岩夹火山碎屑岩组合。华南板块在前寒武的形成演化,以及前寒武地层的时代归属、地层划分和区域地层对比,一直是地学界的热点与难点。本文在黔东南榕江县朗洞采集了下江群清水江组中的凝灰岩,开展锆石U-Pb年龄和微量元素研究。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为7682±48 Ma,与黔东南地区已获取的清水江组中凝灰岩或含凝灰质岩石的同位素年龄数据进行分析对比,将清水江组沉积时限大致限制在785755 Ma。这一年龄与相邻的广西龙胜三门街的辉长辉绿岩(761±8 Ma)、流纹英安岩(765±14 Ma)和湖南通道的超镁铁岩(772±11 Ma)等岩浆岩同位素数据高度吻合,可能同属雪峰期火山-岩浆作用产物。锆石微量元素特征及比值在地球化学图解显示,下江群清水江组凝灰岩中锆石具有岛弧源区锆石特征,暗示该时期黔东南地区可能属于沟-弧-盆大地构造背景,扬子地块与华夏地块在该时期属于弧陆俯冲环境,自此之后,统一的华南板块最终形成,江南造山带进入陆内演化阶段。     

江南造山带皖南地区历口群沉积相、物源和时代研究

江南造山带东段皖南地区的历口群,通常被认为是Rodinia超大陆形成后的早期裂谷沉积,记录了扬子板块东南缘东段晋宁造山作用后皖南地区新元古代盆地演化。但迄今为止皖南新元古代地层同位素年代学数据仍比较欠缺,且对历口群缺乏典型剖面的沉积学研究,沉积物物源仍不清楚,制约了对扬子地块东南缘东段新元古代盆地演化的全面认识。因此,本文选取出露于江南造山带东段的镇头组和邓家组典型剖面,运用沉积学、地层学和锆石U-Pb年代学方法,系统分析历口群沉积相及其物源特征,认为历口群形成时代在820～760 Ma之间,镇头组形成于近岸水下扇环境,主要物源为双桥山群浅变质岩和与双桥山群岛弧岩浆活动有关的地区,邓家组形成于滨岸环境,主要物源来自于扬子板块内部,部分与南华系裂谷火山岩和双桥山群岛弧岩浆活动有关。本研究对新元古代江南次级盆地演化时限提供制约,为扬子地块东南缘新元古代年代地层格架的建立和盆地的重建提供重要依据。     

江南中段慈化地区新元古代高镁安山岩的厘定及其构造意义

江南造山带被普遍认为是扬子与华夏陆块在新元古代的拼合带, 其拼合机制及精细时代却一直备受争议.在江南造山带中段湘赣交界慈化地区识别出新元古代火山岩, 并对其进行了锆石U-Pb年代学及主微量地球化学研究.该火山岩发育于冷家溪群地层中, 其锆石LA-ICP-MS年代学测试得到了832±12 Ma的206Pb/238U加权平均年龄(n=16, MSWD=0.12), 代表其喷发年龄.主量元素结果显示, SiO₂和MgO含量分别为57.67%~61.33%和3.51%~4.29%, Mg#为52~57, 高于正常弧火山岩, 属高镁安山岩.微量元素富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 亏损高场强元素, 其Nb-Ta、Ti亏损, 具"弧型"地球化学特征, 可能来源于受板片熔体/流体或者俯冲再循环沉积物交代的难熔地幔源区.上述资料表明, 慈化高镁安山岩是江南造山带中段楔形地幔源区受消减组分交代作用的产物, 暗示此时江南造山带中段仍在消减, 扬子和华夏陆块尚未完全拼合.结合前人研究成果, 江南造山带不同区段的闭合时间可能存在差异.      

广西摩天岭岩体对江南造山带西南段构造演化的响应:来自新元古代花岗岩锆石U-Pb年代学证据

摩天岭巨型花岗岩体位于广西北部,华夏和扬子板块之间,是江南造山带西南段新元古代代表性侵入体。为了系统研究摩天岭岩体的岩石成因和江南造山带西南段区域演化特征,本文进行了系统的样品采集和LA-ICP-MS锆石U-Pb测年研究。结合元素地球化学特征认为,摩天岭和元宝山岩体形成于新元古代江南造山带西南段碰撞和造山作用。综合前人研究成果和本次测试数据,将桂北晋宁期江南造山带活动细分为主碰撞(870~835 Ma)、晚碰撞(834~790 Ma)和后碰撞(789~740 Ma)三个阶段。摩天岭岩体主要形成于碰撞造山过程的晚碰撞阶段,后碰撞阶段小型岩体的侵入也构成了摩天岭岩体的重要部分。通过对江南造山带西南段、中段和东北段不同碰撞造山阶段岩浆岩的对比研究认为,西南段的摩天岭主岩体及岩体中的补体与其他各地段出露的岩体具有较好的对照和可比性,三个地段的岩体均主要以中酸性为主,其中主碰撞阶段以花岗闪长岩类为主,晚碰撞、后造山阶段以花岗岩类为主。     

Multi-mechanism Orogenic Model of the Su-Jiao Orogenic Belt

The Su-Jiao orogenic belt is the eastern part of the Central Mountain System of China. Recent studies on its erogenic system indicate that the Su-Jiao erogenic belt is a complex orogenic belt which suffered at least 3 orogenies of different mechanisms in the Mesoproterozoic, Neoproterozoic and Triassic respectively. The Meso-Neoproterozoic orogenies belong to the Wilson cycle on the plate margins. The belt is a part of the Late Mesoproterozoic supercontinent Rodinia. The Triassic orogeny belongs to the re-orogeny of the non-Wilson cycle. Delamina-tion of mountain roots occurred after both the Wilson and non-Wilson cycles in the Su-Jiao erogenic belt. The large-amplitude isostatic uplift of mountains, magmatic activities and basin-forming and mountain-making in the upper crust, all indicate the general significance of delamination in the development of erogenic belts.     

兴蒙陆内造山带

本文提出了"兴蒙陆内造山带"的新概念(Xing-Meng Intracontinent Orogenic Belt,XMIOB),从大地构造、沉积建造、岩浆作用和变质作用等方面论述了XMIOB从晚古生代到中生代初的陆内伸展及陆内造山过程,为探讨晚古生代构造演化提供了新模式。根据对内蒙古中西部晚古生代构造格局的总体认识,可将XMIOB划分为五个构造单元即:早石炭世二连-贺根山裂谷带、晚石炭世陆表海盆地、早二叠世艾力格庙-二连伸展构造带、早-中二叠世盆岭构造带和晚二叠世索伦山-乌兰沟伸展构造带。晚石炭世末-二叠纪在兴蒙造山带基底上发育三期伸展构造:第一期见于内蒙古北部二连-艾力格庙地区,形成陆内裂谷盆地及其盆缘三角洲沉积,发育时代为302～298Ma;第二期在内蒙古中西部广泛分布,以隆起与凹陷相间分布的盆岭构造为特征,发育时代为290～260Ma;第三期见于内蒙古南部索伦山到温都尔庙乌兰沟一带,形成主动裂谷背景下的红海型小洋盆,发育时代为260～250Ma。晚古生代与伸展过程有关的岩浆活动可分四期:1)早石炭世贺根山期:以蛇绿岩为主,发育于具有前寒武纪古老基底和早古生代造山带年轻基底的陆壳伸展区; 2)晚石炭世达青牧场期:主要沿北造山带分布,以基性和酸性岩浆构成的双峰式侵火成岩为特征; 3)早二叠世大石寨期:形成的岩石种类多样,分布广泛,包括双峰式火山岩、双峰式侵入岩和碱性岩; 4)二叠纪末-三叠纪初索伦山期:形成陆缘型蛇绿岩或基性岩-超基性岩组合,产生于软流圈上涌造成的主动裂谷背景。兴蒙陆内造山带的构造变形可分为两期,第一期为晚古生代地层大范围褶皱变形,造成盆-岭构造带的缩短;第二期为沿盆-岭构造的边界强烈剪切变形,产生向东逃逸的挤出构造,其构造背景是北部蒙古-鄂霍茨克造山带和南部大别-秦岭中央造山带的远距离效应引起的被动闭合作用。兴蒙陆内造山带的变质作用分为两个阶段,早期变质作用主要表现为石炭纪期间与陆内伸展有关的低压高温变质,晚期为二叠纪末到三叠纪初区域大面积的低压绿片岩相变质以及沿构造边界的局部中-低压型低温变质。     

论造山作用和造山带

造山作用和造山带是地学界广泛使用的名词,但不同学者对它们的理解不尽一致,特别是在与成山作用和山脉的关系上出现混淆现象。造山作用,造山带和成山作用,山脉是两组既有联系又有区别的概念,后者是自然地理名词,前者是构造名词,而且限于挤压作用所形成的构造现象和过程。根据这种理解,笔者将造山带划分为俯冲－碰撞造山带,断裂造山带,推覆造山带,断块造山带,增生造生和转换造山６种类型。     

苏胶造山带多机制造山模式

苏胶造山带是多机制造山作用形成的复合造山带,它经历了中新元古代威尔逊旋回之后,于三叠纪发生了非威尔逊旋回的再造山作用。它主要是三叠纪再造山作用末期怕陆内对冲造山带。并且,苏胶造山带在威尔逊旋回和非威逊旋回之后,由于山根拆沉,山脉均出现大规模均衡１抬升、岩浆活动和上地壳的造盆成山作用。苏胶造山带的上述特征在中央山系及全球大陆造山带中具有一定的普遍意义。     

Porphyry Mineralization in the Gangdese Orogenic Belt

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Remnants of a Neoproterozoic Collisional Orogenic Belt in the Core of the Phanerozoic Qinling Orogenic Belt (China)

NW-SE trending paleotectonics are recognized from the WNW-ESE trending Qinling complex in the core of the Qinling belt. They consist of trending stratum, boundary shear zones, deformed linear plutons and ophiolite. The field relationships and ages of the deformation, magmatism and metamorphism suggest that the paleotectonics formed in Neoproterozoic. The ages of deformed and undeformed plutons approximately constrain the peak deformation during 958-889 Ma. Both the two trending tectonics constitute an orogen-scale tectonic replacement by S2 (Phanerozoic WNW-ESE tectonics) of S1 (NNW-SSE trending Neoproterozoic), similar to structural replacement in outcrop. The strong contractional deformation, (high-pressure) metamorphism, and granitic magmatism that evolved from syn-collisional (S-type), to post-collisional (I-type) and to post-collisional (A-type), as well as regional extension at 885-700 Ma in Qinling, display a cycle of a collisional orogeny. Thus, the NW-SE trending paleotectonics could be remnants of a collisional orogenic belt. The belt originally could trend NNW-SSE, if reworking and modification of Paleozoic and/or Mesozoic NNE-SSW contractional deformation are eliminated. Accordingly, assemblage and breakup of some continental blocks occurred in Neoproterozoic in Qinling, which seems to correspond to assemblage and breakup of Rodinia supercontinent in the world. This study provides new insight into the evolution of the Qinling orogenic belt and the reconstruction of Proterozoic supercontinent of China, and also presents a case study of recognition of an old orogen from a young orogen.     

Cobalt Deposits in the Central China Orogenic Belt

Cobalt mostly occurs as an associated metal in Cu-Ni sulphide deposits, skarn Fe-Cu-Pb-Zn deposits and volcanic-hosted massive sulphide (VHMS) or sedex deposits. There are different types of cobalt deposits in the Central China orogenic belt. In the Tamu-Kalangu Mississippi-valley type Pb-Zn deposits, many cobalt-nickel sulphide minerals were found. The cobalt content of the ore is 0.064%-0.46% in sedex-type Kendekeke Fe-Pb-Zn-Au deposits, and cobalt sulphide veins with Co contents of 4%-9% have also been found. About 28000 tons of cobalt reserves were delineated in the Dur'ngoi Cu-Co-Zn deposit of VHMS type in the A'nyemaqen Mountains. It is considered that the exploration potential for cobalt is attractive in this district, especially in sedex-type deposits and Co-rich sulphide veins in sedex-type Fe, Cu and Pb-Zn deposits and their surroundings.     

大别造山带西段构造单元

将大别造山带西段划分为7个二级构造单元 ,从北向南依次为：（1）马畈褶皱带;（2 ）凉亭混杂岩带;（3）牢山褶皱带;（4）苏家河滑覆席;（5）熊店-浒湾韧性剪切带; （6）卡房片麻岩穹窿和（7）彭店韧性剪切带。其中马畈褶皱带属华北板块南缘,凉亭混杂 岩带 可能代表碰撞缝合带位置。野外构造变形特征反映有4期依次发生的构造作用：（1）近南北 向 的褶皱作用;（2）从南向北的韧性推覆剪切作用;（3）右旋走滑韧性剪切作用;（4）垂 向隆升作用和与其有关的伸展滑脱作用。     

桐柏-大别造山带的剪切带阵列

桐柏－大别造山带在长期的韧性再造和脆性改造过程中，形成了有规律的剪切带阵列，包括韧性剪切带阵列和脆性剪切带阵列。它们是多期碰撞造山和造山期后伸展塌陷的产物，并在造山带的流变学和构造演化过程中起着重要的调整作用。造山带内的镁铁、超镁铁质及榴辉岩岩带则是涉及下地壳及上地幔流变的韧性剪切带阵列的代表。这些剪切带阵列经历了长期的演化历史，具正向的、反向的、螺旋形或旋回式的流变学演化轨迹。