华南地区新元古代年代地层标定及地层对比

华南地区新元古代地层区域上涉及中国上、下扬子地区,包括中国地层表中的青白口系、南华系和震旦系,时代上分别对应国际地层年代表中拉伸系、成冰系和埃迪卡拉系。传统划分是以晋宁运动(四堡运动)为标志划分为中元古界和新元古界,近年来,通过地层中凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb的测定,华南地区新元古代年代表已进行了有效年代学标定,突出了地层对比的可靠性和新的构造观点解译。华南古陆构造演化研究需要以构造为纲,明确了古陆周缘地层发育了中元古代晚期相关沉积记录,而华南古陆内部,特别是江南造山带为武陵运动的构造运动产物。本文将报道桂西地区青白口系拱洞组底部SHRIMP锆石U-Pb年代学测定数据(799.8±5.5)Ma,江西与湖南交界长安组底部获得凝灰岩锆石年龄(770±10)Ma,湘西北长安组底部获得凝灰岩锆石年龄(758.6±5.4)Ma和湾溪口村长安组冰碛岩距底部十多米处获得凝灰岩锆石年龄(743.8±4.1)Ma。上述年龄进一步提供华南地区冰碛岩地层的年代学依据。     

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.      

滇东成冰纪南沱组碎屑锆石U-Pb年代学研究及其地质意义

针对滇东峨山和澄江新元古代晚期成冰纪南沱组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究的测试结果显示:峨山小街南沱组下段底部冰川杂砾岩最年轻碎屑锆石~(206)Pb/238 U年龄为725 Ma±4 Ma(Th/U=1.4,谐和度=98%);峨山小街南沱组上段底部泻湖相泥质粉砂岩最年轻碎屑锆石206Pb/238 U年龄为665 Ma±4 Ma(Th/U=1.9,谐和度=98%);澄江大飞田南沱组下段底部冰川杂砾岩最年轻碎屑锆石206Pb/238 U年龄为728Ma±4 Ma(Th/U=1.7,谐和度=98%)。采用单颗最年轻碎屑锆石U-Pb年龄定年法(YSG)定年可知,南沱组下段底部沉积时间可能晚于或等于725 Ma±4 Ma,上段底部沉积时间可能晚于或等于665Ma±4Ma,与扬子东南缘长安冰期(Sturtian)和富禄间冰期启动时间相近。沉积年龄下限和沉积特征分析表明,滇东南沱组下段可能与扬子东南缘早冰期长安组对比,而滇东南沱组上段则可能与扬子东南缘间冰期富禄组、大塘坡组对比。碎屑锆石U-Pb年龄谱显示,滇东南沱组碎屑锆石U-Pb年龄谱清晰记录了Rodinia超大陆裂解过程的构造—岩浆热事件,其中ca.850 Ma代表超级地幔柱上涌,ca.820 Ma代表裂谷盆地开启,ca.800 Ma代表裂谷盆地强烈扩张。     

长江三峡黄陵花岗岩与莲沱组凝灰岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其构造地层意义

华南古陆普遍发育新元古代花岗岩,其时代、成因及其对华南新元古代的构造演化具有标识意义。该类型的花岗岩与华南克拉通的破坏及雪球事件的启动相关,其年代学研究一直备受关注,高质量的锆石SHRIMP U-Pb定年是确定其相互关系的基础。黄陵花岗岩体中的岩浆锆石的SHRIMP U-Pb加权平均年龄为837Ma±7Ma,另获得莲沱组顶部层凝灰岩较年轻的一组岩浆锆石SHRIMP U-Pb加权平均年龄724Ma±12Ma。前者表明黄陵花岗岩与桂北的三防、元宝山和云南的峨山花岗岩体侵位的时间相同,后者确定了莲沱组顶界的时代。这为确定南华系的年代地层学框架提供了重要的科学依据。     

豫西洛峪口组凝灰岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及地层归属讨论

洛峪群—汝阳群主要分布在华北克拉通南缘,它们主要由石英砂岩夹少量页岩及白云岩组成。通过对豫西汝州洛峪口村、阳坡村附近的洛峪口组野外调查,发现洛峪口组含有多层凝灰岩夹层。采用LA-MC-ICPMS测年方法,对不同地点的洛峪口组凝灰岩夹层进行了锆石U-Pb年代学研究,分别获得(1638±9)Ma、(1634±10)Ma的年龄,表明洛峪口组形成于中元古代长城纪,并非原来认为的中—新元古代蓟县纪和青白口纪。由于洛峪口组位于洛峪群的顶部,很显然洛峪群及下伏汝阳群的时代均应归属长城纪。该组年龄的精确标定从根本上改变了原来豫西洛峪群—汝阳群划分方案。这对华北克拉通中—新元古代地层的划分与对比,对探讨大地构造演化与哥伦比亚超大陆的关系及早期生命演化均具有重要的意义。     

长江三峡黄陵花岗岩与莲沱组凝灰岩的锆石SHRIMPU—Pb年龄及其构造地层意义

华南古陆普遍发育新元古代花岗岩,其时代、成因及其对华南新元古代的构造演化具有标识意义。该类型的花岗岩与华南克拉通的破坏及雪球事件的启动相关,其年代学研究一直备受关注,高质量的锆石SHRIMPU—Pb定年是确定其相互关系的基础。黄陵花岗岩体中的岩浆锆石的SHRIMPU—Pb加权平均年龄为837Ma±7Ma,另获得莲沱组顶部层凝灰岩较年轻的一组岩浆锆石SHRIMPU—Pb加权平均年龄724Ma±12Ma。前者表明黄陵花岗岩与桂北的三防、元宝山和云南的峨山花岗岩体侵位的时间相同,后者确定了莲沱组顶界的时代。这为确定南华系的年代地层学框架提供了重要的科学依据。     

湘中长安组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

我国南方扬子板块是国际上新元古代冰期地层最具代表性的地区之一,冰期地层出露广泛,为国内外学者所关注.对扬子地块东南缘湘中大乘山地区长安组二段底部的凝灰质板岩中所获得的碎屑锆石的U-Pb LA-ICP-MS同位素年代分析研究结果显示,长安组碎屑锆石年龄主要为831 ～ 720 Ma,少数为新元古早期1005 ～ 842Ma,含有少量古元古—中元古的2500 ～ 1933 Ma的锆石.长安组较年轻的两组锆石加权年龄为769 Ma(2σ,n=9,MSWD=11.3)和828 Ma(2σ,n=16,MSWD=7.9),最小年龄720.2±12 Ma(206Pb/238U表面年龄).长安组碎屑锆石的U-Pb年代学表明,该地层最早形成时代＜770 Ma,那么长安冰期的启动年龄应不大于770 Ma.组成碎屑锆石年龄谱中最大碎屑锆石群体的年龄组构750～830Ma为华南在新元古代时期的生长和再造时代,可能与Rodinia超大陆的裂解有关.古元古代2500 ～ 1933 Ma年龄信息在长安组碎屑锆石的出现,则暗示了湘中大乘山地区或扬子东南缘的一次地壳再造事件.     

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.      

扬子陆块西缘陆良地区牛头山组火山岩的厘定及对Rodinia超大陆演化规律的指示

滇中地区位于扬子陆块西缘,发育有新元古代火山岩,是开展Rodinia超大陆演化研究的重要窗口。其中牛头山组是滇中地区重要的新元古代地层,由于缺乏精确的年代学依据,严重影响了区域地层格架的划分,并制约了对Rodinia超大陆构造演化时限的认识。本文对牛头山组的流纹质玻屑凝灰岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素、锆石微量元素等方面的研究,结果显示凝灰岩均由火山物质组成,锆石具明显岩浆震荡环带和自形程度高等特征;凝灰岩的锆石UPb年龄为817.9±7.7Ma、818.3±8.3Ma和822±13Ma,锆石εHf(t)值兼具正值和负值,岩浆源区伴有地幔物质的混入,及主要与古元古代(1523.9～2107Ma)陆壳物质的熔融有关;锆石研究显示凝灰岩形成于岩浆弧,属陆壳锆石类。岩石地球化学表明,凝灰岩属硅质火山岩类,具弧火山岩性质。综合研究认为,牛头山组是华夏陆块向扬子陆块俯冲末期的沉积-岩浆响应,形成于扬子陆块西缘的弧后盆地环境,该弧后盆地可能是华南新元古代康滇裂谷的初期阶段。牛头山组沉积作用的结束,指示了扬子陆块与华夏陆块已完成汇聚,Rodinia超大陆可能形成了统一板块,同...     

滇中北部昆阳群凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地层学意义

滇中昆阳群一直是华南前寒武纪地质研究的热点之一,其地层序列、时代与区域对比长期存在争议。通过对滇中易门县小街乡普家村-岔河水库剖面禄表组2个凝灰岩样品进行SHRIMP锆石U-Pb定年,获得禄表组凝灰岩的锆石206Pb/238U年龄为878.5±4.7Ma和878.0±4.0Ma,首次证实禄表组的形成时代为新元古代中期。禄表组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄的获得,有利于正确认识昆阳群的划属关系,并为西南地区青白口纪地层格架的建立和对比提供可靠的年代学依据。     

New zircon U-Pb ages of the pre-Sturtian rift successions from the western Yangtze Block,South China and their geological significance

ABSTRACT

The Neoproterozoic Kaijianqiao Formation is one of the most important pre-Sturtian rift successions in South China and there has long been a lack of reliable geochronological constraints for its minimum depositional age. In this study, new zircon U-Pb ages of volcaniclastic rocks from the topmost Kaijianqiao Formation are presented. The youngest SHRIMP and LA-ICP-MS zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted mean ages of the tuff sample are 715.0 ± 9.8 and 718.8 ± 9.4 Ma, respectively. The youngest LA-ICP-MS zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted mean age of the tuffaceous siltstone sample is 720.8 ± 7.4 Ma and represents the maximum depositional age of the topmost Kaijianqiao Formation. The results show that the minimum depositional age of the Kaijianqiao Formation in the western Yangtze Block should be ca. 715 Ma, consistent with other pre-Sturtian rift successions in South China, such as the Banxi Group, Chengjiang, and Liantuo formations. Together with the published zircon U-Pb ages, it is demonstrated that the Sturtian glaciation in South China (Jiangkou glaciation) most likely initiated around 715 Ma. In other Rodinia blocks, like Laurentia and Arabia, the Sturtian glaciation probably started between 712 and 717 Ma, thus our new results further support that the Sturtian glaciation was a rapid and globally synchronous event. Other ²⁰⁶Pb/²³⁸U zircon ages display five distinct peaks at ca. 751, 780, 799, 819, and 848 Ma, which corresponded to the tectonic-magmatic events related to the break-up of Rodinia.     

扬子克拉通神农架群锆石和斜锆石U-Pb年代学及其构造意义

出露于扬子北缘神农架地区的神农架群是扬子地区保留比较完整的中元古代地层,其上部被青白口系马槽园群不整合覆盖.本文报导了神农架群砂屑白云岩、凝灰岩及侵入神农架群中的基性岩墙锆石及斜锆石U-Pb年龄.测年表明,神农架群下部大岩坪组碎屑锆石在1.4Ga、1.8Ga、2.0Ga、2.7Ga出现统计峰值;神农架群野马河组凝灰岩锆石U-Pb年龄为～1220Ma;侵入于石槽河组的基性岩墙斜锆石及锆石U-Pb年龄分别为1115Ma和1083Ma.根据新的测年结果,结合区域地质分析,我们得出以下几点主要结论:(1)可以将神农架群的沉积时代严格限定在1.4～1.1Ga之间,并推测神农架群碎屑物主体来自扬子克拉通古老基底,另有部分碎屑物质可能来自华夏地块或劳伦的前寒武纪基底;(2)神农架群和马槽园群之间的角度不整合面大致确定在1.1～1.0Ga之间,这一不整合面可能代表了扬子与华夏之间最早发生拼合的构造事件,是Rodinia超大陆汇聚事件的构造响应;(3)侵入于石槽河组的基性岩墙侵入时代为1115～1083Ma,这一期基性岩侵入事件在劳伦、非洲、澳大利亚以及南极洲都有记录.神农架地区的这一时期基性岩侵入事件是Rodinia超大陆汇聚过程中的产物还是和该时期全球性的超级地幔柱有关尚需要进一步研究;(4)神农架群沉积时代的确定,为建立我国1.4～1.1Ga期间的标准地层剖面提供了可能的候选剖面.(5)神农架群大岩坪组～1.45Ga碎屑锆石年龄峰为华夏地块在Columbia超大陆中位于劳伦和南极之间的观点提供了新依据.     

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。     

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.     

扬子克拉通北缘大洪山地区打鼓石群与神农架地区神农架群的对比:锆石SHRIMP U-Pb年龄及Hf同位素证据

出露于扬子克拉通北缘大洪山地区的打鼓石群一直被认为是一套中元古代沉积地层,其上被花山群不整合覆盖。但是由于缺少可靠的年龄依据,打鼓石群与同属扬子克拉通北缘的神农架群以及其他相关地层的对比关系一直存有争议。本文作者利用高精度高分辨率离子探针质谱仪(SHRIMP)测定了打鼓石群中凝灰岩的锆石U-Pb年龄,并利用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS)测定了打鼓石群凝灰岩和基本同时代的神农架地区神农架群上亚群凝灰岩的锆石Lu-Hf同位素。这是迄今为止第一次测得了打鼓石群罗汉岭组凝灰岩年龄(1 225±19) Ma和(1 239±23) Ma;锆石Lu-Hf同位素结果显示打鼓石群罗汉岭组凝灰岩与神农架群上亚群野马河组凝灰岩具有相似的Lu-Hf同位素特征：176Hf/177Hf初始值介于0.282 172~0.282 397,εHf(t)值为4.9~12.0, TCDM=1 150~1 943 Ma。结合现有区域地质资料,我们认为打鼓石群与神农架群上亚群属于同时期沉积物,形成于超级地幔柱主导的哥伦比亚超大陆裂解背景。     

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。     

扬子克拉通北部前泥盆纪地壳演化：来自碎屑锆石U- Pb和Hf同位素证据

扬子克拉通前泥盆纪地壳演化过程一直是地学界研究的热点。本文报道了扬子克拉通北部武汉地区玉笋山剖面的志留系坟头组和泥盆系云台观组碎屑沉积岩中锆石U- Pb年龄和Hf同位素组成。结果表明，武汉地区坟头组和云台观组样品中最年轻的碎屑锆石年龄分别为430±5 Ma和415±5 Ma，将该地区坟头组和云台观组的沉积时代各限定在中志留世和晚泥盆世。碎屑锆石Hf同位素特点表明，沉积物源区在中太古代、新太古代以及新元古代形成了少量初生地壳，而古老地壳的再造主要发生在新太古代、新元古代和古生代，区域上最显著的初生地壳生长时期则是古元古代。综合对比扬子克拉通北部东、西两侧具有明显不同的锆石U- Pb年龄、微量元素和Hf同位素组成，暗示扬子克拉通可能由多个相对独立地壳演化过程的部分构成，而不具有统一的早前寒武纪基底。     

华南扬子陆块西缘新元古代康滇裂谷盆地开启时间新证据

苏雄组为华南扬子陆块西缘新元古代康滇裂谷盆地开启初期的火山喷发产物,其形成时限可为制约裂谷盆地开启时间提供新证据。本文对川西汉源九襄地区新元古代苏雄组流纹岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定。结果显示,测试样品锆石U-Pb谐和年龄为853 ±2 Ma（N=13;MSWD=3.1）,加权平均年龄为853 ±4 Ma（N=13;MSWD=2.2）。新的年龄数据表明,苏雄组的底界年龄应该下延至ca. 850 Ma,扬子西缘新元古代裂谷盆地开启时间应更改为ca. 850 Ma,与全球超级地幔柱上涌和Rodinia超大陆裂解时间基本同步。     

湖北大洪山打鼓石群沉积时限——来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

出露于扬子北缘大洪山地区的打鼓石群是扬子地区保留比较完整的中元古代地层,其上被青白口系花山群不整合覆盖。通常认为其与神农架群时代相当,但缺乏物源及同位素地质年代学证据。首次报导了打鼓石群底部太阳寺组砂岩的碎屑锆石U-Pb年龄。测年结果显示,该砂岩中碎屑锆石最古老的年龄为3.1~3.2Ga,最年轻年龄为1124Ma,并在2.65Ga和2.75Ga出现统计峰值,且年龄组成与崆岭杂岩区和杨坡杂岩区的多期岩浆活动具有较好的可比性。而鄂西地区神农架群沉积于1.1~1.4Ga,主要统计峰值年龄为1.6Ga、2~2.1Ga、2.7~2.8Ga。因此,打鼓石群沉积时间晚于神农架群,两者非同物异名。     

扬子克拉通北缘神农架地区矿石山组Pb-Pb等时线年龄及其地质意义

扬子克拉通北缘神农架地区出露了大量中元古代碳酸盐岩地层,但已有的同位素年代学资料有限,故对神农架群矿石山组白云岩开展了全岩Pb-Pb等时线测年.研究结果表明,矿石山组白云岩206Pb/204Pb变化范围相对较大,为18.753~23.106,而207Pb/204Pb和208Pb/204Pb则变化范围相对较小,分别为15.606~16.046和37.793~38.599.八件白云岩样品206Pb/204Pb和207Pb/204Pb之间呈良好的线性关系,构成Pb-Pb等时线年龄为1632±75Ma(MSWD=8.7),代表了矿石山组地层主体沉积时代,与已有的年代学结果可对应,表明Pb-Pb同位素体系可对古老的碳酸盐岩地层进行较为精确地定年.结合前人对于神农架群的年代学资料,确定神农架群的沉积时限应为1600~1100Ma的中元古代.