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.     

鄂北耿集-板桥地区新元古代变火山岩系地层归属——来自锆石U-Pb测年、Hf同位素的证据

扬子克拉通北缘、鄂北枣阳市耿集-板桥地区震旦系—奥陶系中相间出露两套变火山岩系,其地层归属存在武当群和花山群的争议且长期缺乏深入研究。耿集-板桥地区野外调查、变火山岩系LA-ICPMS锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素分析结果表明:耿集地区变火山岩系主要为浅灰色、灰白色变酸性含砾晶屑岩屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、玻屑凝灰岩、粉砂岩,与打鼓石群硅质条带叠层石白云岩共生,其中变酸性晶屑凝灰岩锆石年龄为821.7 Ma、ε_Hf(t)值为-2.44～9.70,其可能是扬子克拉通前南华纪基底青白口系花山群组成部分;板桥地区变火山岩系主要由灰白色变酸性晶屑岩屑凝灰岩、火山凝灰岩、酸性火山岩、粉砂岩组成,内部发育大量基性侵入岩,其中变酸性火山岩锆石年龄为741.2 Ma,ε_Hf(t)值为4.62～9.56,其应归属为南秦岭造山带南华系武当群,可能是印支期逆冲到扬子克拉通盖层上的残块。     

扬子克拉通北缘神农架群碳、氧同位素特征及其对古环境和沉积时代的制约

对扬子克拉通北缘神农架地区神农架群（1.4~1.0 Ga）鹰窝洞组-石槽河组碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素研究,共获得有效碳、氧同位素数据912组。神农架群岩石学特征、碳氧同位素组成特征对沉积环境具有良好的协同指示意义:神农架群δ13CV- PDB变化范围-2.20‰~+6.27‰,平均值为+0.93‰;δ18OV- PDB变化范围-9.95‰~-1.17‰,平均值为-4.95‰;总体属于环潮坪碳酸盐台地-台地边缘-台地前缘斜坡沉积。海水的相对深水期为大岩坪期,相对浅水期为乱石沟期和石槽河期。神农架群δ13CV- PDB主体变化范围-1.50‰~+5.00‰,下亚群变化范围大于上亚群,整体与华北克拉通北缘蓟县剖面中元古代地层的碳同位素特征差异较大。神农架群和蓟县中元古代地层可能分别对应南乌拉尔地区的中里菲系和下里菲系。通过与全球相关地层碳同位素演化曲线对比,神农架群下亚群最大沉积时限应该小于~1350Ma。神农架群上亚群与北美Bylot超群、西非Atar超群的δ13CV- PDB变化范围和趋势较为相似,均出现了介于1.2~1.1 Ga之间的碳同位素迅速负偏,可能是对Rodinia超大陆汇聚事件的响应。     

扬子北缘大洪山地区中元古代打鼓石群碎屑锆石年代学及其地质意义

扬子陆块出露了较多前南华纪地层和岩浆岩,碎屑沉积岩中保存的碎屑锆石对限定地层沉积时代、示踪沉积物源和反演早期大陆构造演化具有重要意义.通过对扬子北缘大洪山地区中元古代打鼓石群碎屑锆石年代学的研究,结果显示李家咀组最年轻的锆石年龄为1 250±64 Ma,主要峰值为2 078 Ma、2 437 Ma、2 659 Ma和3 084 Ma附近;罗汉岭组最年轻锆石年龄为1 077±51 Ma,主要峰值为1 126 Ma、2 044 Ma、2 458 Ma和2 635 Ma附近.根据结果认为:李家咀组的沉积时代在1 250±64 Ma与1 126 Ma之间,罗汉岭组沉积时代晚于1 077±51 Ma,可以确定打鼓石群的沉积时代为中元古代.另外,通过对打鼓石群、神农架群、会理群和东川群的碎屑锆石统计频谱特征的对比分析,发现在扬子陆块不同地区出露的中元古代地层,具有明显不同的锆石年谱特征,反映了各地层单元的物源差异很大,在中元古时期应分属不同的地块,经历了中-新元古代构造演化,才逐渐拼合成统一的扬子陆块基底.      

扬子克拉通拉伸系莲沱组年代框架与沉积过程

扬子克拉通保存的独特拉伸纪晚期碎屑岩建造为研究新元古代中期演化提供了绝佳素材,内部丰富的凝灰岩夹层和同位素年龄也为扬子克拉通新元古代中期演化提供有效的年代学约束。然而扬子克拉通拉伸系莲沱组内部演化缺少年代学约束,制约了拉伸纪晚期扬子克拉通的沉积演化研究。本研究通过野外地质调查,采用LA-ICP-MS技术获取莲沱组底界(神农架)凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄为763.1±6.2 Ma,莲沱组下部陆相地层中获得(鹤峰)的凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄761.8±7.1 Ma,莲沱组中下部海陆过渡段获得通山(764.1±3.5 Ma)、长阳(751.5±6.3 Ma)、神农架(752.1±6.5 Ma)三组凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄。莲沱组顶部海相地层获得729.6±9.2 Ma(皖南休宁组)、722.4±4.5 Ma(神农架)凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄,以及城口龙潭河组凝灰岩锆石U-Pb谐和年龄(712.4±6.4 Ma)。这些凝灰岩锆石年龄数据和地层序列表明：820～770 Ma扬子克拉通普遍处于暴露剥蚀环境,770～750 Ma开始沉积陆相-海陆过渡相莲沱组,750 Ma之后扬子克拉通过渡到海...     

扬子克拉通北缘神农架群火山岩锆石Hf同位素特征

报道神农架群安山质熔结凝灰岩中锆石的Hf同位素数据,以此对其岩浆来源与岩石成因进行约束.结果显示,Nd-Hf同位素之间存在脱耦现象,虽然各样品之间显示出较为一致的元素地球化学和Nd同位素组成,但同一样品中具有高度变化的锆石εHf(t)值,对应锆石Hf同位素模式年龄为2587～1608 Ma,表明岩浆在形成和上升过程中可能受到了陆源碎屑物质组分的混染.该组分改变了岩浆结晶时部分锆石中的Hf同位素组成,然而未改变全岩地球化学及Nd同位素组成,可能表明锆石原位Hf同位素在反映岩浆形成和演化过程中对于碎屑沉积岩混染的识别比全岩Nd同位素具有更为灵敏的指示意义.结合该岩石的全岩地球化学特征,认为神农架安山质熔结凝灰岩来自深部幔源岩浆上涌引起的元古宙基性下地壳岩石部分熔融,且在上升过程中受到了俯冲碎屑沉积岩的混染.     

扬子陆核与神农架地块中元古代相互关系:来自锆石U-Pb年代学和Hf同位素的约束

通常将华南克拉通的形成理解为扬子陆块与华夏陆块于新元古代沿江南造山带的碰撞拼合,但对两陆块内部的组成和演化关系的了解却相对有限。通过对比神农架地区和扬子陆核区前寒武纪地层碎屑锆石的年龄结构及其原位Hf同位素组成特征,分析了扬子陆块西北部中元古代晚期-新元古代早期的构造演化规律,并对其与统一华南克拉通形成的关系进行了探讨。对前人数据进行统计和对比的结果表明,神农架群碎屑锆石年龄谱中记录了约1.6Ga的年龄峰值,且其原位Hf-O同位素分析指示该期岩浆事件存在幔源物质加入,而相应的岩浆事件(锆石)在扬子陆块陆核区(崆岭地区)前寒武纪地层或岩浆岩单元中缺乏记录。结合神农架群细粒沉积岩Nd同位素地层学特征,指示中元古代时期神农架地区位于活动大陆边缘的构造环境,且神农架群沉积地层的碎屑物质并非由扬子陆核区的崆岭基底岩系经风化-剥蚀作用提供,即非扬子陆核区的边缘盆地。这些证据说明,在新元古代以前,神农架地区与扬子陆核区之间属于两个独立的次一级微陆块。     

内蒙古商都地区白云鄂博群尖山组碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究:对华北克拉通西部陆块北缘前寒武纪地壳演化的制约

华北克拉通前寒武纪地壳生长过程是地质学的研究热点。本文对华北克拉通西部陆块北缘的白云鄂博群尖山组进行了碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素分析,并在此基础上对尖山组的沉积时限、物源及西部陆块北缘的前寒武纪地壳生长过程进行了探讨。样品TM33中碎屑锆石年龄主要集中在1872～2100Ma (n=64),并有～1960Ma的主年龄峰值和～2000Ma的次年龄峰值,Hf同位素分析结果显示锆石的εHf(t)值在-2.6～7.9之间(除1个测点为-17.6),Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2)变化范围在2240～4386Ma之间。样品Z1724中碎屑锆石年龄分布于1784～2200Ma(n=44),并有～1965Ma的主年龄峰值和～2080Ma次年龄峰值。谐和线上最年轻一组锆石的加权平均年龄为1794±73Ma(n=2),εHf(t)在-5.4～3.2之间,Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2)变化范围在2584～3203Ma之间。基于以上数据,结合侵入白云鄂博群底部1670Ma的辉长岩以及白云鄂博群底部全岩207Pb-206Pb等时线年龄为1649Ma的沉积碳酸盐岩,尖山组的沉积时间被限定在1800～1650Ma。尖山组的物源主要来自固阳、西乌兰不浪地区新太古代基底以及大青山和卓资地区古元古代晚期孔兹岩带。综合前人对研究区及邻区中新元古代沉积地层中碎屑锆石的Hf同位素研究结果,认为华北克拉通西部陆块北缘可能存在2600～2750Ma、～2500Ma和2000～2100Ma三期主要的地壳生长事件,且最后一次规模可能小于前两次。     

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.      

山西五台山滹沱群四集庄冰碛岩碎屑锆石年龄及其对大氧化事件研究意义

山西滹沱群四集庄组变质陆源碎屑混杂岩的砾石岩性复杂,分选和磨圆性差,砾石表面可见划痕和凹面,发育落石构造,表明其沉积于冰水过渡带环境,记录了华北克拉通古元古代冰期事件。四集庄组不同层位不同岩石的碎屑锆石U-Pb年龄集中于2.5 Ga左右,下部2件陆源碎屑混杂岩样品的碎屑锆石给出的最小年龄分别为(2 440±40) Ma和(2 400±23) Ma,而上部1件砂岩样品碎屑锆石的最小年龄为(2 121±22) Ma,说明冰川沉积作用发生在2.4 Ga之后, 2.1 Ga之前或2.1 Ga左右,与全球性休伦冰川事件(Huronian Glaciation Event,HGE)发生时间一致。砂岩相最小碎屑锆石年龄2.1 Ga左右,说明五台地区冰川事件之后沉积作用仍未结束,冰川沉积发生在陆缘广海盆地。四集庄组之上的大石岭组具有碳酸盐岩碳同位素正漂移,沉积于2.12 Ga之后,2.08 Ga之前,与全球碳酸盐岩碳同位素正漂移事件时间一致。青石村组的红层沉积于2.08 Ga左右,也与全球红层发育记录一致。华北克拉通滹沱群记录了相对完整的大氧化事件序列。     

滇中地区昆阳群物源及构造环境

昆阳群的形成时代、沉积环境、源岩性质等一直存在较大争议,为了查明滇中地区昆阳群的物源及其形成的构造环境,文章在分析昆阳群沉积组合和沉积相的基础上,对昆阳群3件变质砂岩样品中的碎屑锆石进行LA-ICPMS锆石U-Pb年龄测定,对昆阳群20件极低级变质碎屑岩进行地球化学分析。从昆阳群黄草岭组、黑山头组和美党组中分别获得了最年轻的谐和年龄为984.0 Ma、945.0 Ma和954.0 Ma;碎屑锆石年龄峰谱显示,在1.0 Ga、1.35Ga、1.73 Ga和2.44 Ga出现了统计峰值,其年龄主要集中在1.73 Ga和1.35 Ga。表明昆阳群源区主要经历了1.0 Ga、1.35 Ga、1.73 Ga和2.44 Ga的构造热事件,资料显示扬子地块西南缘出露的大红山群形成时代为1.7 Ga,格林威尔期的构造热事件时期为1.0~1.3 Ga。此外,地球化学分析结果表明昆阳群源岩主要是形成于大陆岛弧—活动大陆边缘的石英质旋回沉积、长英质岩石和少量镁铁质岩石。在中元古代晚期—新元古代早期(0.95~1.0 Ga),Rodinia超大陆形成阶段,在扬子地块西南缘的弧后前陆盆地中形成昆阳群的沉积组合,物源主要来自扬子地块西南缘的大红山群和格林威尔期岛弧的岩石。     

柴达木盆地北缘全吉群红藻山组凝灰岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

全吉群是不整合于柴达木北缘全吉(欧龙布鲁克)地块变质基底之上的第一套盖层型沉积,目前多数研究者认为其时代大体为新元古代晚期。本文在柴北缘全吉山的全吉群红藻山组建组剖面上,对位于该组下部的两层凝灰岩开展了LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素定年研究,获得其岩浆锆石的U-Pb同位素年龄分别为(1 640±15) Ma和(1 646±20) Ma,标定了红藻山组的形成年龄,为柴北缘中新元古界年代地层的重新厘定与划分,提供了新的、直接的年代学约束,具有重要的科学意义。首先,这一新进展表明,在柴北缘地区,传统的全吉群红藻山组以下各组的时代,并非一直以来的“新元古代晚期南华纪-震旦纪(埃迪卡拉纪)”,而应属于国内的中元古代长城纪、国际上的古元古代固结纪(Statherian,1 800~1 600 Ma)晚期;其次,根据当前定年并结合新近在红藻山组与上覆地层之间发现有古风化壳及区域性不整合、全吉群上部发育有埃迪卡拉纪化石及冰碛砾岩等证据,本文进一步确认,柴北缘全吉群在红藻山组与其上覆黑土山组等地层单位之间其实存在着相当长时间的地层缺失,传统的“全吉群”应予解体。由此并参考已有资料,本文认为,早先代表柴达木地块形成的“全吉运动”并不能与华南的“晋宁运动”对比,而应与华北的“吕梁运动”相当,全吉地块乃至整个柴达木及周边地区的中、新元古代地质演化历史及其大地构造亲缘属性等,都应重新予以考虑。     

云南东川望厂组熔结凝灰岩锆石SHRIMP U Pb年龄及其意义

本文报道了云南东川地区望厂组中熔结凝灰岩锆石的SHRIMP U-Pb年龄。其中自形结构、环带清晰锆石的不一致曲线与谐和线上交点的207Pb/206Pb年龄分别为2317±13Ma(n=13,MSWD=3.3),13个点的加权平均年龄为2299±14Ma(n=13,MSWD=5.9),表明望厂组地层的沉积时代为古元古代早—中期。东川地区下四组地层与滇中昆阳群(黄草岭组—美党组)和四川会理群(淌塘组—天宝山组)的沉积时代相差近1.0Ga。为了区别于昆阳群和会理群,建议对本区下四组地层(洒海沟组、望厂组、菜园湾组、平顶山组)独立建群,即汤丹群。汤丹群是目前为止康滇地区已发现的最古老的地层建造之一,经历过古元古代中期的挤压过程(东川运动)和古元古代末期的拉张过程,可能是相对于扬子古陆核独立存在、并构成早—中元古宙Columbia超级大陆的一个小的古老陆块。     

Zircon U–Pb Ages and Lu–Hf Isotope of the Dongchuan Group in Central Yunnan, China, and their Geological Significance

On the southwestern margin of the Yangtze Block, the Dongchuan Group consists of slightly metamorphosed sedimentary rocks, including silty slate, argillaceous slate, clayey slate, arkose, dolomite, and minor volcanic rocks. To date, it is still a controversy over the depositional age and stratigraphic sequence of the Dongchuan Group. In this study, we analyzed five samples of meta-sedimentary rocks and one sample of meta-tuff from the Yinmin, Luoxue and Etouchang Formations of the Dongchuan Group in the Yuxi region for detrital zircon U-Pb ages and Lu-Hf isotope. The detrital zircon ages of the meta-sediments vary from 3073 to 1703 Ma, mainly clustered at three periods, from 1889 to 1840, 2490 to 2008 and 2878 to 2844 Ma. The youngest age peak of all the samples is ～1859 Ma, with the εHf(t) values of the zircons ranging from-20.3 to +4.3 and more than 90% being negative, indicating that the Paleoproterozoic crustal accretion on the southwestern margin of the Yangtze Block was dominated by reworking of the ancient crustal materials involved in the assembly and breakup of the Columbia supercontinent. Another important age range is between 2490 Ma and 2008 Ma, with εHf(t) values from-14.7 to +8.9 and 70% of them are negative, suggesting that the magmatism in the source area was also dominated by reworking and recycling of the ancient crustal materials, with minor juvenile mantle substances added. The detritus was probably derived from the Paleoproterozoic crystalline basement in the southern Yuxi region. The oldest peak age is ～2847 Ma and the εHf(t) values are from-7.7 to +7.0 with 50% of both positive and negative values, demonstrating a possible ～2.85 Ga ancient continental nucleus on the southwestern margin of the Yangtze Block and substantial growth in juvenile crust materials during this period. Besides, the weighted average age of the zircons from the meta-tuff of the Etouchang Formation is 1677 ± 14 Ma. Combining the previous research data and this study, we can constrain the depositional age of the Dongchuan Group in central Yunnan Province to the period from the late Paleoproterozoic to early Mesoproterozoic, slightly earlier than that of the Dongchuan Group in the Dongchuan area near to the southwestern Sichuan Province. The depositional age of the Dongchuan Group is older than that of the Kunyang Group.     

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.