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九岭复式岩体锆石U-Pb年代学及构造意义

江南造山带东段的九岭岩体为华南分布面积最大的新元古代花岗质侵入体。据其岩石组合、结构构造及野外侵入关系,可将其解体为由早到晚3个侵入序次的复式岩体,依次为黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩及黑云母二长花岗岩。其中,黑云母花岗闪长岩分布面积最广,黑云母二长花岗岩次之,英云闪长岩分布面积最小,围岩为新元古代双桥山群浅变质岩系。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩、黑云母二长花岗岩分别形成于821.6～824.0 Ma、819.5～823.6 Ma、820.4～824.5 Ma,指示它们基本同时侵位,但三者均具有自SE向NW时代变新的趋势。九岭岩体与围岩(双桥山群)的侵入接触面具有南陡北缓、角岩化带南窄北宽且围岩捕掳体及捕获锆石也呈南少北多的特征,表明九岭岩体SE侧岩体剥蚀深度强于NW侧,可能暗示了新元古代华夏板块向扬子板块碰撞拼贴过程中,研究区SE侧岩浆起源深度较深,剥蚀程度较高,且形成时代较早,并逐渐向NW侧迁移(岩浆起源深度变浅、时代变新)。     

江南造山带东段新元古代登山群年代学及大地构造意义

为探讨江南造山带东段新元古代构造演化机制,对江南造山带东段登山群砂岩及火山岩进行锆石U-Pb年代学及地球化学研究.SHRIMP锆石U-Pb定年显示登山群高山组凝灰岩年龄为855.5±8.2 Ma,叶家组流纹岩年龄为798.1±7.8 Ma.地球化学数据显示高山组砂岩物源区为大陆岛弧,形成于弧后盆地;叶家组火山岩为双峰式火山岩,流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损;高FeOt/（FeOt+MgO）和Ga/Al值、低CaO、MgO,ε_Hf（t）值为7.9~10.9,富集Ba、Th、U等大离子亲石元素和高场强元素,强烈亏损Sr、P、Ti的特征显示其为典型的A型花岗岩,来自初生地壳的部分熔融;玄武岩属拉斑玄武岩系列,具有OIB特征,富集轻稀土及大离子亲石元素,来自软流圈地幔的部分熔融.双峰式火山岩形成于板内伸展背景.年代学及地球化学结果表明新元古代江南造山带东段扬子与华夏板块拼贴时限为855~800 Ma之间.造山结束之后地幔物质上涌,华南板块进入裂谷期.      

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。     

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩锆石SHRIMP U-Pb年龄新证据

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩剖面是目前世界各大陆中唯一发育有4套新元古代冰碛岩和多期火成岩事件的剖面.近年来,"雪球事件"的提出为全球新元古代冰碛岩的研究注入了新的活力,各国地质学家根据新元古代冰碛岩在全球各大洲发育的特点、同位素年龄和C/O、Sr同位素在新元古界划分出4个冰期.因此,新疆库鲁克塔格地区新元古界发育的4套冰碛岩的沉积特征、沉积环境和年代地层学研究的进展始终为各国地质学家所注目.本次获得的库鲁克塔格地区特瑞爱肯组的锆石SHRIMP U-Pb新年龄,为完善库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩的年代地层学提供了新的证据.     

皖南伏川SSZ型蛇绿岩的地球化学特征与构造意义

伏川蛇绿岩作为华南极为重要的前寒武纪蛇绿岩之一,本文对其中的橄辉岩和辉长岩样品进行了岩石学、地球化学及同位素特征研究。研究表明,伏川蛇绿岩中橄辉岩含有极高的MgO(39.92%～44.95%)和较低的Al_2O_3(0.48%～4.35%)、CaO(0.11%～0.63%)和TiO_2(0.01%～0.06%),稀土元素总量(7.50×10~(-6)～10.62×10~(-6))低于亏损地幔,为一套高度亏损的原始地幔熔融残留物,其部分熔融程度介于22%～26%之间。具"U"型的稀土元素配分模式,I_(Sr)值显著高于地幔,富集LILE,HFSE含量变化大,既继承了亏损地幔源区的特征,又经历不同程度熔体和流体的交代作用,指示其形成于具有一定规模的弧后小洋盆背景。变辉长岩具高MgO(8.78%～13.26%)、Al_2O_3(17.25%～18.75%)和CaO(11.98%～15.14%),贫TiO_2(0.20%～0.28%)、P_2O_5(0.01%～0.02%)及富钠低钾的特征,其稀土元素配分模式较为平坦,具有与亏损地幔相当的Sr、Nd同位素组成,富集LILE,亏损HFSE,显示岛弧(IAT)特点,其不活动元素比值与N-MORB相当,兼具IAT和MORB的地球化学特征,判断其形成于弧后盆地的初始扩张阶段。结合前人已有研究,认为新元古时期,皖南地区存在沟-弧-盆体系,随着华夏板块向扬子板块之下俯冲,本区弧后盆地进一步引张形成小型洋盆。     

江南造山带东段赣东北广丰地区翁家岭组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及地质意义

本文通过对赣东北广丰地区翁家岭组凝灰岩样品中的锆石进行研究,首次测得了翁家岭组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(841.2±5.1)Ma,约束了翁家岭组形成的时代,明确该套沉积岩为田里片岩之上、桃源组(上墅组)之下的一套地层。根据最新获得的大量高精度年龄数据,确定翁家岭组在层位上与梵净山群、四堡群、冷家溪群、双桥山群相当;覆于翁家岭组之上的桃源组是与侵入到梵净山群、四堡群、冷家溪群、双桥山群的火山侵入岩以及浦江地区"平水群"、江山市"章村组"同时期的火山侵入或喷出产物。江南造山带自西向东在830 Ma期间曾广泛发育一期岩浆活动事件。     

江南造山带东段800～780Ma陆内裂谷岩浆活动——来自浙皖赣邻区约790Ma铝质A型花岗岩的证据

对江南造山带东段浙皖赣邻区的灵山花岗斑岩进行了同位素年代学和岩石地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果表明,灵山花岗斑岩形成于791.8±2.6Ma。在岩石地球化学组成上,灵山花岗斑岩具有高Si,高TFe O/(TFe O+Mg O)值,低Mg、Ca、Mn和P,显示出过铝质的特征(A/CNK=1.04~1.18);微量元素富集Rb、Ga、Th、Zr、Y,贫Sr、P、Ti、Ba;稀土元素总量较高,轻、重稀土元素分异较明显,并表现出强烈的负Eu异常,这些特点与典型的铝质A型花岗岩一致。地球化学特征和前人研究成果表明,灵山花岗斑岩形成于陆内裂谷环境,最有可能来源于早期初生地壳的部分熔融。结合前人研究成果认为,800~780Ma的岩浆活动是华南新元古代一期重要的构造岩浆事件,该期岩浆活动不仅在华南新元古代盆地的形成过程中扮演了重要角色,而且在该时期构造环境的探讨、板溪期沉积旋回时限的标定等方面都发挥了重要作用。     

滇南新元古代的岩浆作用：来自瑶山群深变质岩SHRIMP锆石 U-Pb年代学证据

滇南瑶山—哀牢山地区出露一套呈NW—SE向狭长条带状展布的深变质岩系——下元古界瑶山群和哀牢山群,并认为存在前寒武纪的结晶基底。本文选取瑶山群眼球状花岗质糜棱岩和金平阿得博的片麻状花岗岩作为研究对象,进行SHRIMP锆石U-Pb定年。结合阴极发光图像,获得岩浆锆石的结晶年龄为828±6.2Ma(N=11,MSWD=1.8)和748～801Ma。同时,作者在墨江-元江剖面的哀牢山群黑云母花岗闪长质片麻岩中获得SHRIMP锆石核部U-Pb年龄为769～893Ma。研究揭示滇南的瑶山和哀牢山地区存在新元古代岩浆作用。瑶山群中古老残余锆石核部的984Ma年龄和哀牢山群中古老残余锆石核部年龄1104～1353Ma及2655Ma,表明该区存在中元古代或太古代的结晶基底,研究区很可能位于南华裂谷与康滇裂谷的交汇部位,新元古代的岩浆活动可能与Rodinia超大陆聚合——裂解过程有关。这为构筑Rodinia超大陆聚散过程和揭示华南大地构造演化史提供年代学方面证据。     

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩锆石SHRIMP U-Pb年龄新证据

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩剖面是目前世界各大陆中唯一发育有4套新元古代冰碛岩和多期火成岩事件的剖面。近年来,“雪球事件”的提出为全球新元古代冰碛岩的研究注入了新的活力,各国地质学家根据新元古代冰碛岩在全球各大洲发育的特点、同位素年龄和C/O、Sr同位素在新元古界划分出4个冰期。因此,新疆库鲁克塔格地区新元古界发育的4套冰碛岩的沉积特征、沉积环境和年代地层学研究的进展始终为各国地质学家所注目。本次获得的库鲁克塔格地区特瑞爱肯组的锆石SHRIMP U-Pb新年龄,为完善库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩的年代地层学提供了新的证据。     

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩锆石SHRIMP U-Pb年龄新证据

塔里木盆地库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩剖面是目前世界各大陆中唯一发育有4套新元古代冰碛岩和多期火成岩事件的剖面。近年来,“雪球事件”的提出为全球新元古代冰碛岩的研究注入了新的活力,各国地质学家根据新元古代冰碛岩在全球各大洲发育的特点、同位素年龄和C/O、Sr同位素在新元古界划分出4个冰期。因此,新疆库鲁克塔格地区新元古界发育的4套冰碛岩的沉积特征、沉积环境和年代地层学研究的进展始终为各国地质学家所注目。本次获得的库鲁克塔格地区特瑞爱肯组的锆石SHRIMP U-Pb新年龄,为完善库鲁克塔格地区新元古代冰碛岩的年代地层学提供了新的证据。     

赣西北新元古代修水组和马涧桥组SHRIMP锆石U-Pb年龄

依据精确地测得的修水组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(824Ma±5Ma,MSWD=1.3),将修水组明确定位于双桥山群的最上部。结合"江南造山带"锆石U-Pb年龄:东部变质基底双桥山群,西部变质基底梵净山群、似盖层下江群和中部变质基底冷家溪群、似盖层板溪群的锆石SHRIMP U-Pb年龄,将双桥山群上部修水组明确地定位于"武陵运动"之下的新元古代地层。同时,首次在上覆地层马涧桥组火山凝灰碎屑岩中获得3组锆石U-Pb年龄,其中一组继承锆石(824Ma±5Ma,MSWD=1.9),反映了修水组被隆起和剥蚀的证据;而最年轻的一组锆石反映了沉积同时代的凝灰岩年龄为(769Ma±8Ma,MSWD=0.55)。依据该年龄数据,将马涧桥组明确定位于板溪期沉积地层。该年龄对限定区域地层对比和构造演化都有重要意义。上述锆石U-Pb年龄标示了赣西北地区同样存在820Ma界面上下的新元古代地层,为江南古陆变质地层的对比提供了新的年代学数据。     

滇东南发现新元古代岩浆岩：SHRIMP锆石U-Pb年代学和岩石地球化学证据

滇东南老君山地区出露了一套穹隆状变形-变质岩系,新近完成的1:5万都龙幅、麻栗坡县幅区域地质矿产调查报告,将其分解为晚志留纪南温河花岗岩、新元古界新寨岩组和古元古界猛硐岩群。首次对猛硐岩群的石英角闪斜长片麻岩进行了SHRIMP锆石U-Pb定年,结合阴极发光图像分析,获得两组岩浆锆石的结晶年龄分别为761±12Ma和829±10Ma,指示滇东南老君山地区存在新元古代岩浆活动,同时从同位素年代学上,表明猛硐岩群是一套前寒武纪的变质沉积-岩浆杂岩。此外,还获得一些年龄为≈1．83Ga的残留锆石,表明该区存在古元古代的结晶基底。石英角闪斜长片麻岩及共存的斜长角闪岩,它们的原岩具有大陆裂谷背景下玄武质-玄武安山质岩浆系列的地球化学特征,可能与新元古代Rodinia超大陆聚合-裂解过程中的岩浆活动有关,本区在新元古代可能位于南华裂谷与康滇裂谷的交汇部位。     

江南造山带西段桂北四堡地区830 Ma辉长岩锆石SIMS U-Pb年代学和岩石地球化学特征及其岩石成因研究

本次研究对象为江南造山带西段桂北四堡地区新元古代辉长岩,主要由斜长石和单斜辉石组成,含有少量的橄榄石和钛铁氧化物,表明在岩浆演化过程中发生了斜长石和单斜辉石以及少量橄榄石的分离结晶作用。辉长岩锆石SIMS U-Pb谐和年龄为(830±7)Ma,指示其侵位年龄约为830 Ma。全岩具有低SiO₂含量(48.46%~53.99%)、高MgO含量(9.27%~25.22%)、Mg^#值较高(62~79)的特征。辉长岩为钙碱性系列岩石,其稀土元素球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化与典型的弧岩浆相似,具有相对富集轻稀土元素((La/Yb)_N=2.2~3.7,(La/Sm)_N=2.5~2.9)和大离子亲石元素,明显的高场强元素(Nb、Ta和Ti)亏损的特征,还具有较高的Th/Nb比值(0.7~0.8)和低Nb/La比值(0.4~0.6)。辉长岩具有负的ε_Nd(t)值(-6.3~-3.0)和正的ε_Hf(t)值(8.0~12.1),指示其源区为亏损地幔,但有富集组分加入。结合区域地质特征,推测辉长岩形成于活动大陆边缘俯冲构造背景,起源于受沉积物流体交代了的楔地幔。     

江南造山带石耳山新元古代花岗岩的构造变形、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

在江南造山带的东段皖浙赣交界地区发育一系列花岗岩岩体,区域上,岩体呈条带状,NE—SW向雁行排列,平行于赣东北断裂带分布;微观下,岩浆流动组构残迹、蠕英石的普遍发育及固态塑性变形证明了该地区岩体变形经历了从岩浆—亚岩浆—固态变形的一个持续转变的过程;岩体锆石年龄与邻区岩体的变质变形年龄有很好的耦合性。由此可见研究区变形花岗岩体为同构造花岗岩,是岩浆在侵位冷凝过程中受到赣东北断裂带强烈构造作用影响的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果表明:灵山岩体形成于783±14 Ma;莲花山岩体形成于780±12 Ma,属于新元古代岩浆活动。扬子板块与华夏板块碰撞导致江南造山带新元古界的岩群普遍遭受区域变质、变形作用,同构造花岗岩的构造变形特征正是区域构造变形的表现,因此该同构造岩体的年龄可能作为扬子板块与华夏板块仍在挤压、碰撞的年代学证据。     

华南双桥山群和河上镇群凝灰岩中的锆石SHRIMP U-Pb年龄—对江南新元古代造山带演化的制约

通过西澳科庭大学离子探针中心的远程测试,在双桥山群横涌组和安乐林组斑脱岩中获得大量锆石,其SHRIMP U-Pb加权平均年龄为831 Ma±5 Ma(横涌组)、829 Ma±5 Ma（安乐林组）,在河上镇群上墅组中获得加权平均年龄767 Ma±5 Ma。锆石SHRIMP U-Pb年龄表明华南地区广为发育的双桥山群应归入新元古界,该年龄为标定双桥山群在地层柱中的位置提供了准确的年代学依据。     

华南双桥山群和河上镇群凝灰岩中的锆石SHRIMP U-Pb年龄—对江南新元古代造山带演化的制约

通过西澳科庭大学离子探针中心的远程测试,在双桥山群横涌组和安乐林组斑脱岩中获得大量锆石,其SHRIMP U-Pb加权平均年龄为831Ma±5Ma(横涌组)、829Ma±5Ma(安乐林组),在河上镇群上墅组中获得加权平均年龄767Ma±5Ma.锆石SHRIMP U-Pb年龄表明华南地区广为发育的双桥山群应归入新元古界,该年龄为标定双桥山群在地层柱中的位置提供了准确的年代学依据.     

桂北地区南华系沉积物源分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

江南造山带西南部是扬子克拉通新元古代地层发育较完整的地区之一。其中,桂北地区的南华系地层自下而上依次为:长安组、富禄组、大塘坡组和黎家坡组,沉积厚度从几十米到几千米不等,总体趋势是西厚东薄。本文对长安组、富禄组、黎家坡组的5个样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试。其中长安组碎屑锆石U-Pb年龄存在一个峰值,峰值区间为724~972Ma之间,最年轻的年龄加权平均值为746±5Ma(n=19),指示南华系长安组沉积年龄可能介于746~780Ma之间;富禄组碎屑锆石U-Pb年龄有三个峰值,主峰为705~936Ma,两个次峰分别为1823~2163Ma和2241~2673Ma之间;黎家坡组下部121109-3样品的碎屑锆石主峰值为1966~2118Ma,两个次峰为724~921Ma和2221~2688Ma;中部121109-4样品碎屑锆石主峰值为1813~2192Ma,两个次峰为748~944Ma和2296~2726Ma;上部121109-5样品碎屑锆石主峰值为1984~2193Ma,两个次峰为653~1007Ma和2215~2675Ma。桂北地区南华系长安组、富禄组、黎家坡组5个样品的年龄峰值区间相近,但主峰和次峰有明显的区别,反映了三个组沉积地层主要物源可能来自不同的地区,并经历了不同的沉积环境。碎屑锆石年龄分布特征反映了在653~1007Ma之间扬子克拉通东南缘、江南造山带西南部的桂北地区有强烈的岩浆活动,可能与Rodinia超大陆的聚合和裂解事件有关,而1792~2261Ma的岩浆活动则与Columbia超大陆的聚合和裂解事件相对应,2298~2500Ma碎屑锆石年龄可能暗示在扬子克拉通南缘存在古元古代基底,少量大于2500Ma的锆石年龄表明在扬子克拉通南缘还存在太古宙基底物质。5个样品均缺少1100~1300Ma格林威尔造山时期的记录,说明江南造山带并非处在Rodinia超级大陆的中心。总之,扬子克拉通南缘及江南造山带西南部至少经历了三期强烈的构造-岩浆热事件,这三期事件在桂北地区的南华系沉积地层中均有非常清楚的记录。     

江南造山带东段鄣源枕状玄武岩的年代学与构造属性研究

江南造山带东段鄣源地区广泛发育呈构造岩块产出的镁铁质岩浆岩,包括空间上密切共生的蚀变枕状一块状玄武岩、辉长岩、辉绿岩等.玄武岩地球化学特征上总体富集轻稀土,亏损重稀土和高场强元素(Nb,P,Ti),类似于岛弧环境下岩浆活动的产物.SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示,枕状玄武岩形成于(832±19)Ma,与伏川蛇绿岩和庐山地区枕状玄武岩形成时代一致.结合区域资料,认为鄣源枕状玄武岩形成于弧后小洋盆环境,与其东侧的伏川蛇绿岩和西侧的庐山地区枕状熔岩同属新元古代中期弧后洋盆的产物.