扬子地块西缘古—中元古代地层划分对比研究: 来自通安组火山岩锆石U-Pb年龄的证据

提要：通安组作为扬子地块西缘最古老的基底地层之一,是前人通过1.8 Ga最大沉积时限的碎屑锆石年龄和第三段已获得辉绿岩1.5 Ga的侵入年龄来限定的;但未见其更精确地层年龄的相关报道。笔者以通安组一段和四段地层中发现的火山岩样品为研究对象,采用LA-ICP-MS 方法对其锆石进行原位微区U-Pb测年,获得了通安组一段下部变基性火山岩锆石207Pb/206Pb年龄(1833±2) Ma和四段底部变凝灰岩锆石207Pb/206Pb年龄(1508±15) Ma。该年龄结果表明：(1)通安组下部层位的沉积时代为1.8 Ga,基本限定了通安组的最大沉积时限,与东川群因民组、大红山群底部大致相当;(2)通安组四段底部沉积时代为1.5 Ga,与前人获得的通安组三段及东川群黑山组顶部层位沉积时代大致相当,为同期异相沉积;(3)进一步确定了通安组在地层柱上应位于会理群之下,与东川群、河口群、大红山群为可对比的同期异地异相沉积地层。     

上扬子陆块西南缘早—中元古代造山运动的地质记录

早—中元古代,上扬子陆块西南缘发育有河口群—大红山群、东川群、昆阳群—会理群为代表的3套浅变质火山-沉积岩系.已有的岩石学、地球化学、年代同位素数据指示了其大地构造格架及其演化史.在早—中元古代地层所夹的火山岩中,获得了4组SHRIMP U-Pb岩浆锆石年龄:1800～1600Ma、1600～1300Ma、1300～1100Ma、1100～1000Ma.结合沉积相、常量、微量、稀土元素地球化学分析,证明了上扬子陆块西南缘在早—中元古代也相应历经了4个演化阶段.1800～1600Ma,在大红山地区、河口地区、东川汤丹地区形成近东西向的裂谷盆地.1600～1300Ma,在东川因民地区表现为—被动陆缘下的伸张环境.1300～1100Ma,在菜籽园—麻塘地区为板内裂谷-洋盆,老武山地区为裂谷盆地.1100～1000Ma阶段,菜籽园-麻塘裂谷-洋盆向北俯冲或向北向南双向俯冲,在北边的天宝山地区和南边的富良棚地区形成火山岛弧,同时在扬子西缘也出现了1.0Ga左右(1007±14～1014±8 Ma)的同造山或同碰撞型花岗岩,表明此时康滇地区已经拼贴到一起,并与整个上扬子陆块Rodinia超大陆形成同步.     

哥伦比亚超大陆在扬子陆块西缘的探秘

在扬子陆块西缘的拉拉、小关河-东川、大红山等地区出露了3套古元古代Statherian期（1.6～1.8Ga）的浅变质岩系,被分别命名为河口群、通安组-汤丹群-东川群、大红山群。从2.0Ga至1.4Ga期间,其地质历史演化经历：（1）约2.2～1.8Ga的造山运动;（2）约1.7～1.5Ga发生的非造山裂解事件群;（3）约1.7～1.5Ga侵入到古元古代地层的基性岩墙群、层状侵入体事件;（4）因民、落雪地区,约1.5～1.2Ga发生的陆架裂陷事件;（5）上扬子古陆块西缘,约1.0Ga发生的碰撞造山事件。本文重点阐述了扬子陆块西缘1.8～1.6Ga时期大规模裂解事件群的性质、特点和同位素年龄数据,认为上扬子陆块裂解事件群的性质、特点和时代等特征与华北、北美、西伯利亚和西北欧有很大的相似性,并提出了古元古代扬子陆块与其它陆块曾经联合的证据。     

扬子地块西缘古一中元古代地层划分对比研究:来自通安组火山岩锆石U-Pb年龄的证据

通安组作为扬子地块西缘最古老的基底地层之一,是前人通过1.8 Ga最大沉积时限的碎屑锆石年龄和第三段已获得辉绿岩1.5 Ga的侵入年龄来限定的;但未见其更精确地层年龄的相关报道。笔者以通安组一段和四段地层中发现的火山岩样品为研究对象,采用LA-ICP-MS方法对其锆石进行原位微区U-Pb测年,获得了通安组一段下部变基性火山岩锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄(1833±2)Ma和四段底部变凝灰岩锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄(1508±15)Ma。该年龄结果表明:(1)通安组下部层位的沉积时代为1.8 Ga,基本限定了通安组的最大沉积时限,与东川群因民组、大红山群底部大致相当;(2)通安组四段底部沉积时代为1.5 Ga,与前人获得的通安组三段及东川群黑山组顶部层位沉积时代大致相当,为同期异相沉积;(3)进一步确定了通安组在地层柱上应位于会理群之下,与东川群、河口群、大红山群为可对比的同期异地异相沉积地层。     

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.      

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。     

扬子陆块西缘古元古代基性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素及其地质意义

扬子陆块西缘康滇南北向构造带内发育大量古元古代基性岩脉(墙),它们对于认识扬子陆块早期的构造演化具有重要意义.对四川会理地区侵入到元古界通安组内的辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测定,获得的207pb/206Pb加权平均年龄为1694Ma±16Ma(MSWD=0.9),代表了该辉长岩的形成和侵位时代,这一结果指示会理地区通安组应为古元古代地层.辉长岩全岩地球化学具有类似于N-MORB的特征.辉长岩锆石初始(176H f/177Hf)i值为0.281881～0.281982,对应的εHf(t)为6.2～9.8,单阶段亏损地幔Hf模式年龄tDM1为1738～1883Ma,平均值为1803Ma.这些数据表明古元古代辉长岩来源于亏损地幔,指示古元古代晚期扬子西缘之下存在亏损地幔.结合扬子西缘大量古老的碎屑锆石,推测扬子陆块西缘存在太古宙—古元古代的结晶基底.与扬子陆块西缘古元古代晚期基性侵入岩形成有关的幔源岩浆事件明显晚于扬子陆块古元古代碰撞造山及造山后的伸展作用,记录了扬子陆块古元古代晚期一次伸展过程,可能是Columbia超大陆裂解作用在扬子陆块的响应.     

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。     

会理—东川地区中元古代地层—构造格架

会理—东川地区是上扬子陆块出露中元古界地层最广泛的地区.以菜子园—麻塘东西向断裂带为界,之北为会理群,之南为汤丹群、东川群,断裂带内为通安组五段.均为一套浅变质的沉积岩夹火山岩.笔者等通过沉积学、火山岩岩石学和同位素地质年代学综合研究,认为中元古代( 1800～1650Ma)堆积了一套偏碱性细碧角斑岩和火山—沉积碎屑岩...     

扬子陆块西南缘河口群沉积时限和构造属性的再厘定：兼论中元古代洋板块地层

河口群、东川群和原通安组是扬子陆块中元古代早中期重要的地层单元,但其沉积时限和构造属性长期存在争论。本文在区域地质调查和同位素年代学研究的基础上,从“洋板块地质”的视角重新厘定了河口群、东川群和原通安组的沉积时限和构造属性。原通安组是由不同规模的岩块和基质共同构成的一套蛇绿混杂岩;东川群则较为完整地记录了从陆内裂谷到被动大陆边缘的演化过程,代表了盆地边缘的地层序列,东川群与原通安组(现定义为菜子园-通安蛇绿混杂岩)虽位于不同的断块,但应是同一盆地发展的产物;河口群与东川群、原通安组序列明显不同,但总体上也是粒度向上变细的海侵序列,并发育多套火山岩,在Columbia超大陆裂解的大背景下,河口群最有可能形成于夭折裂谷。对采自河口群长冲组的石榴子石云母片岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究,绝大部分锆石具有核-边结构,核部最年轻一组²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄的加权平均值为1468±28 Ma(MSWD=0.40,n=16),解释为原岩的最大沉积年龄;结合前人研究成果,将河口群和东川群的沉积时代分别限定在1.75～1.40 Ga和1.75...     

河北宽城地区中元古代高于庄组碳酸盐岩碳氧同位素特征

对河北宽城地区中元古代高于庄组碳酸盐岩的碳氧同位素进行了测定和原始性验证,表明其原始组分保存良好。δ13C、δ18O值分布范围和平均值分别为-5.03‰～0.07‰、-9.92‰～-4.12‰和-0.90‰、-6.58‰,整体上稍低于前人测定的天津蓟县剖面和北京十三陵剖面数据。分析认为:研究区δ13C值主要受有机碳氧化与有机碳的埋藏速率因素影响,有机碳的埋藏速率与蓝绿藻等生物数量关系密切,藻类繁盛的时期一般都具有较高的δ13C值,藻类稀少的时期则具有较低的δ13C值。在浅水潮坪环境中,δ13C值与海平面的变化呈正相关关系;研究区δ18O值则主要受海平面变化影响,与之呈负相关关系;研究区古盐度Z值主要介于120～125之间,相关性分析表明Z值不仅反映氧同位素组成,也反映了碳同位素组成,δ18O和δ13C均与沉积介质的盐度有关,其变化趋势是盐度越大,其δ值越高。     

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。     

燕山中、新元古代裂陷槽构造旋回层序研究──兼论裂陷槽构造旋回概念及级序的划分

本文依据裂陷槽构造控制及演化规律的原则提出了裂陷槽构造旋回层序的概念，并同时给出了相应的三级划分方案。应用裂陷槽构造旋回层序的概念研讨了燕山地区中、新元古代裂陷槽构造旋回层序的发育特征。燕山裂陷槽发育４个构造阶段旋回层序，即裂张断陷、裂张均衡、均衡负载和盖层构造阶段旋回层序，其中又有序叠加了１８个构造期和８２个构造幕旋回层序。前一类层序主要受控于导致裂陷槽形成、发育的区域构造；后两类构造旋回层序受裂陷槽构造演化及所驱动的构造海平面双重控制。     

贵州宰便-高武地区中新元古代火山岩的发现及其意义

宰便、高武地区位于九万大山北缘，有保存完好的中新元古代地质记录。笔者在该区的1：5万区调工作中发现中新元古代基性火山岩，不仅为该区中新元古代地层增添了新的内容，同时为研究Rodinia超大陆的裂解提供了新的素材。     

朝鲜半岛平南盆地中元古代岩浆事件

朝鲜平南盆地翁津地区发育中元古代黄海群和同时期(称之为瓮津期)花岗岩,花岗岩体侵入于黄海群。本文采用锆石原位微区U-Pb定年技术,对黄海群中的酸性火山岩及花岗岩进行了年龄测试。获得的数据表明,黄海群中下部层位及上部层位的酸性火山岩分别在1235±5Ma和1203±7Ma喷发,由此说明黄海群的沉积时代应为中元古代,而不是传统上认为的古元古代;两个翁津期花岗岩体(翁津和黄衣山岩体)的侵位年龄分别为1251±22Ma和1248±13Ma,为中元古代花岗质岩浆活动的产物。上述1251~1203Ma年龄的获得,表明朝鲜半岛发育中元古代岩浆作用,从而明确朝鲜黄海裂谷与华北东缘裂谷在时间上具有同期性,同时也表明中国华北与朝鲜在中元古代具有类似的发展历史。     

东天山地区中天山地块内中元古代花岗岩的特征及地质意义

在天山造山带觉罗塔格山系东段的中天山地块内,新识别出一套侵位于长城系星星峡群变质岩中的片麻状花岗质岩体,岩石组合为片麻状闪长岩+片麻状花岗闪长岩+片麻状二长花岗岩+片麻状钾长花岗岩,锆石SHRIM PU-Pb测年表明这套侵入岩的结晶年龄为(1 453±15)~(1 458±40)Ma(207Pb/206Pb表面年龄),是中元古代晚期的产物。岩石学及地球化学特征显示为高钾钙碱性系列,具I型花岗岩组合特征,形成于板块汇聚的环境。这套花岗质侵入岩的厘定,对于可能存在于元古宙的天山洋的闭合事件,从岩浆作用上提供了重要信息,同时对中天山星星峡群的地层时代提供了一个很好的上限。另外,还发现了一颗形成年龄为(2 991±22)Ma的残留锆石,指示该区可能存在太古宙的古老基底。     

赣北中元古界双桥山群地层划分的综合地层学运用

赣北前震旦系浅变质岩系一直是华南前震旦系地质研究的一个前缘阵地，多年来，在构造古地理研究方面有巨大进展。而在地层划分与对比上则相对不足。双桥山群是一大套变形强烈，岩性单调，缺乏标志层的特殊岩类。对这套特殊岩类需抓住内部的原始的沉积构造组合特征的差异。才能进行有效划分有对比。采用综合地层学方法。可以丰富岩石地层单位的研究内容，为划分提供更多的天然标志。     

华北燕山裂陷槽中元古代的深水沉积

对燕山沉降带中元古代的沉积相，有关学者大多定位于以滨海－浅海相为主体。根据在冀北地区的研究，于中元古代团山子组、高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组中发现大量深水沉积，主要有硅质页岩、含锰页岩、深水浊积岩及各种碳酸盐岩溶解相的系列沉积等。这对于深入研究燕山裂陷槽发展演化具有重要意义。     

河北省赤城县温泉环斑花岗岩的地质特征及形成时代

温泉环斑花岗岩分布于河北省赤城县温泉一带,面积约50km2。在1:25万延庆县幅区域地质调查工作的基础上,笔者研究了该岩体的产出状况、侵入关系等地质特征。结合岩石学、地球化学及同位素年龄等证据,探讨了温泉环斑花岗岩的形成时代。研究表明,该岩体为富钾、过铝、高铁、低钙、低镁A型花岗岩,形成于中元古代,相当于长城纪大红峪期,与北京市密云县沙厂环斑花岗岩可以对比。同时也为华北板块基底的克拉通化时间及其在中元古代发生的裂解事件提供了岩石学及同位素年龄依据。