甘肃北山西部新元古代陆块汇聚与裂解事件的岩石记录

甘肃北山西部地处塔里木、柴达木和华北 (阿拉善 )三个前寒武纪地块的交汇部位 ,是受显生宙天山造山带、祁连造山带和阿尔金造山带多次叠加改造的地区。近几年 ,随着新元古代榴辉岩、花岗岩的新发现 ,结合新元古代伟晶岩脉群、辉绿岩墙群和震旦纪未变质沉积盖层 ,初步确定了该地区新元古代陆块汇聚与裂解的地质事件框架。在新元古代早期 ,塔里木地块与柴达木地块可能发生斜向汇聚 ,并以深层次韧性剪切带进行焊接 ,其时间在 913Ma左右。稍后 ,在塔里木地块北部的柳园一带 ,塔里木地块与另一个地块发生碰撞 ,形成了榴辉岩和大面积带状分布的花岗岩 ,其时间在 86 0～ 880Ma左右。之后 ,在经过汇聚的大陆块内部发生裂解 ,形成了两期辉绿岩墙群。随着裂解作用的进一步加强 ,该地区进入到陆相砂砾岩和海相碳酸盐沉积阶段 ,形成了安南坝群沉积建造 ,其时间在 70 0Ma左右。     

塔里木陆块新元古代冰期事件研究进展与展望

新元古代地球各圈层的耦合过程具有明显的阶段性特征,自老而新分别以广泛的岩浆作用、全球性的冰期事件和早期生命的迅速分化并繁盛为标志,地质年代表据此将这三个地史阶段分别命名为拉伸纪、成冰纪和埃迪卡拉纪.其中,成冰纪Sturtian冰期的启动时代和Marinoan冰期的消融时代,是标定新元古代3个"纪"级单元的直接依据.因而,成冰纪冰期事件的期次、规模、时代和成因问题,始终是地球科学领域近30年来的基础和热点课题.现有资料显示,成冰纪的两次剧烈冰室气候结束之后,地球迅速进入了极度温室环境,这种剧烈的摆动即"极端气候事件".目前已有数种模型描述了大气CO2含量的变化对"新元古代极端气候事件"的控制作用;另外,对于杂砾岩、冰碛岩和块状冰碛岩各自蕴含的地质意义,也有学者开始重视并加以区分.地处我国西北地区的塔里木陆块,在东北缘的库鲁克塔格、西北缘的阿克苏-乌什-柯坪、西南缘的叶城一带,均出露了南华-震旦纪的杂砾岩记录.前期研究显示,塔里木陆块不同地区的新元古代冰川作用记录,存在岩性组合(如盖帽碳酸盐岩的发育与否)、沉积相、期次和时代等方面的巨大差异.与其他地区相比,出露于叶城一带的恰克马克力克群波龙组和雨塘组冰碛岩,目前缺少有效的年代学约束,也缺乏系统的块状冰碛岩化学成分研究.本文认为,以波龙组、雨塘组的块状冰碛岩为实例,开展全球同期块状冰碛岩的对比研究和综合分析,可以恢复相应时期地壳表层物质的基本组成特征,为理解新元古代极端气候事件的触发机制,提供直接证据.     

试论中国古大陆中—新元古代汇聚与裂解的地质记录

自１９９０年新元古Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆提出后,现已发展地学研究热点之一。在全球新元古代超大陆旋回的汇聚与裂解机制影响下,中国古大陆也随之变化。中元古代末－新元古代初的汇聚和新元古代晚期的裂解是最重要的两次地质事件。塔里木、华北、华南古陆都有它地地质记录。     

扬子陆块西北缘早新元古代俯冲增生过程的岩浆记录

华南早新元古代俯冲相关岩浆作用记录为揭示罗迪尼亚超大陆边缘陆块的聚合及增生过程提供了重要制约。本文聚焦华南扬子陆块西北缘出露的早新元古代岩浆作用记录,总结梳理了其年代学框架、地球化学特征以及同位素特征,查明了其源区性质和岩石学成因、并探讨了不同阶段岩浆记录所对应的构造环境。结果表明,扬子陆块西北缘约1.0~0.9 Ga岩石具有与新生岛弧岩浆类似的微量元素特征,强不相容元素的含量略低于大陆弧,并且具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成和略低于地幔值的锆石δ18O值,这些特征指示约1.0~0.9 Ga岩浆岩最有可能形成于洋内弧环境。相比之下,约0.9~0.83 Ga岩浆岩具有与平均上地壳类似的微量元素特征,富集强不相容元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,并且具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,锆石δ18O值与地幔值相当或略高,指示其可能形成于大陆弧环境。此外,镁铁质岩石全岩Nd和锆石Hf同位素随年龄的长期变化趋势揭示了地幔源区性质周期性地富集和亏损,这可能是由于俯冲带间歇性地前进和后撤引起的挤压–伸展构造体制的不断交替所致。本文结果为扬子陆块西北缘新元古代早期的构造演化历史和俯冲增生动力学机制提供了制约。     

大别山北淮阳构造带柳林辉长岩:新元古代晚期裂解事件的记录

大别山北坡北淮阳构造带的柳林-定远-王母观一线, 断续分布着带状产出的辉长岩体, 构成一条NWW向的基性岩带, 以往被认为是形成于海西期的造山后伸展环境.对该带西缘鸡公山北坡柳林辉长岩进行了锆石SHRIMPU-Pb定年和辉石、斜长石的矿物化学研究.辉长岩中的岩浆锆石SHRIMPU-Pb年龄为(611±13) Ma, 代表岩体结晶时代, 这一年龄远远老于其围岩上奥陶统定远组的时代.岩体主要矿物辉石属普通辉石, Na₂O、FeO和MnO较高, 长石属中长石, 低CaO, 这些特征明显区别于岛弧或活动大陆边缘环境中的同类矿物, 而与板内伸展环境中形成的辉长岩的矿物特征相似.研究表明, 大别山北部新元古代晚期(610Ma左右) 发育了一次陆内裂解事件.      

新元古时代中国华南和华北陆块的相对位置及构造意义

作者试图抛开Rodinia超大陆的概念，从我国现有的新元古－早古生代的古地磁数据出发，利用挪威地质调查所提供的“GMAP”程序作图，探讨新元古时期华南和华北陆块的古位置及它们之间的关系，以及与澳大利亚的相对位置。     

华北陆块新元古代-中生代沉积盆地划分及其构造演化

在华北陆块区进行构造-地层区划的基础上,对华北陆块中元古代-新元古代、早古生代、晚古生代、三叠纪-早侏罗世、中侏罗世-白垩纪5个大地构造阶段不同构造-地层区内的沉积盆地类型、充填序列和时空演化过程进行了分析、讨论.中-新元古代是华北周缘裂谷发育期.寒武纪-早、中奥陶世,华北广泛发生沉降并接受海侵,形成几乎广布全华北的碳酸盐岩台地.晚奥陶世-泥盆纪,华北整体抬升,遭受剥蚀,沉积缺失.石炭纪-二叠纪,华北陆块再次发生沉降并接受海侵,形成广阔的陆表海海陆交互相沉积,至晚二叠世华北陆块进入陆相盆地发展阶段.中生代,华北陆块陆内构造运动活跃,普遍形成与火山活动相伴的断陷盆地、坳陷盆地和拉分盆地.      

大别山北缘定远组双峰式火山岩-新元古代晚期裂解事件记录

为了了解大别山北缘构造属性,对定远组地层组成、形成时代及地球化学特征进行调查与研究.野外调查表明,定远组主要由一套变火山岩及云母片岩、云母石英片岩、浅粒岩、板岩等组成,其中变火山岩包括变玄武岩与变流纹质火山岩,并构成典型的双峰式火山岩建造;此外,还含有早古生代构造地层单位.运用LA-ICP-MS对酸性火山岩锆石进行U-...     

扬子陆块南北缘新元古代火山-沉积岩系研究现状与问题

罗迪尼亚超大陆形成与演化是新元古代全球地质演化的重要事件.作为罗迪尼亚超大陆的重要组成部分,扬子陆块及周缘青白口纪早期经历了俯冲碰撞增生过程,青白口纪晚期至震旦纪则处于大规模裂解阶段.本文梳理了扬子陆块北缘、中部、东南缘新元古代火山-沉积岩系在地层序列、地质时限、构造背景等方面存在的不同认识,尽管存在争议,跨越扬子陆块...     

北秦岭新元古代北北西向碰撞造山带存在的可能性及两侧陆块的汇聚与裂解

在北秦岭北西－北西西向显生宙造山带核部鉴别出与其斜交的北西向古构造带,可能为被改造了的北北西向新元古代造山的残迹。强烈的区域变形（959－889Ma)和变质特别是高压变质（996－750Ma)以及S→I→A型花岗岩演化（959－725Ma)揭示,该造山带可能经历了同碰撞、晚碰撞到碰撞后伸展的碰撞造山旋回。由此推测,在该区新元古代时期可能发生了陆块的汇聚与裂解;当时造山带的原始方位及两侧汇聚陆块的边界可能是北北西向,汇聚方向可能是北东东向。     

扬子陆块南部新元古代煌斑岩锆石U-Pb年龄及构造背景

鹤峰煌斑岩大地构造上位于江南造山带北缘、扬子陆块南部,是鄂西南地区唯一的岩体,本文采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及微量元素测试方法对其形成时代进行厘定,并利用锆石微量元素探讨其形成构造环境。结果表明：（1）岩体206Pb/238U加权平均年龄为839±5 Ma（MSWD=2.1,n=24）,形成时代为新元古代;（2）岩体锆石都具有较高稀土元素总量、重稀土元素（HREE）富集、轻稀土元素（LREE）亏损、强烈的Ce正异常和Eu负异常特征,与岩浆锆石的特征一致;在Y-U/Yb图中显示形成于靠近洋壳的陆壳锆石区域,在锆石微量元素构造环境判别图解中,大部分样品点落入火山弧环境区域,少量样品点落入板内环境区域。综合分析认为,鹤峰煌斑岩形成于晋宁期弧后盆地伸展环境,可能与华夏陆块向扬子陆块俯冲过程中发生俯冲板片的折断、拆沉引发深部地幔上涌的动力学机制有关。     

华北、华南、塔里木三大陆块中-新元古代岩浆岩的特征及其地质对比意义

我国三个主要的古老陆块（华北、华南和塔里木陆块）都发育中-新元古代岩浆岩。根据大量的同位素年代学资料,华北陆块中-新元古代岩浆事件可以分为7个阶段,其中1.78Ga和1.32Ga两期影响范围较大,可以构成大火成岩省。华北陆块中-新元古代的岩浆岩均形成于大陆地壳伸展的构造背景,意味着华北并未介入Rodinia超大陆的聚合过程。华南陆块中-新元古代岩浆事件可以分为8个阶段,从1.78Ga到1.5Ga的四期岩浆事件形成于大陆地壳伸展的构造背景,1.4Ga左右的一期岩浆-构造事件分布局限,可能形成于局部的构造拼合背景。1.0Ga左右的岩浆事件,在华南陆块的不同部位表现形式不同,意味着发生过不同地块的拼合。从0.95Ga到0.82Ga的岩浆事件主要分布在江南造山带和扬子地块北缘,这一阶段的岩浆事件导致扬子地块和华夏地块拼接成一体,形成华南陆块。之后从0.78Ga到0.72Ga的岩浆事件几乎遍布华南陆块,反映了陆块形成后的伸展过程。塔里木陆块中-新元古代的岩浆事件可以分为8个阶段,1.78Ga和1.5Ga的岩浆事件仅在局部有反映,它们形成于拉伸的构造背景。1.4Ga的岩浆事件在塔里木陆块的北缘和西南缘表现形式不同,北缘钙碱性岩浆岩形成于大陆弧构造背景,而西南缘A2型花岗岩则形成于拉伸的构造背景。0.96~0.88Ga期间,塔里木东南缘和北缘的花岗岩以I型和S型为特点,形成于活动大陆边缘,而在塔里木陆块的西南缘该时期则形成了塞拉加兹塔格群中双峰式火山岩,形成于陆内裂谷环境。0.88~0.82Ga期间,在北缘的库鲁克塔格地区形成了与俯冲增生相关的岩浆岩组合,而在东南缘则形成了与拉张构造环境有关的双峰式火山岩。塔里木陆块不同部位,不同阶段岩浆岩组合的差异意味着塔里木陆块原来并不是一个统一的陆块,很可能是在不同时期由不同块体拼合而成的。华北、华南和塔里木三个陆块中-新元古代岩浆岩的差异演化,揭示了它们各自形成陆块的过程和方式及相互关系。

     

塔里木西南缘新元古代辉绿岩及玄武岩的地球化学特征：新元古代超大陆（Rodinia）裂解的证据

塔里木西南缘(西昆仑北带)发育新元古代辉绿岩及玄武岩,辉绿岩侵入青白口系而被南华系超覆,玄武岩发育在南华系下部。初步的岩石地球化学研究表明,辉绿岩及玄武岩形成于大陆板内裂解背景,来自EMI型地幔源区。结合对本区格林威尔期造山事件的确定以及新元古代815Ma左右的A型片麻状花岗岩的发现,表明新元古代玄武岩喷发、辉绿岩岩墙侵入等是古塔里木板块作为Rodinia超大陆的一员在新元古代发生裂解的岩浆事件,我们推测超大陆裂解与地幔柱活动有关。     

西藏聂荣微陆块变质基底新元古代—侏罗纪构造–岩浆事件：来自LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年的启示

本文选择聂荣微陆块变质基底中正片麻岩进行了详细的年代学研究,通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb测年获得的年龄结果分别为502.8±1.2 Ma、532.7±3.4 Ma、833.2±2.8 Ma、734.8±3.3 Ma、495.3±1.7 Ma、496.6±2.0 Ma、495.1±1.2 Ma、803.8±2.8 Ma、811.7±2.8 Ma。综合上述片麻岩锆石U-Pb测年数据结果发现,聂荣微陆块变质基底中正片麻岩的锆石U-Pb年龄大致可以分为三组：830~730 Ma、580~470 Ma、185~160 Ma,说明聂荣微陆块变质基底从新元古代—侏罗纪经历了三期构造–岩浆事件,这三期构造事件分别发生于新元古代早期、新元古代晚期—早古生代、早—中侏罗世。综合前人研究结果,认为聂荣微陆块存在新元古代的基底,并经历了罗迪尼亚超大陆的裂解,于新元古代晚期—早古生代时期发生了泛非—早古生代构造事件,到了侏罗纪,受班公湖–怒江洋壳俯冲和大洋关闭的影响,变质基底发生了早—中侏罗世的岩浆作用和变质作用。

     

豫西南地区北秦岭地体新元古代花岗岩类岩石成因及其地质意义

北秦岭地体中新元古代花岗岩类岩石是秦岭造山带的重要组成部分,记录了造山带基底前寒武纪地壳形成和演化历史。本文报道方庄和德河花岗岩岩体的锆石U-Pb年龄和O同位素组成、全岩元素和Sr-Nd同位素地球化学组成,探讨其岩石成因和地壳演化意义。结果表明,方庄花岗质糜棱岩的锆石结晶年龄为933.4±9.2Ma,δ18O值8.3‰～11.9‰,初始87Sr/86Sr比值0.72455,初始εNd值-6.0,Nd模式年龄2.09Ga(tDM2);德河黑云斜长片麻岩的锆石结晶年龄为948.1±8.9Ma,初始87Sr/86Sr比值变化较大,初始εNd值-5.0,Nd模式年龄2.02Ga。结合已报道的新元古代花岗岩类岩体的年龄和地球化学数据,北秦岭地体新元古代岩浆作用可以划分为980～870Ma挤压碰撞作用和～844Ma伸展裂解作用两大阶段,包括～940Ma强烈变形S型同碰撞花岗岩、～880Ma弱-无变形后碰撞I型花岗岩和～844Ma板内A型碱性岩三类花岗岩体。地球化学组成显示,这些花岗岩类岩石可能源自不同时期形成的秦岭群基底杂岩的部分熔融,但在后碰撞阶段幔源物质或年轻地壳物质的加入明显增加。北秦岭地体中新元古代岩浆活动与Rodinia超大陆演化基本同时代,可能记录超大陆形成过程中的地壳响应。在新元古代之前,北秦岭地体或许具有不同于华北陆块和华南陆块的演化历史。     

秦岭造山带核部新元古代碰撞变形及其时代--强变形同碰撞花岗岩与弱变形脉体锆石SHRIMP年龄限定

已有的研究表明,主要形成于显生宙的秦岭造山带发生过新元古代碰撞造山作用,但确切的碰撞时间尚需研究。综合物质组成、S→I→A型花岗岩演化、强烈的变形改造、区域变质作用和地质演化等多方面的证据,进一步论证了秦岭造山带核部以牛角山岩体为代表的片麻状过铝质S型花岗岩体为同碰撞岩体;其中,牛角山岩体可能为同碰撞早期岩体。该岩体的15个锆石SHRIMP测年点给出2 0 6 Pb/ 2 38U加权平均年龄为95 5±13Ma。该年龄可代表陆壳下冲深埋、碰撞增厚的时间。在同一地点侵入于岩体中的弱变形花岗岩脉的锆石SHRIMP年龄为92 9±2 5 Ma,从而证明,该片麻状花岗岩体记录的同碰撞变形主要发生于95 5～92 9Ma。这为确定新元古代同碰撞造山作用及其时代提供了有利证据。该碰撞时间滞后于全球格林威尔碰撞造山的时间(130 0～10 0 0 Ma) ,与华南陆块汇聚时间大致相同。根据花岗岩演化特点推测,该事件可能是华北南缘或扬子地块北缘的一次小陆块汇聚增生。     

北秦岭新元古代花岗岩类成因与构造环境的地球化学研究

花岗岩类地球化学特征和区域地质事件的综合分析结果表明,蔡凹岩体和黄柏峪岩体形成于活动陆缘或古岛孤环境,与古秦岭洋板块向北秦岭俯冲消减作用有关,属于Ⅰ型花岗岩,源岩来自于地幔派生物质;而德河岩体的形成可能是在板块俯冲作用早期,活动陆缘受板块俯冲作用的动力学影响,陆壳物质剪切改造所诱发岩浆的产物,属S型花岗岩,其源岩为陆壳碎屑物质。多种证据证明,北秦岭至少自新元古代就开始运行板块构造运动体制。     

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。     

塔里木西北缘阿克苏地区大陆拉斑玄武岩对新元古代裂解事件的制约

塔里木西北缘新元古界苏盖特布拉克组不整合覆盖在前寒武纪阿克苏群蓝片岩及侵入其中的基性岩墙之上,苏盖特布拉克组底部发育两层玄武岩夹层,其形成时代和成因背景对认识塔里木板块前寒武纪构造演化及有关的超大陆循环和地球动力学过程具有重要意义。本文对这两层玄武岩进行了全岩地球化学和锆石U-Pb年代学研究。结果显示,玄武岩均属于大陆拉斑玄武岩系列,微量元素地球化学特性与典型的大陆溢流玄武岩非常相似,其岩浆来源于富集地幔,并遭受了一定程度的地壳混染作用。玄武岩中锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄分布在1945~755Ma,这些锆石均属于玄武岩浆上升过程中从地壳岩石捕获的继承锆石,记录了塔里木北缘元古代期间多期变质和岩浆事件。这一年龄范围表明,玄武岩形成的时代应晚于755Ma。本文的研究结果表明,阿克苏大陆拉斑玄武岩形成于板内裂谷环境,可能与新元古代Rodinia超大陆之下的地幔柱活动有关,是塔里木板块从Rodinia超大陆裂解出来的直接证据。     

大别山北淮阳带西段新元古代浅变质岩片的岩石组成及其大地构造意义

大量的野外地质调查、室内岩石薄片观察和锆石U Pb定年结果表明,大别山北淮阳带西段原“定远组”奥陶纪变质火山岩中新元古代浅变质岩片至少包含两类岩石,即750～720Ma的变质花岗岩和635 Ma的变质辉长岩。其中,变质花岗岩的形成时代与北淮阳带东段庐镇关杂岩的形成时代一致。这两类新元古代浅变质岩石都经过了强烈的构造变形和绿帘角闪岩相变质作用,以构造透镜体或岩片形式产于奥陶纪的变质火山岩带（原“定远组”）中,并且与华南陆块北缘湖北随州—枣阳一带发育的2期大规模新元古代中、晚期基性岩墙群和花岗岩的时代以及大别山超高压岩石的原岩时代一致。这些成果进一步证明,它们可能是印支期华南陆块发生俯冲的初始阶段陆壳内部最早被拆离、解耦的岩片,并在南、北陆块汇聚、碰撞及造山过程中被推覆到华北陆块南缘古生代浅变质岩系之上。