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...     

华南新元古代晚期地层层序与南华间冰期—冰后期大规模沉积成矿作用

文章综述了扬子陆块东南缘与华南裂谷系新元古代晚期地层划分研究取得的新进展.通过研究区域标志地层、沉积与沉积成矿事件并结合同位素测年资料,对争议较多的“板溪期”地层、南华系底界、南华冰期地层及武夷—云开一带元古宙构造、岩石、地层时代和层序进行了系统划分与对比,进一步厘清南华间冰期—冰后期大规模沉积成矿作用形成的铁、锰、磷、滑石及页岩气、黑色碳质页岩(石墨)等矿产成矿及生物大爆发事件链,探讨了区域地质构造、沉积与雪球事件等气候环境对沉积成矿规律的约束作用.     

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。     

扬子地区江口冰期地层的划分对比与南华系层型剖面

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,冰期记录出露广泛,研究程度较高,为国内外学者所关注。当前,国际上普遍认为新元古代主要有两次全球性大冰期,一般以澳大利亚的Sturtian和Marinoan冰期为代表,扬子地区的南沱冰期和江口冰期与之相对应。但是,围绕扬子地区冰期地层的划分对比一直存在较大争议。关于上冰期的对比,虽然曾出现过不同的意见,但随着南沱组年龄数据的获得看法已趋于一致。目前主要分歧来自对下冰期和间冰期的认识。我国目前通常使用的名称,如“长安冰期”、“富禄间冰期”和“古城冰期”等与国际上的认识有差异,对新建的“南华系”地层划分和对比产生了不同的理解。根据扬子地区地质工作的多年积累和研究的成果,以“江口群”取代原“江口组”,使之成为扬子地区代表下冰期沉积的统一地层单元,江口群涵盖了下冰期的长安组、富禄组及与之相关的地层单元;扬子地区的下冰期相应地称为“江口冰期”,与国际上的Sturtian冰期可以很好地对应,含义更完整。我国南方对应于Sturtian和Marinoan冰期的是江口冰期和南沱冰期。湘黔桂地区的新元古代冰期地层保存最完整连续,其中贵州黎平县的肇兴剖面可考虑作为新元古代冰期地层的候选层型剖面。     

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。     

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。     

扬子板块北缘新元古代盆地结构与马槽园群归属研究

扬子北缘的鄂西和渝东地区分布有2个关键的元古宇出露的大地构造单元,即西侧的神农架隆起与东侧的黄陵隆起。扬子板块北缘经历长期的沉积与变形改造,形成了现今的大巴山和川东冲断体系。本文利用沉积学与地球物理综合方法对该区元古宙深层盆地格架进行研究,通过对裂谷断裂边界与内部盆地结构的识别揭示出西侧的南充—竹山、东侧的忠县—宜昌裂谷带的展布形态,认为它们是新元古代罗迪尼亚超大陆裂解过程中发育的裂谷体系,神农架隆起和黄陵隆起则为分隔2个古裂谷带的同期侧翼差异隆升地块。同时通过激光原位U-Pb同位素定年技术对位于神农架南侧的年代长期有争议的马槽园群砾岩开展年代学与沉积学研究,利用其中的同沉积白云岩夹层和上覆层白云质角砾岩进行碳酸盐岩测年,获得(759.2±17.6) Ma和(566.8±13.8) Ma的年龄,证实了马槽园群为南华纪裂谷填充沉积,形成于忠县—宜昌裂谷西侧的斜坡沉积环境。由此建立了马槽园群沉积序列,结合裂谷带及隆起处的多条沉积剖面重建了扬子板块北部新元古代裂谷盆地沉积填充格架。     

扬子陆块东南缘南华纪地层对比

扬子陆块东南缘的南华纪地层剖面众多 ,依据我国南华系与国际上“成冰系”相对应的原则 ,选择了其中 5条具代表性的剖面进行对比研究后认为 :扬子东南陆缘的冰川事件序列为长安冰期、富禄 (莲沱 )间冰期、古城冰期、大塘坡间冰期、南沱冰期 ;鄂西一带缺失长安冰期沉积 ;长安组的底界可定为南华系的底界 ,南沱组 (或洪江组 )的顶界可定为南华系的顶界 ;上下统的分界在莲沱组 (或富禄组 )与古城组之间 ;以冰川事件为主线 ,结合同位素年龄值 ,探讨了组与组跨相区对比中存在的问题以及南华系的年限。     

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.      

华南西部新元古代中期沉积盆地性质及其动力学分析

在桂北,新元古代丹洲群出露在九万大山至越城岭一带,为一套角度不整合在中——新元古界四堡群变质岩系之上,整合于南华冰期沉积之下的浅变质/未变质沉积岩夹火山岩组合。本文通过对罗城黄金丹洲群剖面的沉积相及沉积序列研究表明:白竹组至合桐组为冲洪积相(移地滨岸相)、三角洲相、浅海陆棚相、碳酸盐缓坡(台地)、深水陆棚相(或欠补偿盆地相)等沉积组合,拱洞组为深水浊积岩、浅海陆棚相沉积组合,晚期为滨浅海相或三角洲相组合。综合剖面沉积相、沉积层序以及其中多幕式的火山—岩浆活动等沉积记录分析,作者认为与新元古代新生沉积盆地开启相伴的双模式的、同期的、一系列大火成岩省的形成,沉积盆地早期的海侵上超和饥饿沉积,晚期差异沉降和快速充填,以及与盆地演化阶段相伴的幕式火山岩浆活动等一系列事实与弧陆碰撞模式是相矛盾的,丹洲群及其相当层位地层应为裂谷盆地充填序列,其盆地演化的阶段性可能是地幔柱幕式活动的沉积响应。     

华南"南华系"研究新进展--论南华系地层划分与对比

华南新元古代裂谷系由一系列地堑、地垒式次级盆地组成,裂谷系地层位于震旦系与四堡造山不整合面之间,区域上侧向延伸不连续,呈"楔状地层"展布.大量新的U-Pb同位素年龄资料表明,"楔状地层"下部(包括板溪群或与之相当的高涧群、芙蓉溪群、丹洲群、下江群、登山群、厉口群等)的底界年龄均小于或接近820Ma.因此,在华南四堡造山不整合面之上缺失了与华北青白口系相当的绝大部分地层(1000～820 Ma),这一结论与目前中国华南地层划分方案不同.由于820 Ma代表了华南新元古代裂谷系沉积超覆的"起点"年龄,且这一重要沉积事件的时间又与国际地层委员会新元古界三分方案中成冰系的底界年龄接近,因此,建议将华南新元古代裂谷系沉积超覆地层与四堡造山带变质岩系之间的不整合面作为"南华系"的底界面.     

华南新元古代裂谷盆地演化——Rodinia超大陆解体的前奏

沉积学研究表明，华南新元古代沉积盆地具典型裂谷盆地沉积演化特征。代表裂谷盆地早期形成阶段的成因相组合有：冲洪积相组合、陆相（或海相）火山岩及火山碎屑岩相组合、滨浅海相沉积组合、淹没碳酸盐台地及欠补偿盆地黑色页岩相组合；而代表中、后期形成阶段的成因相组合有：滨岸边缘相至深海相组合，冰期冰积岩相组合、碳酸盐岩及碳硅质细碎岩相组合。华南裂谷盆地岩相古地理演化经历了5个重要的时期，整体上反映了一个由陆变海、由地堑－地垒相间盆地变广海盆地、由浅海变深海、盆地上小变大的演化过程。裂谷盆地的形成经历了裂谷基的形成、地幔柱作用与裂谷体的形成，被动沉降（下坳）与裂谷盖的形成三个阶段。华南裂谷盆地的形成演化与Rodinia超大陆在新元古代时期的裂解作用密切相关，它是超大陆解体过程的一个重要组成部分。     

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。     

扬子东南缘“南华纪”盆地演化——来自新元古代花岗岩的年龄约束

提要： 通过对湘西南地区主动侵位的岛弧型花岗闪长岩、二长花岗岩的锆石LA-ICP-MS与SHRIMP U-Pb同位素年代学研究,分别获得加权平均年龄为（835.6±6.7）Ma、（840±8）Ma,属新元古代。对岩体围岩钙质板岩夹灰岩建造的剖面研究和同位素年代学分析及区域对比,确认其属于新元古代“南华纪”板溪期沉积——高涧群,与下伏冷家溪群连续沉积,底界时限应大于835 Ma。指出高涧群及其相当层位分布区在沉积盆地演化过程中,可能没有经历由俯冲造山—伸展裂谷盆地的完整演化过程,盆地从板片俯冲形成岩浆弧的初期演化即已停止,形成所谓的残余盆地,并沿从江—溆浦—双峰—衡阳—萍乡一线形成陡坡边缘盆地古地理格架,与北西侧伸展形成的断阶式陆坡相接,接受来自北西侧的陆缘碎屑及其改造型重力流沉积,完成这一转换过程的时间点在830 Ma左右。     

吉辽徐淮地区新元古代形成时代及地层划分对比研究

吉辽徐淮地区新元古代地层划分对比目前没有统一的方案。许多研究者从Sr同位素、C同位素、地质事件、古地磁和古生物等方面对吉辽徐淮地区新元古代地层的形成时代和地层对比进行研究,并提出了各自的地层划分方案,该文探讨了寻找标志性的生物化石,采集更多Sr,C的同位素数据,开展区域性的地质调查,进行地层划分对比的重要性,同时指出这也是今后研究的重点方向。     

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。

     

豫西地区中,新元古代地层沉积物征及层序地层学研究

从沉积特征研究入手,确定各种沉积相,微相及沉积体系,将区内中,新元古界分为６种沉积体系,１３种沉积相和３８种微相,对副层序的主要类型及其特征进行了分析,结果合层序界面和最大海泛面的研究确定了沉积体系域和层序。在此基础上对华北地台南部中,新元古代相对海平面变化特征进行了探讨。     

华南新元古代裂谷盆地演化

沉积学研究表明,华南新元古代沉积盆地具典型裂谷盆地沉积演化特征.代表裂谷盆地早期形成阶段的成因相组合有冲洪积相组合、陆相(或海相)火山岩及火山碎屑岩相组合、滨浅海相沉积组合、淹没碳酸盐台地及欠补偿盆地黑色页岩相组合;而代表中、后期形成阶段的成因相组合有滨岸边缘相至深海相组合,冰期冰积岩相组合、碳酸盐岩及碳硅质细碎屑岩相组合.华南裂谷盆地岩相古地理演化经历了5个重要的时期,整体上反映了一个由陆变海、由地堑-地垒相间盆地变广海盆地、由浅海变深海、盆地由小变大的演化过程.裂谷盆地的形成经历了裂谷基的形成、地幔柱作用与裂谷体的形成、被动沉降(下拗)与裂谷盖的形成三个阶段.华南裂谷盆地的形成演化与Rodinia超大陆在新元古代时期的裂解作用密切相关,它是超大陆解体过程的一个重要组成部分.