Constraints on the onset age of the Sturtian glaciation from the Southeast Yangtze Block,South China

ABSTRACT

The Neoproterozoic glaciations represent a milestone in the Earth evolution due to their influence on atmosphere, biosphere and hydrosphere. Evidence for the Sturtian glaciation, the early stage of Cryogenian, has been recorded worldwide, but the precise timing and synchroneity of its counterpart, the Chang’an glaciation, in South China have been controversial. As such, new zircon U–Pb ages from the pre-Sturtian Gongdong Formation and the overlying the Chang’an Formation in southeastern Yangtze Block were reported. The youngest U–Pb zircon age from a tuff sample of the topmost Gongdong Formation was 716.8 ± 6.8 Ma, and that from a sandstone sample of the lower Chang’an Formation was 725.9 ± 4.4 Ma. The zircon weighted mean age of 716.8 ± 6.8 Ma was interpreted as the maximum depositional age of the termination of the Danzhou Group. This age, along with the ages reported from the bottom of the Danzhou Group, constrains deposition of the Danzhou Group to between ca. 820 Ma and ca. 715 Ma. The age of 716.8 ± 6.8 Ma from the top of the Gongdong Formation is consistent with the SIMS U-Pb age of 715.9 ± 2.8 Ma from the Sibao section, as well as ages from the Banxi Group, Liantuo Group, and Kaijianqiao Formation in the Yangtze Block, which further constrain the onset time of the Sturtian glaciation in South China at ca. 715 Ma. It is also, with uncertainties, consistent with ages from pre-Sturtian strata in Laurentia and Oman, which indicates a global synchroneity and extent for the Sturtian glaciation.     

论华财的板溪群及其有关的大地构造问题

研究认为板溪群为雪峰一武陵山区的一个岩石地层单位，由马底驿组和五强溪组组成，是一套正常的沉积地层而不是构造杂岩；华南不存在“华南阿尔卑斯”证据的飞来峰和构造窗；原带状大“板溪群”中含蛇绿岩外来岩块的变质岩系形成于前震旦纪。     

New zircon U-Pb ages of the pre-Sturtian rift successions from the western Yangtze Block,South China and their geological significance

ABSTRACT

The Neoproterozoic Kaijianqiao Formation is one of the most important pre-Sturtian rift successions in South China and there has long been a lack of reliable geochronological constraints for its minimum depositional age. In this study, new zircon U-Pb ages of volcaniclastic rocks from the topmost Kaijianqiao Formation are presented. The youngest SHRIMP and LA-ICP-MS zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted mean ages of the tuff sample are 715.0 ± 9.8 and 718.8 ± 9.4 Ma, respectively. The youngest LA-ICP-MS zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted mean age of the tuffaceous siltstone sample is 720.8 ± 7.4 Ma and represents the maximum depositional age of the topmost Kaijianqiao Formation. The results show that the minimum depositional age of the Kaijianqiao Formation in the western Yangtze Block should be ca. 715 Ma, consistent with other pre-Sturtian rift successions in South China, such as the Banxi Group, Chengjiang, and Liantuo formations. Together with the published zircon U-Pb ages, it is demonstrated that the Sturtian glaciation in South China (Jiangkou glaciation) most likely initiated around 715 Ma. In other Rodinia blocks, like Laurentia and Arabia, the Sturtian glaciation probably started between 712 and 717 Ma, thus our new results further support that the Sturtian glaciation was a rapid and globally synchronous event. Other ²⁰⁶Pb/²³⁸U zircon ages display five distinct peaks at ca. 751, 780, 799, 819, and 848 Ma, which corresponded to the tectonic-magmatic events related to the break-up of Rodinia.     

华南新元古代花岗岩的锆石U-Pb年龄及其构造意义

SHRIMP锆石U Pb年龄测定结果表明 ,云南峨山、江西九岭和安徽许村等 3个岩体的形成年龄分别为818± 10Ma、818± 10Ma和 82 9± 11Ma ,与广西北部的本洞、三防、元宝山、湖北的黄陵岩体以及的广西北部的基性岩墙的年龄完全一致 ,表明在 82 0～ 830Ma期间 ,扬子克拉通在广大区域内几乎同时发生了广泛的地壳重熔和幔源基性岩浆活动。虽然这些花岗岩的类型不同 ,但它们的形成时代相当一致 ,表明这些不同类型的花岗岩应形成于相同或相关的构造环境 ,很可能是地幔柱活动导致下地壳重熔的产物。     

桂北地区丹洲群锆石U-Pb年代学及对华南新元古代裂谷作用期次的启示

桂北地区丹洲群是南华裂谷盆地南段的一套连续裂谷充填沉积,厘定各组沉积时限及区域地层关系,对理解华南新元古代裂谷作用期次具有重要意义。本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得丹洲群合桐组二段和拱洞组底部凝灰岩夹层形成年龄分别为801±4 Ma和781±5 Ma。研究表明,丹洲群白竹组和合桐组一段与下江群甲路组和乌叶组、板溪群沧水铺组和马底驿组、西乡群孙家河组及陆良组一段相当,沉积时限为820~800 Ma;合桐组二段与下江群番召组相当,沉积时限为800~780 Ma;拱洞组可与下江群清水江组、平略组和隆里组,板溪群五强溪组中上部和牛牯坪组,西乡群大石沟组中上部和三郎铺组,陆良组二段及澄江组、开建桥组、莲沱组、虹赤村组和上墅组的中上部直接对比,沉积时限为780~725 Ma。华南新元古代裂谷盆地系统的典型地层锆石年龄存在5组高峰,峰值年龄分别为818±2 Ma、802±1 Ma、780±4 Ma、756±4 Ma及728±5 Ma。综合华南新元古代岩浆活动特征及盆地沉积演化过程,确定华南新元古代裂谷作用可分为两期:820~800 Ma和800~725 Ma。此外,华南新元古代岩浆活动与裂谷作用之间存在明显的耦合关系,但各期岩浆活动对各裂谷盆地的影响程度存在差异。     

华北克拉通西南缘汝阳群沉积时代及其地质意义：来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

汝阳群分布在华北克拉通西南缘,位于河南-陕西-山西交界地区,主要为一套未变质的碎屑岩及碳酸盐岩地层,不整合于熊耳群火山岩系之上,其上被洛峪群整合覆盖。长期以来,其地质时代一直存有较大的争议。本文通过对汝阳群下部白草坪组4个石英砂岩样品中的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分布范围为3 000～1 800 Ma,主要集中在2 600～2 400 Ma之间(约占67%),年龄主峰值为2 550～2 500 Ma,说明其沉积物质主要来源于新太古代末以及古元古代的地质体。其中,最年轻锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄值分别为1 817±22 Ma、1 838±23 Ma、1 924±17 Ma和1 829±28 Ma,说明汝阳群沉积时代不老于1 800 Ma,与其上覆洛峪群中近期获得1 611±8 Ma的年龄相吻合,因此其形成时代应为中元古代早期。     

南秦岭中生代东河群碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

南秦岭微陆块是秦岭造山带的重要构造单元,为了探讨南秦岭中生代断陷盆地的物质来源,本文选取凤太地区下白垩统东河群田家坝组复成分砾岩、周家湾组凝灰质砂岩为研究对象,对其中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得2组各40个有效年龄。结果明显可以分为5个年龄峰,范围分别是:2 595~2 771 Ma、1 215~1 916 Ma、749~1 142 Ma、424~576 Ma、218~306 Ma,分别对应Kenor、Columbia、Rodinia、Gondwana、Pangaea等5次超大陆事件。通过对测年数据进行分析,结合区域地质资料,认为北秦岭增生造山带和华北板块为南秦岭中生代盆地提供了大部分的物源,扬子板块次之,北祁连造山带和西秦岭北缘构造带也有一定的贡献。     

滇西保山地块南部公养河群研究新进展

保山地块是滇西特提斯多岛洋的重要组成部分,属滇-缅-马-泰微大陆的北端。出露的最老地层被称为公养河群,主要分布于保山地块南部酒房—旧城—大汪塘和镇安街—绕廊街—公养河—芒海—瑞丽2个片区,为一套厚度巨大的砂岩、长石石英砂岩-砂质板岩-泥质板岩组合,夹硅质岩、泥质硅质岩、薄层灰岩,具有典型的浊流沉积特征,部分地段有低级变质现象。公养河群中生物化石稀少,缺乏年代学依据,其时代被推测为震旦纪—中寒武世。近年来的1:25万、1:5万区域地质调查项目对公养河群进行了深入研究,在新发现的中酸性火山熔岩、凝灰岩夹层中获得了一批可靠的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(925.0±9.2~499.2±2.1Ma)。结合岩性组合、沉积环境的差异,建议将公养河群自下而上细分为青白口—南华系大汪塘组、震旦系—中寒武统公养河组、上寒武统—奥陶系蒲满哨组3个组级岩石地层单元。主要介绍大汪塘组的分布、岩性组合、沉积环境、时代依据。     

华北克拉通宣龙式铁矿锆石U-Pb年龄及其对矿床成因的制约

华北克拉通宣龙式铁矿是中国北方最重要的沉积型铁矿类型,形成于元古宙中期(1800~800Ma)。河北大岭堡地区鲕状赤铁矿石发育大量碎屑锆石,对这些碎屑锆石及庞家堡地区侵入串岭沟组的花岗岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析。鲕状赤铁矿石碎屑锆石获得了2组主要的峰值年龄,分别为1873Ma和2530Ma,记录了华北克拉通约1850Ma和约2500Ma两次构造热事件,结合前人研究,表明其与围岩具有基本一致的碎屑锆石源区,与北京十三陵地区串岭沟组源区略有差异,推测宣龙式铁矿可能为华北克拉通响应Columbia超大陆裂解的产物。花岗岩脉锆石U-Pb年龄为202.3±1.4Ma(n=27,MSWD=0.96),表明区内发育印支期岩浆侵入活动,暗示磁铁矿石可能并非前人认为的燕山期的产物,其成因还需要进一步深入研究。     

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.     

燕山地区团山子组层凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

燕辽地区长城群年代学工作一直是华北克拉通中元古代地质学研究的重点之一。由于团山子组与下伏串岭沟组界限年龄不明确, 且此前的年龄都是来自于其中的火山熔岩锆石的年龄, 亟待新的测年工作加以验证和完善。本文作者在北京市密云区、平谷区的团山子组下部发现了层凝灰岩, 并对其开展了系统的SHRIMP锆石U-Pb测年, 获得两个高精度年龄1634±9Ma和1637±8Ma, 进一步精确限定了该组的形成年代。结合前人研究, 燕辽地区团山子组的底界、也即下伏串岭沟组顶界年龄, 可进一步限定为1638Ma。由此可对燕辽地区长城群地层格架进行更准确的年代学厘定, 并进一步确认其整体处于持续拉张的裂谷-被动陆缘背景下的快速沉积特征、以及长城群团山子组-大红峪组与华北克拉通南缘汝阳群洛峪口组等相关沉积更为精确的对比关系。结合其他资料还可推断, 在团山子组-大红峪组及洛峪口组等形成时, 华北克拉通南北两侧都开始被碳酸盐岩浅海覆盖, 且最终还可能在其中部出现了南北联通的碳酸盐岩浅海通道。这显示出华北克拉通与早先所拼合克拉通之间已产生明显的拉张性疏离及新生海洋, 应标志着华北克拉通从哥伦比亚超大陆裂解的新阶段。

     

东昆仑西段阿确墩地区白沙河岩组锆石U-Pb年龄 ——对前寒武纪基底演化的约束

对东昆仑西段阿确墩地区金水口岩群白沙河岩组片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究.结果显示,片麻岩中锆石的年龄范围为2400～410 Ma,峰值范围为1650～1400 Ma,其中存在少量新元古代(1.0～0.9 Ga)和早古生代(410 Ma)的变质锆石,从而限定了原岩的最早沉积时代,为中元古代末期,指...     

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。     

五台地区高凡群形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年

五台地区高凡群对于华北克拉通早前寒武纪变质地层层序建立具有重要意义。本文对高凡群磨河组开展了地球化学和锆石年代学研究。变质沉积岩稀土总量为(132.78~231.84)×10^-6(样品W1927的稀土总量为1016.55×10^-6),轻重稀土分离弱((La/Yb)_N=4.5~12.5),具明显负铕异常(δEu=0.37~0.62),稀土模式与太古宙后泥砂质碎屑沉积岩十分类似。一个白云石英片岩样品(D004)的变质原岩中存在大量2.7 Ga、2.54~2.5 Ga、2.3 Ga和2.18 Ga碎屑锆石,最年轻锆石可能来自同时代火山岩。一个含黄铁矿白云片岩样品(W1927)的最年轻锆石年龄为2194 Ma,被认为代表了岩石形成时代。结合前人研究,可把高凡群形成时代限定在<2176 Ma和2350 Ma之间,碎屑物质主要来自恒山、五台、阜平、云中山、吕梁地区新太古代—古元古代变质基底或更远的地区。     

南秦岭武当群锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

武当群是南秦岭基底岩系的重要组成部分,对其时代及构造性质的研究,对认识南秦岭早期地质演化历史及其与扬子板块新元古代的相互关系具有重要的意义。目前,武当群的时代归属、划分对比还存在较大争议。本文对采自南秦岭西峡-内乡和陨西地区武当群4件变质酸性火山岩及1件侵入武当群的花岗斑岩样品进行了锆石SHRIMP U-Pb同位素定年,其中采自西峡-内乡接近武当群底部的1件火山岩样品的年龄为802±13 Ma,这一年龄可代表武当群底部地层的时代;采自该群中上部的3件火山岩样品,年龄分别为725±9 Ma、732±6 Ma和725±7Ma; 1件侵入武当群的花岗斑岩样品的年龄为703±5 Ma。根据上述结果,结合前人对武当群的研究资料,确定武当群的形成时代为810～720 Ma,相当于扬子地台板溪群;介于武当群与震旦系之间的耀岭河群可与南华系对比。     

华北串岭沟组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地层学意义

华北克拉通燕辽地区是中国中新元古代沉积地层的标准剖面区。蓟县群和青白口群已经取得了很多重要的高精度定年数据,但是长城群除了顶部大红峪组有了高精度定年以外,其他组还缺乏可靠的高精度定年数据。为了准确标定华北克拉通中元古界长城群串岭沟组的年龄,对采自河北宽城地区神仙岭剖面串岭沟组顶部火山岩凝灰岩锆石进行了SHRIMP U-Pb定年。结果表明所测锆石207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为(1 634.8±6.9) Ma(95% 置信度,MSWD=1.2,n=23)。可见长城群串岭沟组顶部的准确年龄为(1 634.8±6.9) Ma,表明长城群串岭沟组到大红峪组整体上属于中元古代地层。     

华北克拉通南缘安沟群的SHRIMP年龄及地层对比

华北克拉通南缘安沟群的时代及地层划分对比一直存有争议.侵吞安沟群的许台花岗岩原划为古元古代,本文通过SHRIMP测试,获得其精确的形成年龄为2503±11Ma.安沟群石梯沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Ph年龄为2521±11Ma,安沟群寨沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Ph年龄为2517±12Ma,表明安沟群形成于新太古代,与登封群和五台群的形成时代基本一致.安沟群地层的原岩组合为基性火山岩-中酸性火山岩、泥质.碎屑沉积岩和少量碳酸盐岩,总体上与登封群和五台群的原岩组合类似.     

长江三峡地区埃迪卡拉(震旦)系锆石U-Pb新年龄对庙河生物群和马雷诺冰期时限的限定

首次报道应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMPⅡ)定年方法,对采自三峡地区黄陵背斜西翼湖北省秭归县九曲脑剖面震旦系灯影组与陡山沱组界线和陡山沱组底部的凝灰岩锆石进行的U-Pb定年研究.分析结果,灯影组与陡山沱组界线的凝灰岩锆石测点形成2组,较年轻的一组由16个测点组成,舍去偏离较大的1个点,给出的206Pb/238U比值年龄加权平均值为549.9Ma±6.1 Ma(MSWD=1.48),代表该层位的实际年龄并限定了庙河生物群的最小年龄.采自陡山沱组底部的另一样品测点同样分为2组一组由3个点组成,给出784Ma±15Ma(MSWD=0.05)的继承年龄值;另一组由15个测点组成,给出206Pb/238U比值年龄加权平均值为628.3Ma±5.8Ma(MSWD=0.86).这一定年结果是目前中国震旦(埃迪卡拉)系陡山沱组底部首次获得的SHRIMp锆石U-Pb年龄.采样点紧邻作为震旦系底界的"盖帽碳酸盐岩"之上,基本可以限定震旦系的底界年龄.该结果与国际地层委员会2004年发布的<国际地层表>中埃迪卡拉系(Ediacaran)的底界年龄630Ma非常接近,表明中国修订后的震旦系/南华系界线年龄应为630Ma左右.     

南祁连化隆岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

侵入于化隆岩群中的基性-超基性岩中因产有拉水峡、裕龙沟小型铜镍矿床和一大批铜镍矿点,而备受关注。其化隆岩群形成时代的确定直接影响着祁连山地区铜镍矿找矿方向和找矿工作布署。近年来,随着同位素年代测试技术的不断发展,高精度数据出现,对化隆岩群形成时代的认识逐步明朗化。通过高精度的LA-ICP-MS锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得青海省化隆县拉水峡铜镍矿区含矿基性-超基性岩体围岩化隆岩群黑云斜长片麻岩的形成时代为(910±7)Ma,代表着化隆岩群形成时代的下限,结合前人研究成果,进一步确定化隆岩群的形成时代为新元古代。并认为该区有与金川铜镍矿相似的成矿地质背景,含矿基性-超基性岩均为Rodinia超大陆裂解的产物,具有良好的找矿前景。