扬子板块西北缘碧口微地块南华系碎屑锆石U-Pb年龄及其物源示踪

扬子板块西北缘碧口微地块红岩沟地区碧口群火山岩系之上发育有南华—震旦纪沉积盖层,但南华系的沉积时代尚缺乏依据,其物源及构造背景也仍无定论。本文采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,对南华系上部含砾岩系中的长石砂岩进行了碎屑锆石测年研究,结果表明碎屑锆石的年龄可以分为两组：（1）新元古代晚期年龄组（750~800Ma）,峰值年龄为795Ma;（2）新元古代早中期年龄组（820~920Ma）,该组有明显峰值,峰值年龄为850Ma。碎屑锆石最小年龄组平均年龄为750Ma,即南华系上部含砾岩系沉积时代不老于750Ma,结合地层序列中的层位关系,认为该地层的沉积时代可能为晚南华世。综合研究认为,南华系上部含砾岩系物源具多源性,主要来自扬子板块西北缘碧口微地块内部和南侧后龙门山构造带、汉南-米仓山微地块的新元古代中酸性岩浆岩,北侧勉略构造带出露的岩浆岩可能也为该地层提供了少量的物源,其沉积事件对应于新元古代中晚期（~810Ma）碧口微地块及扬子板块西北缘后碰撞-裂解阶段。     

贵州南华纪—震旦纪沉积大地构造及其对沉积矿产的控制作用

新元古代早期(820 720 Ma),华南由扬子地块、华夏地块和江南造山带3个构造单元组成。新元古代晚期,南华纪-震旦纪(720 541 Ma)沿新元古代早期的江南造山带发育一裂谷盆地-南华裂谷,贵州东部是南华裂谷的重要组成部分。传统认为黔东地区该裂谷盆地为北北东向,越来越多的证据证明该裂谷盆地为北东东向。黔东地区南华纪裂谷盆地具有典型的地堑、地垒结构,并控制着"大塘坡式"锰矿的分布。震旦纪之后,裂谷盆地处于沉降阶段,沉降中心向南迁移到凯里-玉屏一线。震旦纪时期,扬子地块和南华裂谷存在明显的滨浅海磷矿-碳酸盐岩和深水泥质岩-硅质岩的沉积分异。扬子地块和南华裂谷控制着扬子地块震旦系陡山沱组磷矿和南华裂谷老堡组重晶石等沉积矿产的分布。富磷矿位于松桃-贵阳同沉积断裂以北的扬子地块南缘,重晶石矿发育于裂谷盆地强烈沉降区的天柱-岑巩一带。     

华夏地块新元古代沉积记录与超大陆重建

新元古代-早古生代,Rodinia超大陆裂解至Gondwana大陆聚合的过程对华南构造格局与古地理演化具有重要的制约作用,然而在这过程中华夏地块的位置、华夏与扬子之间的关系等问题仍存在争议。本文通过同位素地层年代学、新元古代冰期事件及成矿事件对比了华夏地块武夷南部-南岭地区及华夏西缘新元古代中-晚期地层。在此基础上,对新元古代沉积物进行碎屑锆石物源分析,发现华夏西缘拉伸纪晚期-埃迪卡拉纪曾出现多次物源方向的转换,并在成冰纪晚期同时出现来自华南内部和外部的双向物源。结合浅海陆棚的沉积环境,表明此时扬子与华夏之间并没有宽阔的大洋相隔。华夏地块拉伸纪晚期-埃迪卡拉纪碎屑岩中包含了大量中元古代至新元古代早期的碎屑锆石,与东冈瓦纳北部印度、东南极等地区的沉积记录吻合,指示华夏地块至少自750 Ma时期就接收到来自印度北缘的碎屑物质。在Rodinia超大陆裂解至Gondwana大陆聚合期间,华南一直保持在超大陆边缘的古地理位置,与印度北缘相连。

     

扬子地块东南缘大地构造演化及其油气地质意义

华南扬子地块东南缘成冰纪至早古生代可划分为3个大地构造演化阶段：南华裂谷阶段(820~635 Ma),在扬子地块东南缘的主裂谷系中,沉积了一套冲洪积相碎屑岩、陆相火山岩、深水重力流及冰碛岩等火山-碎屑岩组合;被动大陆边缘演化阶段(Nh—Camb,635～488Ma),扬子地块东南缘发育了一套最大厚度超过3000m的以碳酸盐岩沉积为主的超层序;前陆盆地演化与造山阶段(O—S, 488～420Ma),发育了另一个套超层序,下部以碳酸盐岩沉积为主,上部以陆相碎屑岩为主。在盆地演化过程中,扬子地块东南缘不仅沉积了3套重要烃源岩：陡山沱组富有机质的泥质碳酸盐岩和黑色页岩、牛蹄塘组黑色页岩、五峰组—龙马溪组黑色岩系,也发育了各种优质的储集层。而位于雪峰山西侧褶皱带之内的湘、鄂、黔、渝及川相邻区,油气地质条件优越,是下古生界油气(含页岩气)勘探的有利地区。     

扬子西北缘碧口微地块南华系碎屑锆石物源示踪及其地质意义

扬子板块西北缘碧口微地块华严寺地区碧口群之上发育一套含砾沉积地层,其确切沉积时限对研究该区域的沉积—构造演化具有重要意义。本文对该套地层中的2件砂岩样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析,结果显示,锆石晶型较好,无色透明,磨圆度较差,具典型岩浆生长振荡环带和韵律结构,Th/U比值为0.28~3.6,锆石U-Pb年龄介于706~2489 Ma之间。存在3个主要的年龄组：新元古代年龄组（706~951 Ma）,占92.9%,显著峰值为850 Ma和843 Ma;中元古代年龄组（1017~1080 Ma）,占2.6%;古元古代年龄组（1628~2489 Ma）,占4.5%。最小年龄组为706~715 Ma（峰值为711 Ma）,结合区域地质和研究资料,华严寺地区沉积地层时代应属于南华纪,沉积时限约为720~635 Ma,物源区主要包括扬子板块西北缘碧口微地块以及南东侧的后龙门山构造带和汉南—米仓山微地块。新元古代晚期碧口微地块及扬子板块西北缘后碰撞—裂解阶段,华严寺地区南华纪沉积为碧口微地块及邻区新元古代岩浆岩在边缘裂谷环境中快速堆积形成。

     

赣中南华纪晚世源里组的重新厘定

在赣中地区开展的1:5万区调工作中,于南华纪早世古家组之上新发现一套变沉凝灰岩、变余砂岩、千枚岩夹灰岩组合,其层位与南华纪晚世下坊组相当,但岩性组合差异很大,两者属同时异相的沉积产物.早期工作中由于认识上的原因,将这套岩性组合及其下伏古家组含砾岩石组合统称源里组.新厘定的源里组是将原定义的源里组下部含砾的岩石组合划归古家组,其上部不含砾的这套岩石组合才归属于重新厘定的源里组.鉴于新厘定的源里组分布于扬子板块与华南板块对接带的南缘,代表古家组冰碛岩之上沉积的一套斜坡相浊积岩,与下坊组盆地相复理石建造明显不同,其空间展布及其边界对确定两大板块的分界线具有重要的大地构造意义,故本文作者将该套岩性组合重新厘定为源里组,时代归属于南华纪晚世.     

黔南晚古生代早期碎屑锆石记录及物源转换响应

贵州黔南独山地区处扬子陆块东南缘,出露较完整的下古生界地层,对该区开展碎屑锆石U-Pb年龄谱研究可为晚古生代之前扬子地块与华夏地块结合带构造属性的进一步确定和对华南大地构造演化的深入研究提供新依据。本文对该区下泥盆统丹林组5件石英砂岩分析了375颗碎屑锆石:锆石阴极发光具有典型的振荡环带、不规则分带,Th/U比值多大于01,强Ce正异常、弱Eu负异常特征;346组谐和年龄显示来自多个源区,5组主要年龄峰值2 456 Ma、1 366 Ma、970 Ma、536 Ma、402 Ma,以970 Ma为最突出峰值。研究认为古生代锆石源于桂北-湘西内陆加里东期花岗岩、新元古代锆石主要来自江南造山带内新元古代四堡群、丹州群的火成岩;中元古代-太古宙锆石可能从华夏板块内部搬运到扬子板块。进一步论证了古生代华夏板块和扬子板块之间不存在沉积阻隔区,是一个整体板块;丹林组沉积于华南地块内的一个克拉通盆地。     

浙西北地区寒武系物源分析及古地理意义:来自沉积学及碎屑锆石年代学的证据

浙西北地区寒武系沉积环境及物源分析是重建扬子板块东南缘古地理格局的关键,进而可以为华南大地构造演化提供证据.本文根据沉积相时空展布、斜层理与同沉积褶皱恢复的物源方向以及碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb测年,综合探讨寒武系的陆源碎屑物源方向以及物源区.浙西北地区寒武纪地层主要由碳硅质岩、硅质页岩、砾屑灰岩、砂屑灰岩、泥灰岩、泥岩等组成.沉积序列、沉积相标志研究表明,寒武系沉积构造以泄水构造、滑塌褶曲、流动构造、层间滑动、同沉积褶皱和断层等为特征,发育大量滑塌沉积及碳酸盐岩浊积岩,整体为深水盆地及斜坡环境.沉积相时空展布及古流向研究表明,水体向北西方向加深,寒武系陆源碎屑物质主要来源于南东方向,非前人通过古生物地层判断的盆地基底北西高南东低.碎屑锆石年代学研究表明,物源集中于574 Ma、747 Ma、1768 Ma以及2131 Ma,与邻区碎屑锆石年龄图谱对比分析表明,江山-绍兴断裂带及浙江中部地区为主要物源区,陆缘碎屑物质主要来自于陈蔡群、双溪坞群、河上镇群及八都群.寒武纪时期,斜坡盆地沉积基底向北西倾斜,位于盆地西北部的章里地区为沉积中心,华夏地块露出水面为剥蚀区.     

鄂东南新元古界冷家溪群大药菇组地质特征及区域对比

鄂东南位于江南造山带中部区段,是扬子地块与华夏地块结合带,自东向西从明确到争议的过渡区域,区内新元古界冷家溪群顶部普遍发育一套含砾层位——大药菇组。调查发现,通山小洞剖面是研究冷家溪群顶部层位的理想剖面,剖面中大药菇组可分为上下两个岩性段:下段以含砾层为主,结合药菇山剖面可将大药菇组砾岩分为五种类型;上段以粉砂质板岩为主。碎屑锆石研究表明大药菇组至少形成于~826 Ma之后,甚至有可能略晚于820 Ma,与武陵运动的年龄范围十分接近,说明大药菇组沉积时限短,为近源快速堆积的产物,结合沉积特征的研究,认为大药菇组下段的砾岩以斜坡碎屑流沉积为主,而非前人认为的浊积物。相对而言,小洞剖面的大药菇组沉积于斜坡之上,碎屑流沉积占主导地位;药菇山剖面的大药菇组沉积更靠近坡底,浊流沉积比重略有增加。     

华南地区早古生代沉积演化与油气地质条件

从构造角度上,现今的华南地区可以分为扬子地块和华夏地块,从成冰纪(南华纪)开始,由于受基底性质和构造活动等因素的影响,华南地区的沉积演化出现了分异,在扬子地块和华夏地块具有不同的沉积环境和沉积充填序列。总体上讲,扬子地块主体属于克拉通盆地,其多数时期为陆表海和局限浅海环境,构建了稳定的碳酸盐台地沉积和广泛分布的黑页岩沉积;而华夏地块处于构造活动环境,早期火山活动强烈,属于裂陷盆地,未形成统一的碳酸盐台地沉积,以陆源碎屑沉积充填为主体。两者不同的沉积环境和沉积序列决定了两个地区油气基本地质条件的差异:扬子地块具有丰富的烃源岩、良好的储集层以及封盖层的先天条件,而华夏地块没有较好的生油层和储集层。因此,在针对以早古生代地层为目的层的油气勘探工作部署时,应优先集中在扬子地块区。     

南秦岭勉略构造带略阳三岔子地区金家河千枚岩沉积物源分析：碎屑锆石U-Pb年代学证据

南秦岭勉略构造带略阳三岔子地区发育一套灰灰黑色含碳绢云石英千枚岩和灰白色绢云石英千枚岩夹灰黑色含砾绢云千枚岩、白云质灰岩、硅质岩以及碳硅质板岩的岩石组合。为探讨其形成时代及沉积物源,笔者对其中的含砾绢云白云质石英千枚岩、绢云白云质石英千枚岩进行岩石学及LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学研究。所获得的碎屑锆石年龄可以分为3组:新元古代年龄组(678～966Ma),该段有明显峰值,峰值年龄分别为781Ma、865Ma;中元古代年龄组(1 122～1 432Ma);古元古代-太古代年龄组(1 944～2 824Ma)。2件变质碎屑岩的碎屑锆石最小年龄组分别为678～736Ma(平均年龄为725Ma)、771～775Ma(平均年龄为773Ma)。综合研究认为该沉积地层沉积时代不早于南华纪,其沉积物源主要为勉略构造带内、碧口微地块、扬子地块西北缘汉南米仓山杂岩新元古代岩浆岩,其沉积事件对应于新元古带中晚期(800 Ma～)勉略构造带及扬子地块西北缘后碰撞裂解阶段。     

中扬子地区南华纪早期碎屑锆石U Pb年龄及其对物源特征和古地理格局的约束

南华纪早期中扬子地区以鄂中古陆为主体,在其周缘发育以莲沱组为代表、以河流相为主的沉积。本文通过对湖北通山、长阳以及湖南杨家坪3个地区代表性剖面的莲沱组及相应层位碎屑锆石年龄谱的研究,结合研究区已发表的相关成果,对中扬子地区不同地理位置南华纪早期物源特征及其对古地理格局的约束进行探讨。根据研究区碎屑锆石年龄谱~810Ma、~860Ma、~2000Ma及~2500Ma的年龄峰值,认为其物源为典型的亲扬子型,主要物源区为鄂中古陆的隆起剥蚀区;3000Ma的崆岭杂岩物源只分布于宜昌莲沱、长阳以及随州大洪山地区,在该线南东方向应存在一个地势较低的区域。     

音频大地电磁测深在湘西“大塘坡式”锰矿勘查区应用研究

湘西磨石锰矿勘查区位于湘黔桂三省交界处,属于扬子地台东南缘,区内赋矿地层南华系大塘坡组与黔东松桃特大型锰矿赋矿层位属同一地层。但本文区内沉积锰矿层具有总体连续,局部断续的特点,而且后期构造变形复杂,因此确定深部矿体走向具有很大难度。赋矿地层大塘坡组岩性为黑色含锰炭质板岩,下伏地层南华系富禄组为中细粒石英砂岩,上覆地层南华系洪江组为含砾砂质板岩,含矿地层与围岩电阻率物性差异显著。本文在磨石矿区开展音频大地地磁测深,大致查明了地层走向与构造特征,为下一步勘查工作提供了重要依据。     

对湖北大洪山地区一套紫红色砂-砾岩系沉积年代的再认识——碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

湖北大洪山地区花山群六房咀组之上不整合覆盖了一套紫红色砂-砾岩。这套岩石的沉积时代存在争议,一种观点认为是南华纪早期;另一种观点认为是晚侏罗世。利用LA-ICP-MS分析技术,对这套碎屑沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb测年,获得有效年龄数据125组,年龄值变化范围较大(3223~771Ma),主要集中于新太古代末—古元古代早期(约2500Ma)、古元古代(约2000Ma)和新元古代(约800Ma)3个时间段。对比鄂东南地区和三峡地区莲沱组岩石学特征和碎屑锆石年龄分布特征,认为其具有相似的物源,这套岩系沉积时代应该为南华纪早期而非晚侏罗世。综合分析扬子地块的前寒武纪年龄,认为扬子地块可能存在大量未岀露的新太古代末—古元古代早期(约2500Ma)基底,约2500Ma的岩石应该是扬子地块深部基底的重要组成部分。扬子地块存在广泛的古元古代(约2000Ma)岩浆活动,这期岩浆活动可能是Columbia超大陆聚合在扬子地块的响应。新元古代(约800Ma)扬子地块北缘存在Rodinia超大陆裂解同期裂谷,裂谷内基性岩可能为大洪山地区南华纪地层中基性岩砾石的物源。     

湘西花垣排碧寒武系混积岩的沉积地球化学特征及陆源碎屑的物源属性

花垣排碧剖面位于扬子板块东南边缘,发育特殊的寒武系第三统陆源碎屑-碳酸盐混积岩。文章以沉积地球化学分析为主要手段,并结合混积岩种类、成因及沉积环境分析,探讨了碎屑物源属性及其构造意义。分析结果显示,混积岩碳酸盐组分和陆源碎屑组分混合沉积,相对比值从1∶1~1∶9.8;含有较高的Si O2与Ca O,La、Th、Zr及Sc等元素及其之间的比值主要受控于陆源碎屑且相对稳定。元素特征指示第三统混积岩的碎屑物质主要来自于大陆岛弧源区,具体为长英质-铁镁质混合源区以及靠近安山质岛弧源区。结合区域构造背景,认为排碧剖面寒武系第三统混积岩的陆源碎屑来自新元古代扬子与华夏俯冲碰撞中形成的大陆岛弧。据此推测,寒武纪第三世,扬子碳酸盐岩台地的东南缘已受到"华夏地块"及华夏-扬子古老结合带的影响,其间并无"华南残留洋盆"相隔。     

扬子地块西北缘后龙门山南华纪—早古生代沉积地层特征及其形成环境

通过对扬子地块西北缘后龙门山构造带南华纪—早古生代沉积地层的分析研究,综合运用岩石学、沉积特征分析的手段,结合与前龙门山构造带、碧口地块、米仓山构造带和汉南地块的沉积特征对比,探讨后龙门山构造带南华纪—早古生代的沉积环境,查明其形成环境。结果表明：在南华纪—早古生代后龙门山构造带沉积环境可分为南华纪—震旦纪裂解-稳定沉积和早古生代伸展裂陷沉积两个阶段,其中在早古生代伸展裂陷阶段后龙门山构造带经历了裂解→抬升→局部裂解→抬升→裂解的反复过程,最终形成了志留系茂县群裂陷槽沉积,主要沉积了一套代表伸展裂陷环境的沉积岩系,并有少量的陆内火山岩系。研究结果进一步证实,龙门山构造带在南华纪—早古生代总体是一个陆内裂谷带,不发育与古缝合线相关的构造混杂岩和蛇绿混杂岩带,是在陆内裂谷的基础上于印支期—燕山期形成的陆内造山带。     

江南造山带皖南地区历口群沉积相、物源和时代研究

江南造山带东段皖南地区的历口群,通常被认为是Rodinia超大陆形成后的早期裂谷沉积,记录了扬子板块东南缘东段晋宁造山作用后皖南地区新元古代盆地演化。但迄今为止皖南新元古代地层同位素年代学数据仍比较欠缺,且对历口群缺乏典型剖面的沉积学研究,沉积物物源仍不清楚,制约了对扬子地块东南缘东段新元古代盆地演化的全面认识。因此,本文选取出露于江南造山带东段的镇头组和邓家组典型剖面,运用沉积学、地层学和锆石U-Pb年代学方法,系统分析历口群沉积相及其物源特征,认为历口群形成时代在820～760 Ma之间,镇头组形成于近岸水下扇环境,主要物源为双桥山群浅变质岩和与双桥山群岛弧岩浆活动有关的地区,邓家组形成于滨岸环境,主要物源来自于扬子板块内部,部分与南华系裂谷火山岩和双桥山群岛弧岩浆活动有关。本研究对新元古代江南次级盆地演化时限提供制约,为扬子地块东南缘新元古代年代地层格架的建立和盆地的重建提供重要依据。     

湘黔渝毗邻区南华纪岩相古地理及沉积盆地演化

湘黔渝毗邻区大地构造位置位于扬子陆块东南缘,发育有完整的南华纪沉积记录,同时也是我国南华纪“大塘坡式”沉积型锰矿的重要富集区。通过对区内南华系剖面的详细调查与研究,结合室内综合分析,应用“优势相”成图方法编制了南华纪早世、中世、晚世岩相古地理图件。研究表明:受Rodinia超大陆全球性裂解作用影响,南华纪时期扬子陆块东南缘发生广泛的裂解作用,形成武陵次级裂谷盆地和雪峰次级裂谷盆地,构成“堑-垒”式古地理格局,南华系是在这一背景下形成的“楔状”沉积体;划分出大陆相组、过渡相组和海相组三大沉积相组,识别出河流相、湖泊相、三角洲相、海岸相以及浅海陆棚相等沉积相及若干沉积亚相等。系列图件的编制恢复了南华纪时期的沉积盆地演化与古地理变迁,建立了沉积盆地演化模式,为区域上沉积型锰矿的预测与寻找提供了一定的沉积学依据。     

鄂东南地区南华系沉积特征与接触关系:扬子陆块内部与东南缘盆地对比的良好借鉴北大核心CSCD

鄂东南处于扬子地层区下扬子地层分区与江南地层分区交界处,南华系发育齐全,莲沱组由砾岩、砂岩、凝灰岩组成,岩性组合与扬子陆块内部可以很好的进行对比,而其与下伏地层假整合接触,与东南缘盆地相同;鄂东南的古城组、大塘坡组、南沱组表现出兼具扬子陆块内部及东南缘盆地的沉积特征;在接触关系上,各组间为整合接触,与东南缘盆地沉积特征相同。扬子陆块内部与东南缘盆地南华系对比仍存在分歧,鄂东南处于扬子陆块内部与东南缘盆地的过渡地带,为不同相区南华系对比建立了很好的桥梁。通过进一步工作,有望确定莲沱组、古城组等关键层位的对比等问题。     

鄂东南地区南华系沉积特征与接触关系:扬子陆块内部与东南缘盆地对比的良好借鉴

鄂东南处于扬子地层区下扬子地层分区与江南地层分区交界处,南华系发育齐全,莲沱组由砾岩、砂岩、凝灰岩组成,岩性组合与扬子陆块内部可以很好的进行对比,而其与下伏地层假整合接触,与东南缘盆地相同;鄂东南的古城组、大塘坡组、南沱组表现出兼具扬子陆块内部及东南缘盆地的沉积特征;在接触关系上,各组间为整合接触,与东南缘盆地沉积特征相同。扬子陆块内部与东南缘盆地南华系对比仍存在分歧,鄂东南处于扬子陆块内部与东南缘盆地的过渡地带,为不同相区南华系对比建立了很好的桥梁。通过进一步工作,有望确定莲沱组、古城组等关键层位的对比等问题。