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,现已发展成地学研究热点之一。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。中元古代末一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、华南古陆都有它的地质记录。晋宁事件应是中元古代晚期-新元古代早期,北秦岭地块与中秦岭地块俯冲一碰撞造山作用和新元古代时期Rodinia超大陆形成的主要地质事件;华南的武陵运动,使华夏古陆与扬子地块发生碰撞形成统一的“华南古陆”。在塔里木古陆与哈萨克斯坦一伊犁古陆之间的那拉提南缘碰撞带,甘肃北山南带柳园及青海柴达木盆地北部边缘的榴辉岩一花岗岩带的发现都是最新的研究成果。     

试论华夏古陆——晚前寒武纪活动证据

通过对前寒武纪建造，构造的综合研究认为，华南存在早一中元古代结晶基底，中元古代晚期江南古陆南缘是华夏古陆的活动陆缘，武陵运动是华南一次最重要的造山运动，华夏古陆与扬子地块沿江南古陆南缘发生磁撞，形成了统一的“华南古大陆”。由于区域地质条件不同，各地晚元古代构造演化有明显的差异，但华南加里东期存在的统一褶皱基底。     

滨阿穆尔地区西部的地质演化

<正> 阿穆尔壳块常称布列亚地块。它包括中国的黑龙江省、苏联的阿穆尔州和哈巴罗夫斯克边疆区的一部分。在地质文献中对它有不同的解释(古生代褶皱带的边缘、古生代褶皱系内部的中间地块、地洼区、后海西地台)。阿穆尔壳块内保存着残留体(微大陆)和卡累利阿期大陆型壳(太古代和早元古代变质岩、早元古代磨拉斯、陆相火山岩和花岗岩)。     

华夏古陆及相关问题——中国南部前泥盆纪大地构造

数十年的地质填图和反复的专题研究已经充分证明:1中国东南部角度不整合于泥盆纪沉积之下的变质岩系含笔石、三叶虫和腕足类化石,时代是新元古代-早古生代,武夷-云开带的高级变质岩系,陈蔡、迪口等杂岩原岩主要为新元古界,变质年龄为460~440Ma,它们并不是前震旦纪的变质岩系,而是加里东造山作用的产物,所以华南不是前震旦纪的华夏古陆或华夏地块,而是一加里东造山带;武夷-云开带是华南造山带构造-岩浆作用最强烈的地带,那里的高级变质岩系曾深埋地壳深部,是造山带根部的岩石。2中国南部,泥盆纪前可分为南海地台(或印支-南海地台)、华南造山带和扬子准地台三个构造单元。华南造山带新元古代发育火山岩和火山碎屑岩,早古生代主要为陆源碎屑沉积,至今尚未发现可靠的代表洋壳残片的早古生代蛇绿岩套;广泛分布的花岗岩Nd模式年龄和继承锆石年龄为太古代-元古代,说明华南造山带是奠基于古老大陆地壳之上的造山带;岩相古地理研究表明,华南下古生界陆源碎屑物质来自于南海地台,生物地层学和构造地质学研究均表明,扬子与华南之间呈构造过渡关系,扬子、华南、南海三个构造单元应属于一个大陆板块,即南中国板块。3最新的同位素年代测定表明,双桥山群、四堡群、冷家溪群等不是中元古代,而是新元古代的变质岩系,不是1300~1000Ma格林威尔造山作用,而是820Ma完成的武陵或四堡造山的产物。因此,中国南部不是Rodinia的一部分,而极可能是新元古代形成的冈瓦纳大陆的一部分。     

华南构造演化新思考 兼论“ 华夏古陆”说中的几个问题

华南新元古代到早古生代是扬子活动大陆边缘构造“捕获”的一个边缘海盆地，其间充填了巨厚的复理石、砂、页岩沉积。早古生代晚期发生了福建沿海弧与武夷弧碰撞，这两个弧一起与扬子活动大陆边缘碰撞，产生华南造山作用，使华南边缘海沉积物发生变质作用，产生了强烈构造变形，形成一系列推覆构造和花岗岩浆作用。因此，华南是早古生代形成的造山带，而不是华夏地块（古陆）。但是仍然有学者沿用这个老“术语”———华夏地块，因此，产生了华南是造山带还是华夏地块的争论。专业“术语”反映学者的学术思想体系和今后的研究走向，因此有必要讨论华南的构造属性。还讨论了华夏地块问题，简述了关于地质构造单元命名的基本原则。     

对“ 华夏古陆”、“ 华夏地块”及“ 扬子－华夏古陆统一体”等观点的质疑

关於华南大地构造格架及地壳演化存在两种对立的观点：其一，认为华南的基底是“华夏古陆”，或古元古—太古代的“华夏地块”，或“扬子－华夏古陆”。另一种意见认为除小的古老地体外，华南不存在古老基底，而是在洋壳基础上发展起来的地槽褶皱区。华南地槽褶皱区开始于造山纪（2050Ma），它的西部边界是武陵断裂带，与西南地台相邻；其北边界一般认为是长江断裂带，其实很可能是华北地台。对持“华夏古陆”及相似观点进行了质疑和评论，对华南地质一些关键的问题进行了探讨。在此基础上，根椐长期地质研究积累，如地槽相沉积、复理石或浊积岩的巨厚沉积、蛇绿岩套、细碧(角斑岩系、安山岩带、许多下古生代等地层标准化石，以及大量可信的同位素年代学资料等，提出华南从元古代到新生代的主要大地构造单元可分为5个造山带，即：① 武陵—双桥山—双溪坞—舟山造山带；② 震旦—早古生代造山带；③ 海西造山带；④ 印支—燕山火山岩带；⑤ 台东—喜马拉雅火山弧。     

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。     

华夏地块:一个由古老物质组成的年轻陆块

对华夏地块三个主要前寒武纪地质体出露区变质岩的详细锆石年代学的综合分析显示,华夏地块大致可以被分成武夷山区和南岭-云开区。武夷山区由古元古代核和新元古代（形成于730-820 Ma）的盖层组成,构成华夏地块最老的古陆,在其深部很可能还存在一个新太古代基底。新元古代的沉积物主要来自武夷微古陆本身。南岭与云开具有相似的前寒武纪地壳组成,它们主要是由新元古代形成的沉积物夹少量火山岩组成。这些沉积物质中包含了非常古老的中太古代和新太古代组分,甚至古太古代组成。Grenville期和中元古代组分是其中最丰富的。这些组分在华夏没有对应出露的岩石,说明它们主要来自另外一个曾经与华夏相邻的陆块。该陆块很可能是东印度－东南极大陆。南岭－云开区最初可能是Rodinia超大陆裂解时形成的一个裂谷盆地,加里东的造山运动使盆地中的沉积物挤压、褶皱和隆起,与武夷陆块共同构成了一个新的年轻的大陆     

超大陆研究进展

本文初步综述了超大陆研究的一些新成果。超大陆的拼贴和裂解一般与地球深部作用有关；各超大陆旋回的持续时间不一，不具周期性。Rodinia超大陆形成于中元古代晚期的格伦威尔造山期（1050Ma），后在新元古代晚期（725Ma）裂解。在新元古代早期，塔里木地块可能与澳大利亚的Kimberley地区相连，华南地块位于东澳大利亚和劳伦古陆之间而华北地块与劳伦古陆西北角和西伯利亚相邻；到新元古代末，这三个地块都从Rodinia超大陆中分离出来，在寒武纪至泥盆纪时与冈瓦那大陆的澳大利亚边缘靠近。冈瓦纳超大陆是在Rcdinia超大陆解体后，由太古-元古代克拉通重新组合，并有中元古代活动带碎块的拼贴而成，其完成聚合的时间大约是早古生代（约500Ma）。     

“雪峰古陆”加里东期的构造性质和构造演化

“雪峰古陆”的构造问题是华南区域构造研究中的一个热点。震旦纪至早古生代时期为扬子古陆的东南被动大陆边缘的一部分，发育了以斜坡相为主体的沉积组合；加里东造山作用时期，这里成为扬子古陆的边缘褶断山系，但仍为扬子地块的一部分而非习称的华南加里东褶皱带；它是由于华南加里东武夷─云开弧后盆地关闭，扬子地块与华夏地块拼接形成的陆孤碰撞造山带的一个组成部分。其主要构造样式为前陆地带的准原地型边冲叠瓦推覆构造。     

内蒙古苏左旗南部早古生代蛇绿混杂岩特征及其构造意义

内蒙古苏左旗南部温都尔庙群由早元古代宝音图群(1910Ma),中、新元古代温都尔庙群(1511Ma,825Ma)和早古生代乌勒图-乌兰呼都格-查干乌拉蛇绿混杂岩(409Ma)组成。出露于乌勒图-乌兰呼都格-查干乌拉地区的乌勒图蛇绿混杂岩是由层位不全的,肢解了的蛇绿岩经构造混杂而成。其基质主要为绢云绿泥石英片岩、变质凝灰质砂岩,局部为绿泥片岩。岩块成分复杂,大小不一,形态各异,杂乱分布,主要岩石类型为白云岩、硅质岩、超基性岩、基性火山岩、灰岩。蛇绿混杂岩岩石化学分析表明,超基性岩MgO/FeO^*比值在8-13,MgO/(MgO+ FeO^*)比值在0.85-0.87 之间,与世界大多数变质橄榄岩相同。基性火山岩具大洋拉斑玄武岩特征,常量元素和稀土元素显示陆间洋盆性质。蛇绿混杂岩被晚泥盆世色日巴彦敖包组地层不整合覆盖,前者所含超基性岩块Sm-Nd 同位素等时线年龄为409Ma,表明其形成于中、晚志留世,于晚泥盆世前发生构造侵位。     

青海拉鸡山:一个多阶段抬升的构造窗

拉鸡山断裂带位于祁连山褶皱带内,呈北西-南东向延伸.后者构成青藏高原的东北边缘,由三个主要构造单元组成:北部是一条早古生代的板块缝合带,中部是一个元古代的结晶地块,南部由一套晚古生代到三叠纪的被动大陆边缘沉积物组成.对拉鸡山及其邻区的构造研究结果表明,祁连山褶皱带在古生代加里东期发生过大规模的缩短,北祁连的早古生代蛇绿岩和岛弧火山岩沿祁连山中央冲断层向南,陆内俯冲到中祁连元古界变质杂岩之下.由于发生在晚古生代和晚中生代的陆内变形,位于中祁连之下的北祁连的蛇绿岩和岛弧火山岩发生褶皱,并被抬升到地表.到新生代,由于印度板块和欧亚大陆之间的碰撞和陆内汇聚作用,拉鸡山断裂带再次活动,这些下古生界蛇绿岩和岛弧火山岩通过冲断作用快速抬升,将中祁连地块一分为二.因此,拉鸡山是一个抬升的构造窗,不是一个中祁连结晶地块中的早古生代大陆裂谷.     

Geochronology and isotope analysis of the Late Paleozoic to Mesozoic granitoids from northeastern Vietnam and implications for the evolution of the South China block

In northeastern Vietnam, Late Paleozoic and Permo-Triassic granitic plutons are widespread, but their tectonic significance is controversial. In order to understand the regional magmatism and crustal evolution processes of the South China block (SCB), this study reports integrated in situ U–Pb, Hf–O and Sr–Nd isotope analyses of granitic rocks from five plutons in northeastern Vietnam. Zircon SIMS U–Pb ages of six granitic samples cluster around in two groups 255–228 Ma and 90 Ma. Bulk-rock ε_Nd (t) ranges from −11 to −9.7, suggesting that continental crust materials were involved in their granitic genesis. In situ zircon Hf–O isotopic measurements for the granitic samples yield a mixing trend between the mantle- and supracrustal-derived melts. It is suggested that the granitic rocks were formed by re-melting of the continental crust. These new data are compared with the Paleozoic and Mesozoic granitic rocks of South China. We argue that northeastern Vietnam belongs to the South China block. Though still speculated, an ophiolitic suture between NE Vietnam and South China, so-called Babu ophiolite, appears unlikely. The Late Paleozoic to Mesozoic magmatism in the research area provides new insights for the magmatic evolution of the South China block.     

塔里木盆地东南缘(阿尔金山)"变质基底"记录的多期构造热事件:锆石U-Pb年代学的制约

塔里木盆地东南缘的阿尔金山被认为是塔里木克拉通变质基底的主要出露地区之一。 本文通过阿尔金山北坡不整合在太古代-古元古代变质基底之上的安南坝群中的碎屑岩和中南阿尔金中深变质岩石(原定为阿尔金岩群)的锆石U-Pb年代学研究,来确定塔里木盆地东南缘变质基底的性质及所经历的多期构造热历史。研究结果显示,塔里木盆地东南缘的安南坝群中含砾砂岩的碎屑锆石年龄集中在1.92Ga左右,少量在2.0~2.4Ga,表明其碎屑物质主要来源于下伏的太古代-早元古代米兰岩群和相关的深成侵入体。在中阿尔金地块和南阿尔金俯冲碰撞杂岩带的深变质岩石中,锆石U-Pb年代学数据表明其记录有新元古代早期(920~940Ma)、新元古代晚期(760Ma左右)和早古生代(450~500Ma)三期构造热事件,新元古代早期的构造热事件与塔里木(或晋宁)造山作用有关,它普遍存在于塔里木盆地周缘的和南中国地块(扬子克拉通)的变质基底岩石中,与Rodinia超级大陆汇聚相关;新元古代晚期的构造热事件也同样广泛存在于塔里木盆地周缘和扬子克拉通之中,被认为与Rodinia超大陆的裂解作用有关。因此,在新元古代时期,阿尔金的地质演化历史与扬子克拉通非常相似,而与华北则有很大的不同,锆石U-Pb测定还表明中南阿尔金的深变质岩石普遍遭受了早古生代的变质作用的改造,显示它们普遍卷入了早古生代的碰撞造山事件之中,成为早古生代碰撞造山带的组成部分。     

内蒙古贺根山蛇绿岩形成时代及构造启示

贺根山蛇绿岩位于兴蒙造山带北缘,发育完整的地幔橄榄岩、堆晶岩和基性熔岩组合,伴生有放射虫硅质岩,但贺根山蛇绿岩的形成时代一直存在争议,给兴蒙造山带北部构造演化阶段划分造成了很大障碍。锆石U-Pb年代学研究表明,贺根山蛇绿岩中辉长闪长岩(341±3Ma)和玄武岩(359±5Ma)结晶年龄为早石炭世早期,同时玄武岩继承锆石峰值年龄为晚泥盆世早期(375±2Ma),这些继承锆石呈短柱状、棱角状,生长环带宽缓,多为补丁状、平坦状,为典型的基性岩浆锆石,表明最迟在晚泥盆世早期洋壳物质已经开始形成。上石炭统格根敖包组火山岩与蛇绿岩局部呈喷发不整合接触,该组的晶屑凝灰岩夹层时代为晚石炭世(323±3Ma),提供了蛇绿岩构造侵位年龄的上限。因此,将贺根山蛇绿岩形成时代定为晚泥盆世-早石炭世,侵位时代为晚石炭世。侵入地幔橄榄岩中的部分基性岩脉时代为早白垩世(132±1Ma、139±3Ma和120±1Ma),它们含有大量继承锆石(144±1Ma~2698±25Ma),继承锆石峰值年龄密切响应了兴蒙造山带北部早白垩世之前复杂的岩浆及构造事件,这些基性岩脉是燕山期伸展环境下的岩浆产物,并非早白垩世蛇绿岩。结合前人的工作成果和区域岩浆岩、地层时空分布特征,建立了兴蒙造山带北部晚古生代构造演化历程:二连贺根山一线早泥盆世处于剥蚀阶段,中泥盆世陆壳拉张出现新生洋盆,晚泥盆世早期洋盆持续扩张形成新生洋壳,早石炭世晚期洋壳开始向北俯冲消减,并持续增生至西伯利亚活动陆缘,晚石炭世洋盆陆续闭合,部分已经构造侵位的蛇绿岩被晚石炭世火山岩不整合覆盖,贺根山蛇绿岩正是该洋盆的残余产物。     

赣南南迳盆地加里东期火山岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

赣南南迳盆地位于华南加里东褶皱带中西部,盆地内火山岩组合常因风化强烈,出露不好,长期被认为属于中生代火山岩系的一部分。该火山岩组合与下伏晚奥陶世地层呈整合接触,与上覆中泥盆世地层呈角度不整合,应为早古生代火山岩组合,但缺乏精确的年代学和岩石地球化学制约。对南迳盆地火山岩进行了锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-O同位素及地球化学研究。安山岩和英安岩SHRIPM锆石U-Pb年龄分别为442.1±3.9Ma和439.9±3.7Ma,表明一次晚奥陶世末期—早志留世初期的岩浆事件。微量元素分析显示,Rb、K和轻稀土元素富集,Nb、Ta、Zr、Hf、Ti元素亏损,Nb/U、Nb/Th、Ti/Yb值较低,轻、重稀土元素分馏明显,负Eu异常,主量元素贫钛、富铝。研究认为,南迳盆地火山岩是早古生代时期,随着南华洋关闭、扬子地块与华夏地块发生碰撞,地壳加厚、岩石圈地幔拆沉、软流圈上涌,导致EMI型富集地幔与下地壳发生部分熔融的结果。     

Geology,geochemistry, and geochronology of the Miaowan ophiolite,Yangtze craton: Implications for South China's amalgamation history with the Rodinian supercontinent

We report the presence of a Grenvillian ophiolite on the northern margin of the Yangtze craton, drastically changing current ideas about South China's role in plate reconstructions of the Rodinia supercontinent. Strongly deformed amphibolites that locally show relict pillow lavas, isotropic and layered metagabbro, diabase dikes, serpentinized dunite and harzburgite with podiform chromite are dated at circa 1100–985 Ma (U–Pb zircon). The ophiolite is structurally dismembered and thrust over the Proterozoic shelf sequence that covers the north margin of the Yangtze craton, and overrode a flysch to conglomerate-wildflysch unit shed from the ophiolite and a magmatic arc terrane and deposited on the older Yangtze carbonate platform. The youngest clasts in the conglomerate are circa 861–813 Ma (U–Pb zircon), giving a maximum age for ophiolite emplacement. Fine-grained layered amphibolites exhibit slightly depleted-flat type REE curves with no obvious Eu anomalies, and are N-MORB type tholeiites. Metagabbro has typical cumulate textures, flat REE distributions and obvious positive Eu anomalies. The REE characteristics of serpentinized dunites show a U-shape of slight loss of middle REE, representing cumulates metasomatized by LREE slightly enriched mantle. All these features indicate that the metamafic–ultramafic rocks from the Proterozoic Miaowan Formation form a structurally dismembered ophiolite resting above an ophiolitic wildflysch, sitting on top of the Proterozoic shelf sequence on the Yangtze craton. The ophiolite is contemporaneous with an arc sequence preserved to the north on the edge of the Yangtze craton, suggesting that the entire ophiolitic forearc–arc was accreted to the Yangtze craton between 1000 and 850 Ma. Xenocrystic zircons in granite clasts in the basal wildflysch unit have ages consistent with Australian affinity, and detrital zircons in the arc sequence also show derivation from Australia, suggesting that the arc formed on the Australian segment of Rodinia before collision with the Yangtze craton. The discovery of the Proterozoic Miaowan ophiolite supplies important evidence for the existence of a Neoproterozoic oceanic basin on the north margin of the Yangtze craton, and demonstrates that the Yangtze craton first collided with Rodinia on its northern margin, with subsequent accretion of the Cathaysian block on the southern margin of the craton.     

华南的格林威尔造山带及其坍塌:在罗迪尼亚超大陆演化中的意义

华南的格林威尔造山运动始自约1200MaB.P.,在约1000～950MaB.P.扬子与湘赣—华夏微大陆发生碰撞 ,继之以岩石圈的拆沉作用和造山带的快速坍塌 ,在仰冲板片和下插板片上分别形成华南裂谷的北支和南支 ,部分地区可能有新生洋壳出现。裂谷以北地区的造山活动持续到约740MaB.P.,碰撞高原控制了长安冰期的沉积 ,至南沱冰期沉积时它已近剥蚀夷平。文章重塑了新元古代时华南裂谷的演化 ,探讨了它在罗迪尼亚超大陆裂解中的意义     

赣东北蛇绿岩带相关地质问题的构造古地理分析

对赣东北蛇绿混杂岩带相关地层的时代、沉积相和接触关系等方面认识的重大分歧,导致对华南地质演化史的不同解释。混杂岩的深成岩块体的同位素年龄数据大都在900～1000Ma之间,伴生的火山－沉积岩系（登山群）中却有古生代微体化石发现,但化石的确切年代尚难确定。古地理分析表明,赣东北地区早古生代并不存在“江南古陆”,却有深水的江南海盆。华南晚奥陶世火山碎屑沉积广泛分布,但来源不明,赣东北有可能为当时喷发中心,形成于火山岛弧环境的登山群正好与之匹配。因而,其时代可能为晚奥陶世。志留纪早期江南海盆封闭,扬子地块和华夏地块之间形成加里东褶皱带,赣东北蛇绿岩带为加里东褶皱带和华夏地块之间的接合带。这里扬子地块和华夏地块的距离最近,挤压程度高,抬升幅度大,剥蚀时间长,早古生代沉积不易保存,登山群可能是残留部分。     

中国新元古代大陆拼合与Rodinia超大陆

在对前人研究成果分析的基础上,结合对中祁连块块前寒武纪基底的研究,认为新元古代（1000－9000Ma）中国各主要克拉通地块（包括华夏地块、扬子地块、华北地块、阿拉善－祁连－柴达木地块、塔里木地块）曾经通过晋宁期碰撞拼合带发生过一次全面的多块体复杂拼贴。这次拼贴过程是全球性新元古代格林威尔碰撞造山作用和Rodinia超大陆形成过程的一个组成部分。新元古代拼合的古中国地块在当时位于Rodinia超大陆中北部澳大利亚、劳伦提亚和西伯利亚克拉通地块之同。中国的各主要克拉通地块只不过是巨型格林威尔碰撞带之中夹裹的一些小型地块,且都处于新元古代晚期Rodinia超大陆破裂的中心部位,这些正是中国大陆上克拉通地块活动性大的早期地质背景。