新元古时期中国古大陆与罗迪尼亚超大陆的关系

在概略介绍罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆最新研究成果的基础上 ,重点介绍了中国华北、塔里木和扬子等三个克拉通前新元古代大陆地壳演化的主要特征 ,以及塔里木和扬子克拉通新元古代重大热构造事件序列和年代格架。提出塔里木和扬子克拉通新元古代地质历史具有较大的相似性 ,而与华北克拉通有明显差异。华北克拉通未出现与罗迪尼亚超大陆汇聚和裂解作用有关的、强烈的新元古代热构造事件群。根据现有的古地磁和地质资料 ,探讨了中国大陆块体与罗迪尼亚超大陆的关系和空间位置     

Nature and Evolution of Pre-Neoproterozoic Continental Crust in South China: A Review and Tectonic Implications

South China as an amalgamation of the Yangtze and Cathaysia blocks is composed of Archean to Mesoproterozoic basement overlain by Neoproterozoic and younger cover. Both the constituent Yangtze and Cathaysia blocks contain well-preserved Neoproterozoic rocks that have been extensively studied in terms of the age and tectonic nature, but less is known about their earlier crustal history due to the incomplete rock record. Recent efforts in investigating the yet survived crustal nature based on isotopic and elemental signatures preserved in igneous and sedimentary rocks have steadily improved our knowledge about the pre-Neoproterozoic continental crustal evolution in South China. In this paper, we summarize the up-to-date pre-Neoproterozoic records, including petrological, geochronological, geochemical and geophysical data, across South China, and discuss its spatiotemporal patterns of the pre-Neoproterozoic crust and the relevant tectonic events. While the xenocrystic/inherited and detrital zircon records suggest widespread Archean (mainly ca. 2.5 Ga) crustal components within both the Yangtze and Cathaysia blocks, exposed Archean rocks are only limited to isolated crustal provinces in the Yangtze Block. These Archean rocks are dominated by TTGs (tonalite-trondhjemite-granodiorite) with varied ages (3.3–2.5 Ga) and zircon Hf isotopes, indicating a compositionally heterogeneous nature of the Archean Yangtze Block and, by inference, the development of multiple ancient terranes. The early Paleoproterozoic (2.4–2.2 Ga) tectonomagmatic events characterize the western Yangtze Block and are supportive of an east-west subdivision of the Yangtze basement, whereas the late Paleoproterozoic (2.1–1.7 Ga) orogeneses may have affected a larger area covering both the western and eastern parts of the Yangtze Block, and also the Cathaysia Block. The eastern Yangtze Block with generally northeastward-younging late Paleoproterozoic magmatism and metamorphism likely experienced a prolonged 2.05–1.75 Ga orogenic process welding the various Archean proto-continents, consistent with the documentation of a buried late Paleoproterozoic orogenic belt imaged by deep seismic profiling from its central part and of a slightly older ophiolitic mélange in the northern part. The Cathaysia Block was probably involved in a short-lived 1.9–1.8 Ga orogenic event. The two orogeneses overlapped in time and may have contributed to the cratonization of a possible unified South China, and are referred to be linked with the assembly of the Nuna Supercontinent. The subsequent late Paleoproterozoic to early Mesoproterozoic rift successions and intrusions (1.7–1.5 Ga) in the southwestern Yangtze Block, and the ca. 1.43 Ga rifting in Hainan Island of the Cathaysia Block could be responses to the Nuna break-up. Late Mesoproterozoic (1.2–1.0 Ga) magmatism of varied age and nature in different localities of the Yangtze Block is reflective of a complex tectonic process in the context of the assembly of the Rodinia Supercontinent. Similar-aged metamorphism (1.3–1.0 Ga) is recorded in Hainan Island, reflecting the Grenvillian continental collision during the Rodinia assembly, but further studies are necessary to better constrain the late Mesoproterozoic tectonic framework of South China.     

Mid-Late Neoproterozoic rift-related volcanic rocks in China: Geological records of rifting and break-up of Rodinia

Early Cambrian and Mid-Late Neoproterozoic volcanic rocks in China are widespread on several Precambrian continental blocks,which had aggregated to form part of the Rodinia supercontinent by ca.900 Ma....     

新元古代重大地质事件及其与生物演化的耦合关系

新元古代的地球表层系统经历了超大陆裂解与重组、大规模冰期、古海洋氧化、埃迪卡拉生物群辐射与灭绝、后生动物兴起等一系列重大变革,这些地质事件与生物演化在时空上的耦合关系长期受多学科交叉研究领域的广泛关注。Rodinia超大陆的裂解伴随有超级地幔柱活动、古地磁真极移等复杂响应,裂解过程影响了大气圈和水圈中氧气和二氧化碳的循环,并可能直接导致了新元古代极端的气候条件。构造格局的变动对生物的影响主要体现在物质来源和生存环境的改变上,强上升洋流和强地表径流区域的富营养化促使生物大量繁盛。“雪球地球”期间巨大的选择压力为生物的多样化演变提供了可能,而其后冰川的快速消融则促进了生产力的爆发式增长及多种沉积矿产的形成。与此同时,大气-海洋氧气含量的增加和海水化学结构的改变使得多项元素及同位素指标发生了地质历史上最大幅度的波动,这种特殊的地质背景可能最终对生物演化产生了极为深刻的影响。     

鄂东北麻城两路口地区新元古代变质岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

鄂东北麻城两路口地区位于北大别杂岩带南部,对该区变质岩的研究有重要的古构造和古气候环境意义。本文对该地区6个变质岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。结果显示,3个花岗质片麻岩和1个变质浅色花岗岩样品得到742±38~805±7 Ma的年龄,而2个斜长角闪岩样品则得到793±11~843±72Ma的年龄。其中1个斜长角闪岩样品的年龄值(793 11 Ma)与花岗质片麻岩和变质花岗岩样品的年龄值(792~805 Ma)在误差范围内一致,表明该区存在新元古代双峰式岩浆活动。秦岭(北秦岭、武当地区)–桐柏、大别和苏鲁造山带几近同时的新元古代岩浆作用表明它们在新元古代时可能是统一整体,且属于扬子陆块的组成部分;大别-苏鲁造山带新元古代岩浆岩的形成可能与Rodinia超大陆裂解、雪球地球事件和裂谷作用相关。     

陕西小秦岭地区太华群的锆石U-Pb年龄和 Hf同位素组成

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低( ∑REE =83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba).锆石的176Hf/177Hf比值变化于0.281258～0.281404,具明显负的εHf(t)值(-6.86～- 11.23).锆石的Hf同位素模式年龄(2.96 ～3.24Ga)表明原岩是由中太古代地壳演化而来.对比显示小秦岭太华群黑云斜长片麻岩与鲁山地区的太华群具有相似的中太古代地壳源区,但它们的形成时代可能不同.锆石内部结构、Th/U比值以及定年结果显示小秦岭地区的太华群在～1.91Ga经历了一期重要的变质热事件,该事件与Columbia超大陆拼合时的全球性碰撞造山事件相关联.小秦岭太华群为华北克拉通块体南缘的地质单元,但各地区太华群在原岩组成、形成时代和变质时代上具有不同的特征,太华群应是一个杂岩体,至少可以解体为新太古代和古元古代两部分.     

阿尔金且末—若羌地区新元古代花岗质岩石成因及其对Rodinia超大陆汇聚时限的约束

阿尔金造山带广泛发育新元古代花岗质岩浆岩,形成年龄为800~1000 Ma,可能是Rodinia超大陆汇聚阶段的产物,因此新元古代花岗质岩浆的研究对探讨阿尔金造山带的演化过程具有重要意义。选取南阿尔金地块且末—若羌地区的花岗质岩石为研究对象,开展了详细的岩石学、岩石地球化学及地质年代学研究。结果表明：①且末—若羌地区3类花岗质岩石的轻稀土元素相对于重稀土元素富集,显示右倾配分模式,具明显的负Eu异常（δEu=0.14~0.6）,富集Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Ti、Nb、Ta、Sr等高场强元素;②锆石U-Pb年龄为899~915 Ma。综合区域地质演化历史表明,且末—若羌地区3类花岗质岩石形成于同碰撞构造环境,是Rodinia超大陆汇聚阶段板块之间俯冲、碰撞的产物。     

中南地区南华纪地层序列及对重大地质事件的响应

罗迪尼亚超大陆裂解、雪球地球、锰铁成矿作用耦合是南华纪重大地质事件。中南地区南华纪地层广泛分布,自北而南沉积类型丰富,本文以冰期沉积、锰矿层和铁矿层为标志,以同位素年龄为格架,厘定了南华纪岩石地层和年代地层序列,自北而南对比了超大陆裂解事件、斯图特冰期、马里诺冰期、成锰事件、成铁事件、火山事件和早期生命演化事件沉积的差异性。本文认为中南地区南华系表现为两次冰期和一次间冰期的沉积特征,下铁上锰、南铁北锰的时空格局揭示了裂谷的演化历程。建议进一步聚焦南华系存在的关键地质问题,加强锰铁成矿作用与全球重大地质事件的响应关系调查研究,为新一轮找矿突破战略行动提供理论支撑。     

滇东北东川下田坝A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

通过对滇东北东川下田坝地区黑云母二长花岗岩和似斑状钾长花岗岩2种岩体的地球化学分析及对黑云母二长花岗岩的U-Pb同位素测试,得到如下认识：黑云母二长花岗岩和似斑状钾长花岗岩总体地球化学特征相似,主量元素表现出高SiO2（平均71.7%）、过铝质（A/CNK指数在1.03～1.52）的特征,过碱指数在0.95～1.37之间,总体属于钙碱系列;稀土元素总量较高（ΣREE平均313×10-6）,（Ce/Yb）N均值为8.85,（La/Yb）N均值为9.54,呈现轻稀土元素（LREE）富集,仅Eu亏损（δEu均值0.31）的海鸥型右倾模式;大离子亲石元素Rb、Th、U、K等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti等呈明显负异常,说明岩浆源岩以陆壳成分为主;Ga/Al均值为2.69,(Zr+Nb+Ce+Y)均值为383;微量元素Sr、Eu低,富集Nb、Zr等元素,反映其源区存在斜长石的残留;锆石饱和温度为724～786℃,表明初始岩浆温度较高。上述特征说明,下田坝花岗岩为典型的A型花岗岩,形成于中上地壳的板内伸展背景。黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为801.1±6.6Ma,同时受到762.1±6.2Ma热事件的影响,与新元古代Rodinia超大陆裂解事件在时间上一致,亦与东川铜矿成矿时代相符,说明新元古代裂谷环境的岩浆事件范围可扩大至滇东北东川,并可能引发热液成矿作用。     

前寒武纪地质学研究进展与前景

前寒武纪地质学是地质科学重要分支学科之一,以地球早期演化历史为主要研究对象。近几年我国前寒武纪地层学、前寒武纪构造演化、前寒武纪古生物学和前寒武纪成矿作用等方面的研究取得重要进展。在高精度微区测年技术的支持下,相继建立了鞍山、泰山和五台山等早前寒武纪经典地区的年代格架,推动了华北克拉通早前寒武纪构造格架的研究;中国晚前寒武纪Rodinia超大陆的研究引起了国内外地学界的广泛参与和关注。震旦系陡山沱组古生物研究取得重要突破,明确的年龄和丰富的早期动物化石记录使华南的震旦系成为研究埃迪卡拉时期古环境和生物演化的理想地区。从下马岭组、铁岭组和高于庄组中新获得的锆石U-Pb年龄为华北中元古代地层格架的重新建立提供了重要的年代学制约。尽管我国前寒武纪地质研究取得了重要进展,但目前依然面临着严峻的挑战,人才流失和创新能力不足成为制约学科发展的瓶颈。但是,对我国社会经济发展有重要影响的大宗矿产多与前寒武纪相关,经济快速发展对资源的强烈需求为前寒武纪地质学学科发展提供了新的机遇。