海南岛抱板杂岩记录的多期构造热事件:锆石和独居石U-Pb年代学的制约

抱板杂岩(抱板群)是海南岛目前已发现的最古老前寒武纪结晶基底,记录了多期构造热事件,是研究海南岛大地构造属性的重要窗口。本文通过对海南岛冲卒岭地区抱板杂岩变质沉积岩、变质基性岩和伟晶岩脉的锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,来确定抱板杂岩所经历的多期构造热事件及其所代表的构造意义。研究结果显示,抱板杂岩主要由中元古代变质沉积岩、花岗质片麻岩和变质基性岩组成,经历了中元古代晚期-新元古代早期(1.3~0.9Ga)、早古生代(470~440Ma)、三叠纪(~230Ma)等多期构造热事件的改造。中元古代晚期-新元古代早期构造热事件与罗迪尼亚超大陆的汇聚有关;早古生代构造热事件与东冈瓦纳古陆北缘的增生造山作用有关;三叠纪构造热事件是印支陆块与华南陆块碰撞拼合的远程响应。综合上述研究成果和区域对比分析,认为海南岛与印支陆块具有相似的前寒武纪结晶基底和多期构造热事件的记录,表明二者具有明显的亲缘关系。

海南岛东部黄竹岭地区发现榴辉岩

海南岛位于华南和印支陆块之间,东邻菲律宾板块,其形成和演化受特提斯和太平洋两大动力学系统的控制。因此,有关海南岛的构造单元划分、各单元的构造属性以及构造演化过程长期存在争议。海南岛东北部潮滩鼻榴辉岩的发现为岛屿晚古生代以来大地构造演化的研究打开了一个新的窗口。然而,潮滩鼻榴辉岩孤立的露头、不寻常的洋壳型高温变质类型以及特殊的石炭纪变质时代(Liu et al.,2021;刘晓春等,2021)使研究者难以探究其真实的构造含义。所以,在海南岛和邻近区域寻找与榴辉岩有关的高压变质岩石是一项非常迫切的任务。

南秦岭刘岭群砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其构造意义

秦岭造山带的构造演化是理解华北与扬子陆块缝合过程的关键,位于商丹断裂带以南的刘岭群是揭示秦岭造山带晚古生代构造演化历史的重要窗口。采用LA-ICP-MS对刘岭群3个变质砂岩样品中的碎屑锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,获得最年轻的一组年龄区间为377～395Ma,主要年龄峰值约为442Ma、780～850Ma和900～970Ma,表明刘岭群沉积时代可以持续到晚泥盆世,物质来源于北秦岭构造带。结合刘岭群北侧武关杂岩的最新研究成果可以确定,刘岭群和武关杂岩共同构成了华北陆块南缘中—晚泥盆世弧前盆地的沉积序列,暗示古秦岭洋的最终闭合发生在泥盆纪之后,而华北与扬子陆块碰撞的主缝合线应位于刘岭群的南侧。

陕西汉南毕机沟钒钛磁铁矿锆石U-Pb年代学及其意义

毕机沟钒钛磁铁矿位于扬子板块北缘汉南杂岩的西北部,是基性-超基性杂岩体分异演化的产物。矿区范围出露的岩石主要包括橄长岩、辉长岩、辉长闪长岩和闪长岩,具有明显岩相分带和韵律旋回特征。目前,已发现的多个钒钛磁铁矿体均位于基性岩-超基性杂岩体的辉长岩相带内。本次研究对毕机沟矿区的含矿辉长岩和穿切含矿辉长岩的花岗岩脉进行了原位微区LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年,获得两者的侵位时间分别为(783±4)Ma(MSWD=0.09)和(759±4)Ma(MSWD=1.50),结果表明毕机沟钒钛磁铁矿的成矿时代大约为783 Ma,但不晚于759 Ma。结合前人区域成果资料,毕机沟含钒钛磁铁矿的基性-超基性杂岩体与该区新元古代大规模具岛弧性质的基性-超基性杂岩体的形成时代相近,我们认为毕机沟钒-钛磁铁矿可能形成于活动型大陆边缘环境。

东南极格罗夫山冰碛岩特征及对冰下地质的限定

东南极格罗夫山被认为是普里兹造山带向南极内陆的延伸部分,其构造属性为普里兹造山带构造性质提供重要制约。格罗夫山大面积被冰雪所覆盖,零星的基岩露头无法全面反映格罗夫山的地质特征。分布于格罗夫山冰原岛峰附近的冰碛岩可能携带着冰盖之下(冰下高地)更大、更深范围的地质信息,对揭示整个格罗夫山的物质组成和构造演化具有不可替代的作用。在对格罗夫山碎石带中冰碛岩种类和分布特征进行总结的基础上,评述了近10年来格罗夫山冰碛岩的岩石学、同位素年代学和锆石Hf同位素等方面的研究结果,得出格罗夫山冰下高地比基岩具有更加复杂的岩石组成,且只经历了泛非期单相变质旋回。高压麻粒岩在格罗夫山冰碛岩中的广泛分布表明格罗夫山冰下高地或者高地的一部分普遍经历了泛非期高压麻粒岩相变质作用。与查尔斯王子山—普里兹湾地区其他地体进行对比,格罗夫山冰下高地略早的变质作用时间和较高的变质作用程度表明普里兹造山带的缝合线位置可能位于格罗夫山冰下高地以南。

东秦岭鮸鱼咀韧性剪切带构造变形特征及其年代学约束

东秦岭鮸鱼咀韧性剪切带是秦岭造山带晚古生代构造带武关杂岩和刘岭群的分界线,其变形作用的研究对揭示秦岭造山带晚古生代的构造演化具有重要意义。本文对这条剪切带进行了详细的几何学、运动学、锆石U-Pb和白云母40Ar/39Ar年代学研究。几何学和运动学指示鮸鱼咀韧性剪切带经历了两期主要的构造变形:早期由北向南的逆冲推覆变形和晚期左行走滑剪切变形。锆石U-Pb年代学研究表明构成剪切带主体的长英质糜棱岩中碎屑锆石主要的峰值年龄为448 Ma,最年轻的峰值年龄为390 Ma,其碎屑物质来源为北秦岭构造带,因此其原岩应该为一套沉积岩。眼球状白云母40Ar/39Ar同位素测年获得的坪年龄为(263±2)Ma。结合前人的变质变形年代学数据,认为早期的逆冲推覆与石炭纪大洋俯冲有关,晚期左行走滑是秦岭造山带晚二叠世"软碰撞"的构造响应。

海南洋壳型高温榴辉岩:基本特征及待解问题

榴辉岩常产于汇聚板块的边界,是鉴别古板块缝合带的重要标志之一。最近,这种特征的变质岩石在海南岛北部被第四系严重覆盖的木栏头地区被发现,其基本特征总结如下:(1)榴辉岩孤立地出露于潮滩鼻潮间-潮下带,主体露岩区域分布的总面积约1.8km2,由片麻理构成的优势构造走向为北东至近东西;(2)榴辉岩经历了顺时针变质演化,从绿帘角闪岩相(620~680℃、0.87~1.11GPa)、榴辉岩相/榴辉岩-高压麻粒岩过渡相(820~860℃、1.70~1.82GPa)、角闪岩相(700~730℃、0.71~0.85GPa)到绿片岩相;(3)榴辉岩的主体(占分析样品总数的65%)具有正常洋中脊玄武岩(N-MORB)属性,少数具有富集洋中脊玄武岩(E-MORB)和火山弧玄武岩(VAB)属性,初始Sr-Nd同位素成分表明他们来自于亏损的软流圈地幔;(4)榴辉岩原岩形成于355Ma之前,进变质和峰期-退变质的时代分别约为340~330Ma和310~300Ma,冷却至金红石U-Pb体系封闭温度的时代为292±6Ma。所以,海南榴辉岩主要是大洋(少数岛弧)玄武岩在石炭纪经高温高压变质作用的产物。由这种特殊的洋壳型高温榴辉岩自身及其引申出的科学问题包括:(1)海南榴辉岩是单体榴辉岩还是榴辉岩集合体?如果是单体,那将是国内出露规模最大的榴辉岩体;(2)海南榴辉岩到底是榴辉岩相岩石还是榴辉岩-高压麻粒岩过渡相岩石?榴辉岩相峰期变质的压力到底有多高?遍布的深熔作用是发生在温压峰期还是在减压过程中的温度峰期?(3)原岩形成于洋盆还是弧后盆地?其与同时代的金沙江-哀牢山-马江洋和邦溪-晨星弧后盆地具有怎样的联系?(4)榴辉岩起因于大洋热俯冲/增生还是大陆俯冲/碰撞环境?以其为代表的古板块缝合带(可称木栏头或潮滩鼻缝合带)向哪里延伸?(5)东、西古特提斯构造域的早期演化有无相似之处?海南陆块或其北部或西部地体是否在石炭纪就已与华南陆块碰撞对接在一起?显然,海南榴辉岩对重构全球古特提斯构造带的早期演化具有重要的科学意义,值得进一步深入研究。

南秦岭安康汉阴金矿区控矿构造特征与成因类型

近十多年来的调研不断发现,在南秦岭安康地区北西部月河沙金矿北部石泉县羊坪湾—汉阴县铁佛—汉滨区流芳一带的下志留统梅子垭组浅变质强变形的泥质细碎屑岩中,分布有一条长达80km的金异常带,该异常带沿梅子垭组地层分布,各类规模不等的金异常多达50余个,分带清楚、浓度值高。现已陆续发现有近十余个矿床(点)

海南岛东北部木栏头变质杂岩的组成、时代及其区域大地构造意义

新的区域地质调查在海南岛东北部木栏头地区识别出一套从前未知的中级变质杂岩。木栏头变质杂岩主要沿林新—木栏头—虎威岭—赤坡—七星岭—新埠海—铺前海边沿岸呈基岩或不同尺度的无根岩块断续出露,其主体是钙硅酸盐岩和正、副片麻岩,含有少量斜长角闪岩、石英岩和大理岩,并按分布区域可进一步区分出林新片麻岩-斜长角闪岩组合、木栏头变质火山岩-钙硅酸盐岩组合、虎威岭-七星岭片麻岩-钙硅酸盐岩-大理岩组合和新埠海-铺前片麻岩组合等四套岩石组合。对30件变质基性岩、变质中酸性岩、变质碎屑沉积岩、钙硅酸盐岩以及花岗和伟晶岩脉等不同类型岩石的锆石U-Pb定年结果表明,木栏头变质杂岩的原岩主体是一套二叠纪火山-沉积岩系,其内含有少量二叠纪花岗质侵入岩以及前寒武纪结晶基底的残留。前寒武纪结晶基底主要包括古元古代晚期(1670 Ma)碎屑沉积岩和中元古代早期(1460~1410 Ma)花岗质片麻岩,晚二叠世碱性花岗岩中还存在大量单一的中元古代晚期(1180 Ma)继承锆石。变质沉积岩中的早期碎屑锆石年龄峰值为2550~2490 Ma、1850~1780 Ma、1600~1560 Ma、1450 Ma和1100 Ma,表明其物源主要来自于海南岛中部的抱板群、石碌群和石灰顶组。二叠纪花岗岩的侵入时代主要为280 Ma和260 Ma,与陆缘弧前盆地环境下形成的火山-沉积岩系的时代基本一致。这些沉积岩中的碎屑锆石除具有395~345 Ma和280~256 Ma两个年龄峰值外,部分样品还含有960~930 Ma和450~410 Ma两个重要年龄峰值,与前人在海南岛晚古生代地层中获得的年代学结果相似。木栏头变质杂岩经历了晚二叠世—中三叠世(254~235 Ma)高角闪岩相区域变质和深熔作用以及花岗和伟晶岩脉的大规模侵入,独居石U-Pb定年表明中侏罗世(159 Ma)花岗岩脉也侵入其中。结合近年发表的研究资料,我们认为海南岛应属于印支陆块的一部分,由中元古代结晶基底和早古生代盖层构成的琼南地体以及该地体演化而来的琼北构造混杂岩带两个次级构造单元组成,邦溪-晨星构造带或昌江-琼海断裂不能被视为华南和印支陆块间的构造边界,真正的古特提斯缝合带(即金沙江-哀牢山-马江缝合带的东延)应位于木栏头北部,大致相当于现今琼州海峡断裂的位置。华南和印支陆块间古特提斯洋盆的关闭始于石炭纪(340~300 Ma)洋壳的南向俯冲,形成北部的潮滩鼻榴辉岩和南部的邦溪-晨星弧后盆地,二叠纪时期(280~255 Ma)洋盆持续俯冲形成海南岛主体大陆岛弧以及木栏头弧前盆地,而后洋盆最终关闭并进入到陆-陆碰撞和碰撞后伸展阶段,从而形成木栏头变质杂岩以及海南岛内部其他三叠纪变质岩和同期花岗质岩石。

藏南嘉黎断裂古乡—通麦段多期活动特征及其构造意义

嘉黎断裂是青藏高原南部呈北西西—南东东向喀喇昆仑—嘉黎断裂系的重要组成部分,被认为代表了北拉萨地块和中拉萨地块之间的构造界线。关于嘉黎断裂的构造性质和演化过程等仍存在争议,其不同期次构造过程仍需要进一步研究。在详细的区域地质填图基础上,以嘉黎断裂古乡—通麦段为研究对象,重点调查了该断裂带不同期次变形的几何学与运动学特征,基于新获得的不同方位断层面与擦痕特征等资料,恢复和计算该区的不同期次应力场及方向,并据此解析该区的多期构造叠加关系,探讨嘉黎断裂在不同应力场下的多期活动特征以及相关的区域构造演化过程和大地构造背景,在此基础上讨论了嘉黎断裂对拟建铁路工程的影响。研究结果显示,嘉黎断裂晚新生代以来仍有活动迹象,并具有多期构造叠加特征,从早到晚依次为左旋走滑(D1)、正倾滑(D2)和右旋走滑(D3)。嘉黎断裂作为东喜马拉雅构造结地区重要的变形调节构造,其多期活动性质反映了地块间的相对运动特征及区域应力场的转换过程,这对认识青藏高原南缘的新生代构造演化过程具有重要意义。

东南极格罗夫山地区冰碛石碎石带中高压麻粒岩和正片麻岩的锆石年代学研究及其构造意义

东南极的格罗夫山是普里兹造山带向南极内陆的延伸部分。对格罗夫山不同碎石带中收集的高压麻粒岩和正片麻岩进行锆石U-Pb年代学研究。四个高压麻粒岩的锆石多数为变质新生锆石,仅少数保留有继承核,其年龄为2633—2502 Ma。在变质锆石中获得~570 Ma和~555—545 Ma两个阶段变质年龄,锆石微量元素特征显示为重稀土亏损,结合前人研究结果,推测这两阶段年龄分别代表了变质作用过程中的进变质和高压峰期变质年龄。两个正片麻岩的锆石普遍发育核-边结构,由一个发育振荡环带的岩浆核和均匀无环带的变质边组成。正片麻岩的原岩年龄存在差异,在样品GR14-3-4的锆石核部获得了1060±40 Ma的上交点年龄,其原岩可能来自格罗夫山东南部的冰下高地,而在样品GR14-5-4的锆石核部获得的原岩年龄为917±4 Ma,与格罗夫山基岩中的基性麻粒岩和正片麻岩的原岩年龄一致。在锆石边部获得的变质年龄较为一致,为~530 Ma,与以前在高压麻粒岩中获得的退变质年龄相当。本次研究确认了高压麻粒岩在格罗夫山地区不同碎石带中分布的广泛性,表明其可能普遍存在于格罗夫山冰下高地之中。同时也进一步证明格罗夫山冰下高地并没有受到格林维尔期构造热事件的影响,而是只经历了泛非期的单相变质构造旋回。

南极半岛屈韦维尔岛白垩纪中期火山岩浆作用及其构造指示:锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

南极半岛长期以来位于冈瓦纳古陆的西缘,是冈瓦纳古陆最后裂解的发生地。南极半岛内出露有大量的中新生代火成岩,关于其成岩期次、源区性质以及产出的动力学背景等尚存争议,从而影响到对南极半岛构造演化的认识。本文报道了南极半岛中部构造域屈韦维尔岛地区出露的安山质火山岩、闪长玢岩脉及其中闪长岩捕掳体的LA-MC-ICP-MS锆石UPb年代学和Hf同位素分析数据。其中含角砾安山质熔岩、安山质火山角砾岩、中粒闪长岩捕虏体和闪长玢岩脉4件样品的锆石U-Pb测年结果分别为103.3±1.7Ma、101.9±1.8Ma、92.0±1.2Ma和85.7±07Ma,表明该岛在白垩纪中期存在三幕火山岩浆作用事件:第一幕约为102Ma发生的强烈火山喷发;第二幕约为92Ma的闪长岩侵入作用;第三幕约为86Ma的闪长玢岩体侵入作用。锆石的Hf同位素原位分析结果表明,主要测点的εHf(t)值在+2.5^+7.9之间,平均值为+4.4,其一阶段Hf模式年龄为505~678Ma,表明白垩纪中期出露的火成岩可能由新元古代-寒武纪的亏损地幔物质部分熔融所形成。结合前人研究成果,得出本岛出露的火成岩形成于冈瓦纳古陆裂解过程所伴生的俯冲岛弧环境中,是构成南极半岛中部岩浆弧构造域的主体岩性之一。

汉南地区晋宁晚期铜-金成矿事件的确认及意义

汉南地区位于扬子克拉通北缘西段。目前,在川、陕两省已在该区发现了数十个矿床(点)。其中,广泛分布的铜-金矿床(点)具有热液型矿化特征,成矿条件有利,具有寻找大-中型矿床的远景。为了查明这些铜-金矿产资源的形成时代,文章运用LA-ICP-MS锆石U-Pb法和单矿物^(40)Ar/^(39)Ar法对汉南地区有代表性的矿床(点)进行了成矿年代学研究。其结果显示,潘坝成矿期热液脉的锆石U-Pb年龄为(744±10)Ma,黑云母和钾长石^(40)Ar/^(39)Ar视年龄介于740 Ma^700 Ma之间。元山寺的成矿期白云母^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为(744±4)Ma,等时线年龄为(748±7)Ma。由于本次测试选择了成矿期矿物,其结果可以代表成矿时代。因此,汉南很可能存在晋宁晚期的铜-金成矿事件。根据区域地质演化历史,笔者认为汉南铜-金矿化(744 Ma)是造山晚期加厚岩石圈下部(山根)拆沉的结果。

汉南杂岩余家山铜镍矿成矿时代与岩浆源区性质研究——来自锆石U-Pb测年和Lu-Hf同位素的制约

汉南杂岩余家山铜镍矿位于望江山基性岩体的西南部,地处扬子克拉通北缘西端。矿区内出露的岩体成岩成矿时代和源区性质不明,从而影响了对本矿床成因的认识。本文分析了矿区内出露的典型含矿岩体和围岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和原位Lu-Hf同位素数据,结果表明其成矿时代接近或稍晚于约(791±4)Ma,成岩时代约为(808±7)Ma。且含矿岩体的εHf(t)值在+9.5^+10.9之间,平均值为+10.7,一阶段Hf模式年龄为924~974 Ma;围岩的εHf(t)值在+8.7^+11.1之间,平均值为+9.9,一阶段Hf模式年龄为927~1018 Ma。结合前人研究成果表明,余家山铜镍矿基性岩体由中元古代晚期至新元古代早期亏损地幔物质部分熔融生成,可能形成于活动大陆边缘环境。

南极大陆超高温变质作用及其大地构造背景

超高温变质作用对认识大地构造-热演化以及地壳成分分异等具有重要意义。南极大陆发育典型的超高温变质作用,分布于不同的构造域。主要的超高温地质单元包括内皮尔杂岩、茹尔(赖于尔)群岛、拉斯曼丘陵、吕措-霍尔姆杂岩以及席尔马赫丘陵等。不同地质单元的超高温变质作用分布规模不同,恩德比地内皮尔杂岩的超高温变质作用分布广泛(~15000 km^(2)),而席尔马赫丘陵等地的超高温变质作用分布有限,超高温变质作用规模与出露特征的不同可能暗示了不同的成因机制与热源。各超高温地质单元中发育丰富多样的超高温矿物组合,如假蓝宝石+石英组合、斜方辉石+矽线石组合、尖晶石+石英组合以及含大隅石、刚玉、三元长石或富Al斜方辉石的矿物组合,在变质基性岩中还发育石榴子石+单斜辉石+斜长石±高钛角闪石等矿物组合。丰富多样的矿物组合为研究超高温变质作用矿物反应机制提供了重要基础。不同超高温地质单元,乃至同一超高温地质单元内不同区域的P-T-t轨迹类型不同,如有些超高温变质作用具有显著的近等温减压轨迹,而有些超高温变质作用主要记录近等压降温轨迹,反映了不同的演化历史或构造背景。南极大陆超高温变质作用可分5个期次,包括中太古代晚期(2850 Ma),新太古代末期—古元古代早期(2585~2450 Ma),新元古代早期(格林维尔期,约1000~900 Ma),新元古代晚期(泛非期早期,650~605 Ma)和新元古代末期—早古生代(泛非期晚期,570~500 Ma),与超大陆(或超级克拉通)演化存在密切联系。不同的超高温变质作用可能与板块构造演化的不同阶段有关,如弧后盆地或造山带垮塌阶段等;但超高温变质作用并不局限于现今板块构造体制。南极大陆多数超高温地质单元的研究程度还相对较低,对其矿物反应机制、变质演化轨迹、形成时代及持续时间、熔融反应及熔体成分演化等还缺乏深入认识,制约了对这些超高温变质作用的热源、动力学机制和构造背景等的准确解释,将来需要加强研究。

陕西西乡县龙王塘地区新元古代岩体和脉岩锆石U-Pb年代学及源区性质

陕西西乡县广泛出露的晋宁期岩浆岩是研究和理解扬子克拉通基底地质演化的一个窗口。通过对西乡县龙王塘地区的辉长岩体、花岗岩脉和钠长斑岩脉进行锆石U-Pb定年和原位Lu-Hf同位素分析,确定了岩浆侵位时代,揭示了岩浆源区特征。年代学研究结果表明,辉长岩体和花岗岩脉的侵位时间分别为(863.6±4.4)Ma和(863.6±3.8)Ma,是新元古代岩浆作用的产物。在两条钠长斑岩脉中识别出(905.2±8.2)Ma、(807.0±8.9)Ma和(762.5±4.2)Ma三组锆石年龄,第一组为继承锆石的年龄,后两组年龄分别代表两条岩脉的侵位时代。综上可知,龙王塘地区存在~864 Ma、~807 Ma和~763 Ma三期岩浆作用,以及早期(~905 Ma)构造热事件,岩浆作用具有长期性和多阶段性特征。Lu-Hf同位素分析结果表明,辉长岩体和脉岩的ε Hf ( t )平均值介于+7.1^+10.0之间。对已有地质资料进行综合分析发现,汉南地区的绝大多数新元古代岩体的ε Hf ( t )为正值,具有随时间偏离亏损地幔线,接近球粒陨石线的基本演化趋势。上述锆石U-Pb年龄和原位Lu-Hf同位素结果表明,龙王塘地区出露的新元古代岩浆岩起源于亏损地幔或新生地壳的部分熔融,形成于活动型大陆边缘环境。

东南极古陆核的研究现状、问题与设想

东南极地盾(克拉通)中的太古宙陆核主要分布在面向印度洋扇区的内皮尔山、南查尔斯王子山、赖于尔群岛和西福尔丘陵,在面向澳大利亚、非洲和太平洋扇区只零星出露。这些古陆核被早元古代—早古生代(泛非期)造山带所分割,它们具有不同的早期演化历史和后期改造过程,并且产于不同扇区的陆核与相邻冈瓦纳陆块具有密切的亲缘关系。对东南极古陆核开展系统的冰上和冰下地质调查以及岩石地球化学综合研究,查明太古宙岩石(物质)的时空分布、岩石成因、源区性质、构造属性及其变质改造历史,进而构建东南极古大陆从初始成核到最终聚陆的历史框架,这将弥补地球早期演化研究领域的南极短板,同时也必将促进地球早期演化研究领域的发展。

南秦岭佛坪地区地层格架与物源分析:变质沉积岩中碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年提供的制约

南秦岭佛坪地区位于东西秦岭交汇部位,以前寒武纪基底穹状隆升为主要特征,因其特殊的构造位置和变质变形特征而受到广泛关注。为了更好地揭示南秦岭构造带的性质及其在秦岭造山带构造演化中的作用,本文对佛坪地区的前寒武纪基底和沉积盖层进行了系统的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究。佛坪穹隆核部前寒武纪基底中碎屑锆石主要年龄峰值为600~820Ma、2021Ma和2467Ma,其中3个样品给出最年轻的年龄区间约为615~728Ma,沉积时代不早于新元古代,另外1个样品给出的最年轻的年龄峰值为1113Ma,沉积时代不早于中元古代,否定了关于认为其为太古代或古元古代的变质结晶基底的认识,其碎屑物质可能来源于南秦岭构造带和扬子陆块北缘。佛坪穹隆上覆盖层和外围南侧盖层给出了相似的年龄图谱,主要年龄峰值为410～450Ma、650～880Ma和910～950Ma,其中最年轻的年龄区间为344～416Ma,表明其沉积时代晚于泥盆纪,碎屑物质来源为北秦岭构造带和南秦岭构造带。上述研究结果表明,南秦岭构造带(前寒武纪基底)于新元古代已增生为扬子陆块北缘的重要组成部分,于晚古生代(泥盆纪)紧邻华北-北秦岭构造带南缘,并共同为南秦岭大面积的泥盆纪盆地提供碎屑物质。

南秦岭佛坪地区早中生代变质-深熔-变形作用的锆石U-Pb年代学制约

本文通过几何学与运动学等构造变形分析,勾勒出南秦岭佛坪地区龙草坪混合岩化片麻岩穹隆、佛坪县城片麻岩穹隆以及秧田坝—十里铺走滑剪切带的基本形态。同时,对该区混合岩、麻粒岩以及变形花岗岩进行了系统的岩石学与年代学研究。结果表明,混合岩的锆石具有明显的核-边结构,其中中色体年龄集中在(211.8±1.9)Ma,浅色体中锆石边部年龄为(203.7±1.6)Ma,而继承核部则显示了与本地区泥盆纪变质沉积岩中碎屑锆石一致的年龄谱系。麻粒岩的锆石也具有明显的核-边结构,核与边分别得到(201.5±7.0)Ma和(188.1±1.5)Ma的加权平均年龄。伟晶岩和细粒花岗岩样年龄分别为(200.4±2.0)Ma和(201.1±1.5)Ma,误差范围内一致。穹隆一带的副片麻岩和走滑剪切带南侧变质沉积岩分别得到(198.1±2.2)Ma和(196.1±2.1)Ma的变质年龄。佛坪县城片麻岩穹隆一带的变形花岗岩年龄为(205.5±3.0)Ma。综合以上构造变形与变质-深熔-岩浆作用的研究,我们构建了佛坪地区早中生代构造演化序列,并提出片麻岩穹隆侵位过程中得到了作为勉略带东侧部分的秧田坝—十里铺韧性走滑剪切带活动的促进。并认为南秦岭构造带至少在217~212Ma之前仍处于俯冲环境,于211~201Ma进入同碰撞背景,并于200~190Ma完成同碰撞向伸展体制的转变。

华北克拉通南缘小秦岭地区花岗质浅色脉体锆石U-Pb年龄、稀土元素特征及其地质意义

小秦岭地区发育有大量古元古代晚期的花岗质浅色脉体,这为理解同时期华北克拉通南缘的深熔作用和构造演化提供了重要的窗口。本文对小秦岭地区三条花岗质浅色脉体中的锆石开展了CL图像、LA-ICP-MSU-Pb年代学及稀土元素的研究。浅色脉体中的锆石具有深熔成因锆石的斑杂状、平面状或弱振荡环带的内部结构及较为自形的外部形态特征,测得的锆石207Pb/206Pb年龄分别为(1867±13)Ma(MSWD=0.22,n=21)、(1849±17) Ma (MSWD=0.79)和(1828±15) Ma (MSWD=0.33,n=20),代表了该区深熔作用发生的时间。与上述三组年龄相对应,其锆石稀土元素配分曲线由具较弱负Eu异常(Eu/Eu*=0.12~0.81)的重稀土相对富集型,转变为中等负Eu异常(Eu/Eu*=0.29~0.61)的近平坦重稀土型、再到显著负Eu异常(Eu/Eu*=0.15~0.54)的重稀土富集型,结合锆石Ti温度计获取其结晶温度为574~708°C,表明地壳深熔作用的发生可能与高角闪岩相-麻粒岩相的退变质作用有关。结合前人的变质年代学数据可知,小秦岭地区1.87~1.82 Ga的深熔作用应与~1.95 Ga时东、西部陆块碰撞造山所致增厚地壳的长期抬升和冷却过程有关。