云开地块北缘加里东期中-基性火山岩的厘定:钦-杭结合带南西段早古生代古洋盆存在的证据

在扬子板块和华夏板块结合带(称之为钦-杭结合带)南西段,由于后期盖层覆盖和构造、岩浆侵入破坏,作为结合带标志的古洋壳残片(蛇绿岩)至今未被识别出来,从而导致了前人对该结合带的边界、大地构造性质及其时空演化等问题存在严重分歧。笔者通过系统的野外地质调查发现,在云开地块北缘的岑溪地区,沿着岑溪-梧州断裂带两侧出露有一系列呈岩片状产出的(变质)中-基性火山岩块。地球化学的研究结果表明,这些(变质)中-基性火山岩可分为性质截然不同的三大类:(1)糯垌镇油茶林场一带出露的变质中基性火山岩具有略亏损的大离子亲石元素和轻稀土元素,而高场强元素和重稀土元素轻微富集,且Nb、Ta、P和Ti的负异常不明显,显示出与N-MORB型火山岩相似的地球化学特征,获得其中斜长阳起石岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb谐和年龄为443.7±2.2Ma;(2)归义镇洞尾一带出露的变质基性火山岩则表现出轻微富集大离子亲石元素和具有平坦或略富集的轻稀土元素,并出现Nb-Ta、P和Ti的微弱亏损现象,显示出其与E-MORB型火山岩相似的地球化学特征,获得其中斜长角闪岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb谐和年龄为441.3±2.4Ma;(3)安平镇白板、大爽一带出露的中-基性火山(碎屑)岩总体上表现为明显富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而高场强元素和重稀土元素相对亏损,其间还出现Nb-Ta、P和Ti等高场强元素的明显亏损,显示出与俯冲带有关的岛弧型(IAB)火山岩相似的地球化学特征,获得其中安山质晶屑凝灰岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb谐和年龄为442.2±3.7Ma。由此表明,扬子板块和华夏板块结合带(钦-杭结合带)南西段有早古生代古洋盆的存在,本区N-MORB、E-MORB和IAB型中基性火山岩可能是在加里东时期该洋盆岩石圈持续向南东俯冲消减至华夏板块(云开地块)之下的地球动力学背景下形成的产物。

云开地块北缘MORB型火山岩的首次发现及其大地构造意义

最新研究发现,在云开地块北缘陆川县石窝镇—北流市清水口镇一带的“云开岩群”中出露一系列变质基性火山岩,该火山岩总体呈北东向带状分布,主要岩性为斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩,局部岩石中还夹有少量呈透镜状、布丁状或似层状产出的石榴辉石岩、透辉石岩、透辉角闪石岩、角闪石岩、(含石榴)斜长角闪岩、角闪绿帘石岩、石榴阳起石岩、石榴斜长辉石岩等。地球化学研究表明,其为典型的大洋拉斑玄武岩(MORB型玄武岩)。斜长角闪岩的锆石SHRIMP法喷发成岩年龄为(1462±28)Ma,表明其可能代表该区消失了的古洋壳岩石,是四堡期洋壳蛇绿岩的组成部分。

云开地块北缘构造带中变质基性火山岩的地球化学特征及其大地构造意义

对云开地块北缘构造带中变质基性火山岩的地质、地球化学综合研究结果证明,该区存在洋中脊型(MORB)和岛弧型(IAT)两类玄武岩。MORB型具有大体类似的地球化学性质,它们均含较低的TiO2(0.80%～1.62%,平均值1.50%)和P2O5(0.05%～0.15%,平均值0.13%),轻稀土元素呈亏损—平坦型,具洋中脊玄武岩特征;而IAT型含更低的TiO2(0.47%～1.26%,平均值0.80%)和P2O5(0.04%～0.07%,平均值0.06%),轻稀土元素呈富集型,具岛弧型玄武岩特征。MORB和IAT组合的出现说明位于华南板块西南端的广西云开地区在Grenville期(四堡期)可能存在过洋盆,它们很可能代表了Grenville期(四堡期)造山作用形成统一的Rodinia超级大陆以前的一个“多岛洋盆”系统,华夏古陆和扬子板块可能在该古洋盆于新元古代早期发生的全球性Grenville期(四堡期)造山运动而发生消减消失后才开始碰撞和造山,形成统一的Rodinia超级大陆。