扬子陆块古-中元古代地质演化与Columbia超大陆重建

扬子陆块在古-中元古代时期经历了较为强烈的岩浆-变质-沉积-成矿等地质事件,这些事件是理解该陆块陆壳演化和成矿效应内在联系及动力学的关键,也是探讨该陆块在Columbia超大陆中古地理重建的前提。本文以古-中元古代地质单元出露较为完整的扬子西南缘为重点研究对象,在总结已有资料的基础上,对扬子陆块古-中元古代时期地质事件进行剖析和讨论,明确了扬子陆块西南缘在古-中元古代时期经历了由Columbia超大陆初始裂解引起的陆内裂谷相关的沉积作用,岩浆侵位及矿产富集等地质过程。通过与全球陆块进行对比,发现相似的裂谷的相关沉积-岩浆-成矿事件在劳伦大陆西北部、澳大利亚北部及Siberian克拉通都有体现。本文认为扬子陆块在2. 4～2. 3 Ga通过增生拼贴到劳伦大陆Rae克拉通。在共同经历过Columbia超大陆聚合的峰期变质作用(2. 03～1. 81 Ga)之后,超大陆开始逐步裂解并形成大陆内部裂谷,最终在古元古代后期(～1. 66～1. 60 Ga)扬子陆块和Columbia超大陆主体分离。

大别贾庙新太古代花岗质岩石:对扬子克拉通形成与演化的制约

太古宙是大陆地壳形成和演化最为关键的阶段,保存了早期地壳演化的重要线索.由于元古宙及显生宙地质过程的强烈叠加改造,太古宙岩石在当今地球出露较为有限,特别是对扬子克拉通而言,太古宙岩石主要小规模出露于其北缘崆岭及西南缘等地,制约了对扬子克拉通早期地壳演化的认识.基于在扬子东北缘北大别贾庙地区开展的详细区域地质调查工作,从原大别岩群中解体出3处新太古代片麻状花岗岩,获得成岩年龄分别为(2645±30)Ma(高钾二长花岗岩)、(2630±37)Ma(高钾正长花岗岩)和(2497±29)Ma(富钠花岗闪长岩).该发现证实了北大别地区存在约2.7~2.5Ga地质体,丰富了扬子克拉通基底岩石的分布范围.花岗岩样品锆石均具有弱富集到弱亏损的Hf同位素组成,对应的ε(2645Ma)=-0.9~+3.7,T_(DM2)=3186~2909Ma;ε_(Hf)(2630Ma)=-4.2~-0.4,T=3372~3141Ma;ε_(Hf)(2497Ma)=-4.7~+0.1,T_(DM2)=3297~3005Ma.岩浆锆石δ^(18)O值分别为(5.06±0.27)‰~(5.79±0.30)‰(平均5.59‰)、(6.14±0.24)‰~(7.35±0.26)‰(平均6.87‰)与(5.95±0.17)‰~(7.09±0.17)‰(平均6.55‰),考虑到Pb丢失可能造成δ^(18)O值降低,其初始δ^(18)O值应整体高于幔源岩浆锆石值(δ^(18)O=(5.3±0.6)‰).上述结果指示,贾庙地区新太古代岩浆事件主要是对古-中太古代基底岩石的再造,且包含少量表壳物质的贡献.对比发现,扬子克拉通各太古宙-古元古代基底岩石化学组成由富钠到高钾的转变时间、地壳生长过程以及经历的构造热事件时间等存在明显差异,但它们都经历了~2.0Ga的变质事件,由此推断扬子克拉通存在多个独立微陆块,并在古元古代中期发生了碰撞拼合事件,是哥伦比亚超大陆聚合的响应,但是否于该时期形成了统一的扬子克拉通尚需进一步研究加以验证.