海南岛抱板岩群的形成时代及其大地构造意义

抱板岩群(原称抱板群)是目前海南岛发现的最古老的前寒武纪结晶基底,经历了多期构造热事件的改造,是研究海南(海南岛)地块大地构造属性及块体划分的重要载体。在总结前人已有研究成果的基础上,本文对海南岛东方市抱板地区抱板岩群混合岩及后期侵入的花岗岩、基性岩开展了SHRIMP和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,厘定了抱板杂岩的形成时代、经历的构造热事件,并探讨其所代表的大地构造意义。根据岩石组合特征,本文将抱板岩群进一步划分为戈枕村岩组和峨文岭岩组,二者均被晚期花岗质和基性岩浆侵入,它们一起构成了抱板杂岩。锆石年代学结果表明:戈枕村岩组形成时代应介于1480~1440 Ma之间,峨文岭岩组形成时代介于1460~1430 Ma之间,片麻状花岗岩侵入时代为1450~1430 Ma,基性岩侵入时代为1425~1410 Ma。抱板岩群在中元古代早中期经历了花岗岩侵入、混合岩化作用、基性岩侵入等多期构造热事件的改造,中元古代晚期-新元古代早期经历了与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的构造热事件。区域上块体对比分析表明,海南地块与越南昆嵩地块具有相似的前寒武纪结晶基底组成及多期构造热事件记录,显示二者具有亲缘关系。

海南地块形成与拼合时限:来自早石炭世变质粉细砂岩中碎屑锆石年代学的约束

原-古特提斯洋的闭合时限及其缝合带的具体位置对理解特提斯洋构造演化具有非常重要的意义。本文采用碎屑锆石年代学方法,分析了海南岛乐东-定安断裂两侧早石炭世沉积物源的特征,结合志留纪时沉积物源的特征,解译了其物源变化所指示的原-古特提斯洋盆闭合时限。碎屑锆石年代学显示,乐东-定安断裂东侧志留纪兰多维列世保脚村组和足赛岭组中最年轻一组碎屑锆石年龄为420~500 Ma,西侧志留纪兰多维列世陀烈组中碎屑锆石年龄均大于1100 Ma,二者显示出不同的年龄数据及谱系特征,应分属两个不同块体上沉积区的产物;不同于兰多维列世,乐东-定安断裂东西两侧早石炭世南好组中碎屑锆石年龄值分别为343~2465 Ma与365~2742 Ma,二者具相同的年龄数据及谱系特征,暗示接收相同的物源,应属同一块体上相同沉积区的产物,表明琼西北地块与琼东南地块在早石炭世已拼合成了统一的海南地块。综合区域上的其他地质资料,笔者认为琼东南地块与琼西北地块间的原-古特提斯洋盆的最终闭合时限应该在晚泥盆世,乐东-定安断裂可能是琼东南地块与琼西北地块之间的原-古特提斯洋盆闭合的位置。

海南岛前寒武纪基底组成及演化

海南岛位于欧亚板块、印度板块和太平洋板块的交接部位,区内构造复杂.根据沉积地层学、岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等研究成果综合分析,海南岛存在元古代的古老变质基底,以九所-陵水断裂为界,可进一步划分为南部的三亚块体和中北部的五指山块体.二者的基底组成及特征明显不同,三亚块体的基底属南海-印支地块的一部分.五指山块体在早元古代末期地壳初步固结,形成古陆的雏形;中元古代大规模构造热事件(1.63Ga、1.4Ga)形成了海南岛中北部地区成型的、稳定的结晶基底;晚元古代(0.95Ga)构造活动相对和缓,已固结成型的古陆局部增生.此间深大断裂即开始活动并控制前寒纪基底构造格局和演化,五指山块体的空间范围几乎遍及整个海南岛中北部地区.

海南岛北部第四纪早中更新世多文组的建立

在1∶25万琼海县幅区域地质调查中,对海南岛北部地区出露的一套早、中更新世形成的基性火山岩进行了详细研究,新创建多文组,并进一步划分为上、下段,分别代表早更新世晚期—中更新世早期、中更新世中晚期形成的基性火山熔岩、火山碎屑岩。其层位比道堂组、石山组低,且岩性组合存在差异。对该组的分布范围、岩性、岩相、形成时代、地球化学特征进行了总结,并讨论了其形成的构造环境。

海南岛北部更新世道堂组的重新厘定

根据1∶25万琼海县幅区域地质调查最新资料,对《海南省岩石地层》中的第四系道堂组进行了重新厘定,在原道堂组正层型剖面上原一段与二段之间识别出沉积不整合面、超覆不整合面,从而将原道堂组划分为2个不同的组级岩石地层单位。按照岩石地层单位的命名原则,超覆不整合面之下的原道堂组一段划归新建立的下中更新统多文组;尿道堂组二段、三段、四段厘定为新定义的道堂组,分别定义为新道堂组的下段、中段和上段。新厘定的道堂组的地质时代为中晚更新世。

海南岛东部黄竹岭地区变质火山岩锆石U-Pb同位素年龄及其地质意义

海南岛东部黄竹岭地区出露一套中浅变质岩系,其中夹变质火山岩。变质火山岩中存在2组不同成因的锆石,获颗粒锆石U-Pb一致曲线上交点年龄为527Ma±48Ma,可解释为火山岩生成年龄的下限,下交点年龄为230Ma±13Ma,为岩石后期经受变质热事件的年龄。据上述颗粒锆石U-Pb年龄,结合区域地质背景分析,认为变质火山岩的形成年龄介于498.9～(527±48)Ma之间,该套地层形成时代为早古生代。

海南儋州-屯昌地区二叠纪地层的发现及其意义

在海南岛中部儋州-屯昌地区前人划归石炭系地层中采获放射虫等古生物化石,新厘定出一套二叠系地层。其下部为一套滨浅相碎屑岩,局部夹碳酸盐岩、变质基性火山岩;上部为一套深水沉积岩系夹硅质岩,局部夹变质基性火山岩。与海南岛西部、西南部一带出露的二叠世地层比较,岩性组合特征、沉积类型、沉积相、生物富集程度和属种组分及所处沉积构造背景均存在显著差异。该套地层的确定,对研究海南岛二叠纪地层的沉积相,重塑古地理环境,以及研究古特提东延及构造演化等问题具重要意义。

海南岛西部大广坝地区晚奥陶世-早志留世笔石地层的发现及意义

笔者于海南岛西部大广坝地区一套浅变质岩系中首次发现晚奥陶世-早志留世笔石,经鉴定属双笔石类。有关此套地层的时代归属长期存在争议,先后划归为寒武纪、前泥盆纪、泥盆纪-石炭纪、石炭纪、二叠纪,笔石的发现为其时代归属提供了依据,并进一步证实了该区晚奥陶纪-早志留纪地层的存在,为海南岛中北部地区奥陶纪-志留纪深水相地层的划分与对比、时代归属、及海南岛含笔石地层的研究提供了新资料,对古生物地理分区、沉积相、沉积大地构造背景及大地构造格局的研究也具重要意义。

琼西花岗闪长岩锆石Pb—Pb同位素年龄及其地质意义

海南岛西部抱板地区原“抑板群”中的片麻状花岗闪长岩是中、晚元古代的侵入岩，它与抱板群均遭受了区域性构造变形事件。其中，锆石具典型的岩浆型锆石特点，其Pb-Pb法年龄为（1397±46）×10^6a，可代表岩体的形成年龄。研究成果表明：距今1400×10^6a左右，海南岛发生过一次大规模的构造热事件，形成了侵入抱板群的大量花岗岩。

琼西长坡-王五盆地鹿母湾组孢粉化石的发现及其意义

在研究区进行 1∶5万区域地质调查时 ,于该区鹿母湾组中发现孢粉化石。其孢粉组合以蕨类植物孢子 ( 4 9.2 8% )和裸子植物花粉 ( 4 7.82 % )为主 ,此外尚有少量被子植物花粉 ( 2 .9% )。该孢粉组合特征与广东、江苏、浙江等地早白垩世中晚期孢粉组合特征基本相似。据此可确认 ,本区鹿母湾组的地质时代应属早白垩世中晚期。

海南岛屯昌地区发现印支期爆破角砾岩筒

1∶5万地质填图发现 ,屯昌地区存在印支期爆破角砾岩筒 ,它的形成明显受北东向、北西向基底断裂带的控制 ,平面上呈似椭圆状 ,该岩筒由爆破角砾岩、震碎角砾岩及崩塌角砾岩组成 ,含四种成分的角砾。岩筒的形成年龄为 2 2 8.2± 3.7Ma。

海南琼海烟塘梅岭铜钼矿床地质特征

琼海烟塘梅岭铜钼矿床位于海南五指山隆起东北侧的一个"角砾岩筒"中,该"角砾岩筒"的形成受南北向、东西向构造-岩浆岩带控制,与燕山期花岗闪长岩、花岗闪长斑岩关系密切。工业矿体主要集中在岩筒边缘接触带附近,共发现大小铜、钼矿体23个,矿体多呈透镜状、脉状,全为盲矿体,埋深数十米至400余米。矿石为细脉浸染状,Cu品位0.4%～0.9%,Mo品位0.01%～0.1%。蚀变带可粗略划分为钾化带、石英-绢云母化带和青盘岩化带,可能属斑岩型矿床。

海南岛东部阳江红盆的沉积相研究

研究区沉积物自下而上可划分为白垩系鹿母湾组、抱万组、白石岭组,据红盆沉积物的性质、结构及原生沉积构造,将盆内沉积物划分为冲积扇相、瓣状河流相、洪冲积平原相及湖相4种不同的沉积相,河道、片汜、泥石流、泥流、筛积沉积等10种不同的成因类型。盆内沉积作用形成了冲积扇相、瓣状河流相和滨湖相3种不同的沉积体。

粤北大宝山多金属矿床LA-ICP-MS锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os定年及其地质意义

对粤北大宝山多金属矿床次英安斑岩(样品ZK5803)中锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为(174.6±1.5)Ma(MSWD=0.7),与矿区花岗闪长斑岩的形成年龄基本一致;3个斑岩型和矽卡岩型钼钨矿石辉钼矿Re-Os模式年龄为(163.2±2.3)Ma(样品CD-30)、(165.2±2.4)Ma(样品DB-18)和(163.4±2.4)Ma(样品CD-38),与层状铜铅锌矿中辉钼矿Re-Os模式年龄(164.7±3.0)Ma基本一致;上述4个样品给出的加权平均年龄为(164.0±2.5)Ma(MSWD=0.16);该成矿年龄与南岭地区其他钼多金属矿床形成时间一致,同属于华南地区中生代第二阶段成矿作用。矿床地质特征、流体包裹体氢氧同位素(δ18O=-3.75‰～7.0‰,δD=-50.7‰～-56.1‰)和矿石硫化物硫同位素(δ34S=-2.00‰～3.00‰)资料表明,该矿床为与矿区次英安斑岩和花岗闪长斑岩有成因联系的岩浆期后热液矿床。矿区各类矿床应为同一期成矿事件的产物,不同于前人认为的存在加里东期海底喷流沉积和燕山期叠加成矿,或燕山期两期成岩成矿的观点。结合岩石微量元素图解和前人研究结果,推测其成矿动力学背景为南岭地区后造山伸展环境。

云开地区变质基底锆石U-Pb年代学及对华夏地块Grenvillian事件的指示

云开地区前寒武纪变质基底主要是以片麻岩类为代表的高州杂岩和以浅变沉积岩类为代表的云开群,均不同程度受到了后期加里东期和印支期构造-岩浆事件的改造。对高州杂岩中1个变粒岩（YK1016）和1个黑云斜长片麻岩（YK1014-3）、云开群中1个黑云斜长片麻岩（YK1017-1）样品进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。样品YK1016中获得的不一致曲线上下交点年龄分别为（1 035±43）Ma和（437±30）Ma（n=16,MSWD=1.3）,上交点年龄与10个谐和点207Pb/206Pb加权平均年龄（970±30）Ma（MSWD=0.22）一致,解释为其形成年龄。样品YK1014-3获得的206Pb/238 U表观年龄范围为949~2 395 Ma,主要集中在1 000~1 200 Ma,9个最年轻且谐和的分析点207Pb/206Pb加权平均年龄为（970±32）Ma（MSWD=0.53）,对其最大沉积年龄进行了约束。样品YK1017-1获得的206Pb/238 U表观年龄范围为650~2 383 Ma,也主要集中在1 000~1 200 Ma,最年轻且谐和的碎屑锆石年龄将其时代约束在650 Ma。结合云开地区变质基底中已有的高精度年龄数据,认为高州杂岩形成时代为中元古代晚期—新元古代早期,云开群的形成时代为新元古代晚期。另外,研究结果及云开地区已有的数据表明,该区除出露Grenville期岩石外,新元古代变沉积岩中还存在大量Grenville期（900~1 350 Ma）碎屑锆石,部分晶形较好具岩浆起源,这一现象从云开地区一直延伸到华夏东部;但在华夏地块由南往北,Grenville期锆石呈减少趋势,新元古代锆石（820~860 Ma）逐渐增多。这些暗示华夏地块南缘存在一个由南东向北西推进的Grenvillian造山带,和（或）在华夏地块内部存在略晚于Grenville期的构造-岩浆事件。

海南岛地壳生长和基底性质的Nd同位素制约

通过对海南岛花岗岩、变质沉积岩等地壳岩石SmNd同位素的详细剖析,探讨了海南岛的基底性质及其地壳生长史。研究表明:海南岛九所—陵水断裂的南、北经历了不同的构造演化史。断裂以北地壳岩石的εNd(t)分布在3.3至-17.2之间,Nd模式年龄分布在1.2～3.2Ga之间,并在1.4～1.6Ga和2.0Ga形成统计峰值。断裂以北地壳主要以幕式生长形成,太古代时期形成若干陆核(距今3.1～3.2Ga或更早?),1.4～1.6Ga和1.8～2.0Ga为地壳生长的主要时期。断裂以北地壳岩石的SmNd同位素特征和地壳生长史与华夏古陆的相似,其基底是华夏古陆的一部分,断裂以南可能是亲东冈瓦纳(澳大利亚)的裂解块体。

湖南省东北部地区桃江县木瓜园钨多金属矿成岩成矿时代及其对区域成矿作用的启示

江南造山带的湘东北-赣西北-皖东南—浙西南地区存在一个北东向钨矿带,成因类型以斑岩型、矽卡岩型为主,近年在其西南方向新发现了木瓜园大型钨矿床,成矿过程与斑岩体密切相关。厘定了木瓜园矿区含矿花岗斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(224.2±2.0)Ma(MSWD=0.65,n=17),辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄(225.4±1.4)Ma(MSWD=0.71)及加权平均年龄(222.96±0.96)Ma(MSWD=1.08,n=5),表明矿区成岩与成矿时代均为晚三叠世,属于印支期;锆石初始176 Hf/177 Hf比值0.282 444～0.282 580,εHf(t)值为-1.9～-7.2,二阶段模式年龄(TDM2)为1 713～1 388Ma,表明含矿岩体岩浆源区主要为古元古代-中元古代古老地壳岩石,起源于下地壳古老物质的重熔。由于北东向钨矿带成岩成矿集中于燕山期,木瓜园成岩成矿集中于印支期,结合区域地质背景,推测该钨矿带西南方向不超过湘东北地区新宁-灰汤断裂,但湖南省东北部地区存在一次晚三叠世大规模成岩与局部钨钼多金属成矿过程,且具有较大的找矿潜力。

华南印支期弱过铝质和强过铝质花岗岩中黑云母的矿物化学及其岩石成因制约

华南印支期岩浆活动强烈,并形成了大量的花岗质岩石,按矿物组合可将其分为含典型过铝质矿物白云母、电气石、黄玉的强过铝质花岗岩(SPG)和含角闪石、黑云母等镁铁质矿物,而缺乏典型过铝质矿物的弱过铝质花岗岩(WPG)两大类。黑云母是花岗岩类岩石中最常见的镁铁质矿物之一,其成分特征可以有效示踪花岗岩的成岩物理-化学条件和源区性质。以赣南印支期龙源坝岩体和湘中白马山岩体为例,对华南印支期花岗岩中两类过铝质岩石的黑云母矿物化学成分进行研究,结果显示WPG中黑云母富镁、贫铝、贫铁,属镁质黑云母,而SPG中黑云母贫镁、富铝、富铁,属铁质黑云母。黑云母平衡结晶温度和氧逸度估算结果显示,WPG比SPG具有更高的岩浆温度和氧逸度。WPG属于壳幔岩浆混合产物,而SPG则来自于接近纯地壳沉积物质部分熔融产物。花岗岩中黑云母的化学成分可以有效判断源区性质,无法单独判断构造背景。

云开地区加里东期花岗岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

对云开地区1∶25万区调中划归前寒武纪或新元古代的(片麻状)花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得的年龄分别为(443.3±2.6)Ma(样品1009,陆川县陆透水库东南)、(445.7±2.3)Ma(样品1010,陆川县月垌村)、(441.1±2.0)Ma(样品1012,高州市谢鸡镇)和(443.7±1.7)Ma(样品10108,信宜市朱砂镇),表明它们属于加里东期的产物而不是以往认为的前寒武纪基底或新元古代岩石。结合前人的研究表明,这些花岗岩主要由元古宙基底岩石发生深熔作用而成,是华南地区加里东期陆内造山作用的响应。随着云开地区前寒武纪基底中大量加里东期年龄的发现,说明加里东运动对该区的影响非常强烈,1∶25万区调中划归前寒武纪基底或新元古代的部分片麻状花岗岩应归属加里东期。云开地区前寒武纪基底主要是以片麻岩类为代表的高州杂岩和以变沉积岩类为代表的云开群,高州杂岩形成时代为中新元古代,云开群形成时代可能为新元古代。从整个华夏地块来看,存在古—中元古代结晶基底,但出露可能并不像以往认为的那么广泛。

云开地区早古生代竹雅-石板辉长岩锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素特征

华夏地块西段的云开地区出露少量早古生代基性侵入岩,多以小岩株状侵入前寒武纪变质地层或与同期片麻状花岗岩共生,岩石类型主要为辉长岩和苏长辉长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示,信宜竹雅和高州石板辉长岩结晶年龄约为445Ma。辉长岩岩石地球化学以富MgO、CaO,相对贫TiO_2为特征,具有极低的稀土元素总量(∑REE=20.8×10^(-6)~26.6×10^(-6)),轻稀土元素略微富集,亏损Nb、Zr、Ti、P等高场强元素。锆石ε_(Hf)(t)均为弱的负值,Hf同位素一阶段模式年龄介于1.1~1.4Ga之间,显示富集地幔源区特征。构造环境分析表明,辉长岩与火山弧玄武岩相似。综合前人研究认为,华夏地块早古生代存在一系列具典型弧火山岩特征的基性岩类,这对早古生代构造运动的认识具有重要的限定作用。