Geochronological and Geochemical Evidence for the Sedimentary Transformation from the Banxi Period to Nanhua Glacial Period

Objective There has been considerable debate about the definition of the lower boundary of Nanhua System by far.One definition is based on sedimentary sequence of different stages of basin evolution,focusing on whether deposits of the Banxi Period should be classified as Nanhua System.Another is the onset time of Nanhua glacial period.

湘黔桂邻区板溪期与南华冰期之间的沉积转换及其地层学涵义

前人一直认为湘黔桂邻区的板溪群及其相当层位的下江群、丹洲群与南华冰期的沉积序列是连续或部分连续的,没有明显的沉积—构造转换界面。本次调查的锦屏隆里剖面、黎平肇兴剖面、从江黎家坡剖面、三江泗里口剖面、罗城黄金友洞剖面等均显示,板溪期与南华冰期的沉积转换非常明显,主要表现是界面上下的地层岩性、岩石结构构造和沉积相类型等迥然不同。其区域表现是:板溪沉积晚期为海退进积序列,从陆块内部到陆块边缘,地层缺失逐渐减少;江口冰期沉积从陆块边缘到陆块内部,显示出明显的渐次海侵上超特征,越靠近边缘早期沉积序列越完整。我们认为这就是前人提出的"雪峰运动"的沉积表现。因此,在扬子东南缘的湘黔桂邻区一带南华系地层序列是相对完整或近似完整的,应是层型剖面和点(GSSP)选择的最有利地区。目前首要问题是要进一步明晰"南华系"含义,而深入研究和探讨南华大冰期沉积前之板溪群及其相当层位地层的构造属性及其与冰期沉积的转换过程则是建立"南华系"的必要前提。

论板溪群的时代归属和层位对比

根据多种地层划分的原则,板溪群应定义为雪峰—武陵山区的一个岩石地层单位,它包括马底驿组和五强溪组。从有关地质事件、微古植物组合、同位素年龄及有争议的地层剖面的研究,板溪群和长江峡东震旦系经典剖面的莲沱组之间不存在上、下层位关系。它们同是晋宁(武陵)造山运动之后,南华大冰期之前这一地质演化阶段的沉积,具有可对比性,时代上应同归于早震旦世。

扬子陆块新元古代首次冰期前的区域沉降及其沉积响应研究

赣北及邻区休宁组(莲沱组)与湖北宜昌、通山地区的莲沱组是华南新元古代中期的重要地层单元,但对其沉积大地构造背景和时代归属一直存在不同认识。本文在详细的沉积学调查和区域对比研究基础上,对采自通山石门塘剖面莲沱组底部含砾砂岩、上部的沉凝灰岩和上饶华坛甘岭剖面的上墅组顶部英安岩、休宁组中部沉凝灰岩分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得通山莲沱组最大沉积年龄为784.0±11.0 Ma,莲沱组中上部沉积年龄约为727.3±6.7 Ma;获得华坛甘岭剖面上墅组顶部英安岩形成年龄为779.0±6.6 Ma、休宁组中部沉积年龄为733.6±5.9 Ma,因此,赣北及邻区的莲沱组或休宁组沉积时限与宜昌地区基本一致。沉积学调查显示,华坛甘岭休宁组沉积构造不发育,主体为冲积扇—滨浅海至深水陆棚相沉积;通山莲沱组沉积构造发育,斜层理、交错层理、沙纹层理及波痕等牵引流沉积构造发育,为河流—三角洲沉积序列。研究认为,在扬子陆块内,浙皖赣邻区的莲沱组(休宁组)与宜昌莲沱组、滇中澄江组及湘黔桂地区的板溪群及其相当地层的上部沉积时限(780~720 Ma)大体相当,为南华冰期开启前在区域热沉降背景下,南华裂谷系的第一套呈区域性展布的裂谷盖沉积。

南华冰期的底界讨论:来自沉积学与同位素年代学证据

目前国内对于我国新元古代南华系划分的分歧很大,主要原因之一在于对板溪群及其相当层位地层的构造属性及其上限年龄的认识存在较大差异,为此,在详细的沉积学调查的基础上,对湘黔桂地区典型丹州群和下江群(与板溪群相当)有关剖面上顶部地层沉凝灰岩开展了锆石年代学研究。沉积学调查表明,板溪期沉积地层与上覆南华冰期沉积地层之间的转换界面清晰,界面上下岩性、结构、构造、沉积相特征迥异,显示板溪群和上覆南华纪冰期沉积期间存在明显的沉积—构造转换过程。而板溪晚期沉凝灰岩的锆石U-Pb同位素年代学研究则表明,板溪群及其相当层位的上限年龄均趋向于720 Ma,这与Sturtian冰期的启动年龄718 Ma接近。因此,基于沉积盆地演化的阶段性、全球性重要古气候演化的区域可对比性以及同位素年代学分析,将南华冰期启动年龄设定为720 Ma是恰当的,将我国南华系底界置于江口冰期沉积层系之底也是合理的,这为我国南华系底界GSSP的选定提供了重要的年代学和沉积学约束。