华夏陆块晚新元古代-早古生代沉积物源的组成与演化及其对冈瓦纳大陆重建的意义

华南板块是冈瓦纳大陆的重要组成部分,其在冈瓦纳大陆中的古地理位置是恢复古大陆格局的关键要素,也是地质学界争论的焦点。本文汇总并对比了华南东南部华夏陆块多个盆地的成冰纪-奥陶纪碎屑沉积岩的岩石地层学、全岩地球化学和碎屑锆石数据,厘清了华夏陆块晚新元古代-早古生代三次重要的沉积-构造事件:晚成冰世砾岩指示的近源沉积事件,晚埃迪卡拉世硅质岩指示的海进事件,以及中寒武统底部平行不整合界面、砂岩中砾石的广泛出现指示的构造抬升事件。成冰纪-奥陶纪沉积岩中含有大量格林威尔早期(1300~1000 Ma)和晚期(1000~900 Ma)的碎屑锆石,分别主要来自澳大利亚和印度板块。印度东部为华夏盆地长期提供物质补给,而澳大利亚西部在晚埃迪卡拉世从主要源区变为次要源区。中寒武世华夏陆块抬升使内部850~700 Ma岩浆岩出露成为主要物源之一,是对外部构造应力的远程响应。因此,华夏陆块在晚新元古代-早古生代位于东冈瓦纳北缘,与印度、澳大利亚具有长期稳定的联系,毗邻东南极洲。在冈瓦纳大陆聚合过程中,印度和澳大利亚泛非期造山带的形成、抬升和剥蚀影响了华夏陆块沉积盆地的物源变化。

大兴安岭牙克石地区新元古代与晚古生代两类岩石组合的构造属性及其地质意义

在内蒙牙克石地区发育两种不同构造属性的岩石组合:一类为乌奴耳-头道桥蛇绿混杂岩,另一类为晚古生代弧属性侵入岩。乌奴耳-头道桥蛇绿混杂岩由辉长岩、辉长辉绿岩、辉绿玢岩(岩墙?)、变玄武岩和放射虫硅质岩组成;地球化学特征显示基性岩类属于拉斑玄武岩系列,具有相似的稀土和原始地幔标准化配分模式,与N-MORB的特征类似,不具有Nb-Ta负异常,Nb/Nb~*值平均>1;构造环境判别图显示该蛇绿混杂岩可能形成于扩张脊。晚古生代弧属性侵入岩出露于白井山、乌尔其汗,由中基性单元(辉长岩、辉长闪长岩和石英闪长岩)和酸性单元(花岗闪长岩和二长花岗岩)组成;地球化学特征显示中基性单元和酸性单元属于钙碱性岩系列,富集LREEs和LILEs,具有Nb-Ta负异常,高Sr、Sr/Y值,低HREEs和Y,Eu异常不明显;酸性单元显示埃达克质岩的地球化学特征。乌奴耳-头道桥蛇绿混杂岩可能形成于新元古代,与头道桥蓝片岩、吉峰蛇绿混杂岩、新林蛇绿岩构成一条重要的缝合带,暗示本区古洋盆的存在。晚古生代弧属性侵入岩中,辉长岩的结晶年龄为326±1.9Ma,花岗闪长岩的结晶年龄为323.7±1.9Ma;微量元素的组成特征显示,中基性单元和酸性单元的形成与早石炭世洋壳板片的俯冲作用有关,暗示兴安地块和松嫩地块之间洋盆的萎缩。

大兴安岭十二站晚古生代后造山花岗岩的特征及其地质意义

东北大兴安岭地区的十二站岩体主要由钾长花岗岩、二长花岗岩组成。钾长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Ph定年结果为298Ma,属于晚古生代岩浆活动的产物。十二站岩体岩石化学以高钾(4.82%～6.06%)为特征,属于钾玄质系列,富集大离子亲石元素(LREE和Rb、Th、K等)而亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等),显示后造山花岗岩的特征,是兴安地块与松嫩地块碰撞拼合后后造山阶段的产物。岩体的Hf同位素将大兴安岭北部兴安地块的地壳增生时间限定在显生宙,而额尔古纳地块地壳增生主要发生在新元古代-显生宙,暗示两地块具有不同的早期地壳演化历史。

内蒙古狼山地区新元古代狼山群变形特征及区域构造意义

狼山群作为阿拉善地块东北部重要的前寒武系地层单元,记录了复杂的构造变形演化历史。本文通过对狼山西南段出露的新元古代狼山群进行构造地质试点填图、剖面测制等方面的研究,总结了狼山群构造变形特征,并对其变形时代和期次进行了初步划分。研究表明狼山群第一期构造变形特征表现为一系列同斜倒转褶皱构造(D1),第二期为近东西向的韧性右行走滑剪切(D2),第三期为北东向巴彦乌拉山—狼山断裂活动对狼山群构造变形进行改造(D3)。结合该地区前人研究成果及年代学资料认为:新元古代狼山群同斜倒转褶皱主要受到古亚洲洋向南俯冲,在古生代晚期沿恩格尔乌缝合带与阿拉善地块北缘拼合,导致近南北向的构造挤压,在狼山地区形成了早期枢纽NEE-EW向的褶皱;晚古生代末期-中生代早期古亚洲洋关闭后发生的板内变形在狼山地区形成韧性右行剪切;三叠纪中晚期韧性左行剪切形成北东向走滑断裂,并使早期形成的褶皱枢纽走向转为北东,奠定了狼山地区现今的构造格局。

东昆仑祁漫塔格花岗片麻岩记录的岩浆和变质事件

东昆仑青海祁漫塔格尕林格一带原定为金水口群的眼球状花岗片麻岩,实际为新元古代早期形成的花岗岩。采用SHRIMP和LA-MC-ICP-MS两种方法对其中的锆石进行了测试,获得的年龄分别为938±5Ma和938±2Ma,代表了花岗岩的形成时代。花岗岩地球化学特征显示为S-型,属于钙碱性系列的弱过铝-过铝质花岗岩,εNd(0)为-9.4～-11.7,εNd(t=938Ma)为-0.6～-3.2,显示低的负值,tDM为1.6～2.1Ga,推测其源岩与白沙河岩组类似。东昆仑东段、柴北缘以及阿尔金均有1000～900Ma的花岗岩形成,表明这次岩浆活动比较广泛,可能与我国西部不同陆块间的汇聚有关,是我国西部新元古代克拉通基底形成的反映,同时也响应于全球Rodinia超大陆的形成。花岗片麻岩中1粒锆石边部获得了416±11Ma的年龄,与区域上志留-泥盆纪花岗岩形成时代一致,代表了新元古代花岗岩发生变质作用的时代,其中白云母40Ar/39Ar的坪年龄和等时线年龄为406±2Ma,代表了变质花岗岩的冷却年龄,这些年龄表明新元古代花岗岩卷入了古生代中期与祁漫塔格洋/海盆关闭有关的造山事件。

北山造山带南缘北山杂岩的锆石U-Pb定年和Hf同位素研究

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分，大量高级变质岩在北山造山带多个构造单元（地块）中广泛分布，被认为是造山带的前寒武纪基底，以往统称为“北山杂岩”。但是，对这些基底岩石的形成时代、来源与归属，以及是否经历了与造山作用过程相关的变质作用等问题的认识仍不清楚。本文对位于造山带南缘，即石板山地块的石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩及其中长英质脉体进行了锆石U—Pb定年及Hf同位素研究。分析结果表明石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩都具有-880Ma的原岩结晶年龄和～295Ma的变质作用年龄；白墩子长英质脉体的形成年龄与片麻岩的变质年龄一致，为～295Ma。此外，白墩子片麻岩及长英质脉体的锆石还记录了更晚一期270～280Ma的变质作用。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中原岩结晶锆石的初始176Hf／177Hf值为0．282063—0．282291，εHf（t）为一6．3—2．2，tDM2分布于1．62～2．14Ga之间，表明其原岩的岩浆可能起源于古元古代地壳的部分熔融并有新生物质的贡献。这反映了北山造山带南缘可能并不存在太古代的地壳基底，即北山造山带南缘的石板山地块并不是前人所认为的属于敦煌地块的一部分。石板墩斜长角闪岩、白墩子片麻岩中的变质成因锆石初始176Hf／177Hf值明显高于原岩岩浆锆石，反映了它们不是由原岩锆石改造形成，而是熔体中的新生锆石，代表了一次-295Ma的深熔事件。这也得到了白墩子片麻岩中发育同时期长英质脉体的支持。我们认为这一-295Ma的深熔作用事件可能形成于后碰撞的伸展构造环境。

从华北陆块南缘大洋扩张到北秦岭造山带板块俯冲的转换时限

本文以北秦岭造山带华北陆块南缘被动陆缘火山裂谷(大洋?)盆地、早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-蛇绿杂岩等构造相带为研究重点,综合利用同位素年代学、古生物年代学、岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等实测数据,系统研究和探讨了北秦岭造山带被动陆缘大洋扩张向俯冲增生造山转换的时限。研究显示:华北陆块南缘由晚新元古代大洋扩张作用转化为板块俯冲作用的转换时限为早奥陶世,约472Ma左右。北秦岭造山带在古生代期间至少存在两期板块俯冲增生造山作用,时代上向南变新,空间上向南向洋内迁移。两次俯冲增生造山作用分别构筑了北秦岭造山带早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-俯冲杂岩两条构造相带。

再论贵州省大地构造特征(三)

贵州地区新元古代—早古生代的武陵、雪峰及加里东运动的裂陷离散、汇聚及碰撞造山的洋陆转换,呈现台地—斜坡—盆地沉积格局,岩浆活动较弱。通过研究认为:南华系—早古生代中期随着扬子陆块与华南古陆的汇聚,使黔北—黔东—黔南沉积建造在次级拉张裂陷构造形成了重要“内生外成”的成矿系统,造就了以锰、磷、重晶石、铅锌、汞、镍钼钒等为主的喷流沉积型大型—超大型矿床系列;早古生代末—晚古生代早期陆内造山作用形成大陆裂谷盆地,广泛的红土风化壳集中在黔中、黔东和黔北的泻湖海湾的弱酸—还原性沉积环境中,“移硅沉铁富铝”形成了大规模铝土矿。因此提出,新元古代—晚古生代中期是贵州省重要的外生成矿期,由此加强勘查工作和研究,以期达到新一轮找矿突破。