大别山北淮阳构造带柳林辉长岩:新元古代晚期裂解事件的记录

大别山北坡北淮阳构造带的柳林-定远-王母观一线,断续分布着带状产出的辉长岩体,构成一条NWW向的基性岩带,以往被认为是形成于海西期的造山后伸展环境.对该带西缘鸡公山北坡柳林辉长岩进行了锆石SHRIMPU-Pb定年和辉石、斜长石的矿物化学研究.辉长岩中的岩浆锆石SHRIMPU-Pb年龄为(611±13)Ma,代表岩体结晶时代,这一年龄远远老于其围岩上奥陶统定远组的时代.岩体主要矿物辉石属普通辉石,Na2O、FeO和MnO较高,长石属中长石,低CaO,这些特征明显区别于岛弧或活动大陆边缘环境中的同类矿物,而与板内伸展环境中形成的辉长岩的矿物特征相似.研究表明,大别山北部新元古代晚期(610Ma左右)发育了一次陆内裂解事件.

大别山北缘定远组双峰式火山岩-新元古代晚期裂解事件记录

为了了解大别山北缘构造属性,对定远组地层组成、形成时代及地球化学特征进行调查与研究.野外调查表明,定远组主要由一套变火山岩及云母片岩、云母石英片岩、浅粒岩、板岩等组成,其中变火山岩包括变玄武岩与变流纹质火山岩,并构成典型的双峰式火山岩建造;此外,还含有早古生代构造地层单位.运用LA-ICP-MS对酸性火山岩锆石进行U-Pb定年,获得725.7±1.4 Ma、736.6±5.4 Ma的年龄,形成时代为新元古代,不是前人认为的早古生代.变玄武岩分为低Ti(TiO2=1.19%)和高Ti(TiO2平均含量为3.11%)两种类型.低Ti玄武岩稀土总量较低(低于N-MORB),岩浆来自亏损的地幔源区.高Ti玄武岩又可以分为两种类型,一类富集Nb、Ta等元素,不相容元素的比值接近大陆裂谷玄武岩;另一种类型亏损Nb、Ta、Th、U等元素,岩浆可能来源于被下地壳或蚀变大洋地壳改造的地幔,其Th/Ta为1.6,与大陆裂谷玄武岩相当.总之,变玄武岩地球化学特征具有很大差别,是地幔源区不均一的反映.变酸性火山岩富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素,锆石Hf同位素分析显示主体εHf(t)值为-3.0~-10,二阶段Hf模式年龄TDM2(Hf)为1630~2258 Ma,揭示其来源于古老地壳的部分熔融.定远组新元古代双峰式火山岩形成于大陆裂谷环境,并非岛弧构造背景.定远组双峰式火山岩及广泛分布的同时代岩浆岩,揭示了扬子陆块北缘在新元古代(800~611 Ma)时期一次重要的大陆边缘裂解-岩浆事件,是Rodinia超级古大陆裂解作用深部地球动力学的地表响应.

秦岭造山带宽坪群中的变铁镁质岩的成因、时代及其构造意义

地球化学分析结果显示,宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩SiO2含量均小于53%,TiO2的含量分别是0.87%-2.03%和0.92%-2.12%,MgO含量较低(Mg#=29-49),原岩类型为亚碱性TH系列玄武质岩石。宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的轻稀土、重稀土元素无明显分异,LREE呈现亏损—略富集,稀土元素配分模式呈平坦型,与E-MORB的配分模式相似。相对于N-MORB,宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的大离子亲石元素(LILE,如Sr、K、Rb和Ba)轻度富集,高场强元素(HFSE,如Ta、Nb、Zr、Hf、Ti等)既不富集也不亏损,显示与E-MORB相类似的地球化学特征。宽坪群变基性火山岩和斜长角闪岩的初始锶比值比较分散,但其初始钕比值(143Nd/144Nd)(t)比较集中和均一,分别为0.511962-0.512192和0.512028-0.512157,εNd(t)值均为正值,分别是+5.7-+10.2和+7.0-+9.5,表明2类岩石来自轻稀土和大离子亲石元素略呈亏损的源区。SHRIMP锆石U-Pb年代分析揭示,宽坪群变基性火山岩形成于晚新元古代Ediacaran期(611Ma±13Ma),较老的残余晶核锆石可能是岩浆活动过程中捕获古老地壳成分的记录。黑云母40Ar/39Ar热年代学分析表明,宽坪群原岩变质时代为石炭纪Serpukhovian期(319.1Ma±3.6Ma)。认为宽坪群中的变铁镁岩块/片形成于晚新元古代被动陆缘裂谷洋盆,是华北陆块南缘大陆裂解作用的产物。