大别造山带晚古生代再循环锆石:合肥盆地新生代基性岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素证据

大陆俯冲带通常是由大洋俯冲带发展而形成的,因而大陆造山带内通常会同时记录大洋俯冲和大陆俯冲阶段的信息。位于中国中东部的大别造山带记录了丰富的三叠纪华南、华北板块陆—陆碰撞信息,但几乎完全缺失晚古生代大洋俯冲阶段证据。基于古生代地质事件相关岩石可能被掩盖于合肥盆地底部或在大陆俯冲过程中被运移至地幔深部的推测,针对合肥盆地中部出露的玄武岩和辉绿岩开展了详细的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析。测试结果显示,大蜀山辉绿岩和小蜀山玄武岩均获得了较多的晚古生代年龄结果,加权平均年龄分别为338 Ma、270 Ma和349 Ma、273 Ma,鸡鸣山辉绿岩则主要表现为早白垩世年龄。这些基性岩浆岩中锆石年龄结果表现为连续分布的特征,2个最小的年龄结果指示了新生代基性岩浆活动的发生时间,其他锆石则来自于古老岩石的再循环。对高温条件下的锆石保存机制以及锆石来源的综合分析,可以得出合肥盆地基性岩中的晚古生代锆石来源于古特提斯洋俯冲形成的岩浆岩。三叠纪大陆俯冲阶段部分晚古生代岩浆岩被俯冲板片运移至地幔深部,而后在新生代太平洋板块俯冲过程中与深部地幔一起部分熔融而形成合肥盆地新生代基性岩浆岩。这为大别造山带晚古生代曾发生过大洋俯冲事件提供了直接证据。

金湖凹陷基性岩捕获锆石年龄及其区域构造意义

郯庐断裂带的形成演化是中国东部中生代关键大地构造事件,该断裂带起源机制问题是了解华南与华北板块汇聚过程与方式的基本前提。本文利用郯庐断裂带东侧金湖凹陷内7个新生代基性岩样品394个点的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学数据,在分析岩浆活动时代基础上,利用捕获锆石年龄信息探讨了大别造山带的古生代演化及郯庐断裂带起源机制问题,为认识上述问题提供了一个全新的视角。研究表明,金湖凹陷的基性岩浆活动时代为古近纪早期(66.1~56.5 Ma),与围岩的沉积时代吻合;基性岩中的捕获锆石来自大别造山带,是印支期板块碰撞造山中楔入郯庐断裂带东侧华南板块的造山带物质,具有华南板块、北淮阳和华北板块的混杂岩石圈信息;捕获锆石中445 Ma(变质锆石)、290 Ma(岩浆锆石)及214 Ma(变质锆石)等峰值年龄信息指示古生代以来北淮阳构造带经历了与北秦岭构造带类似的弧—陆俯冲、碰撞历程,暗示秦岭造山带的二郎坪洋、商丹洋和勉略洋可延伸至大别造山带东端;年代学数据及构造分析支持郯庐断裂带起源于嵌入碰撞背景下的华南板片撕裂边界,其起源形式为陆—陆碰撞下的板块斜向汇聚边界。