扬子陆块西北缘早新元古代俯冲增生过程的岩浆记录

华南早新元古代俯冲相关岩浆作用记录为揭示罗迪尼亚超大陆边缘陆块的聚合及增生过程提供了重要制约。本文聚焦华南扬子陆块西北缘出露的早新元古代岩浆作用记录,总结梳理了其年代学框架、地球化学特征以及同位素特征,查明了其源区性质和岩石学成因、并探讨了不同阶段岩浆记录所对应的构造环境。结果表明,扬子陆块西北缘约1.0~0.9 Ga岩石具有与新生岛弧岩浆类似的微量元素特征,强不相容元素的含量略低于大陆弧,并且具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成和略低于地幔值的锆石δ~(18)O值,这些特征指示约1.0~0.9 Ga岩浆岩最有可能形成于洋内弧环境。相比之下,约0.9~0.83 Ga岩浆岩具有与平均上地壳类似的微量元素特征,富集强不相容元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,并且具有富集的SrNd-Hf同位素组成,锆石δ^(18)O值与地幔值相当或略高,指示其可能形成于大陆弧环境。此外,镁铁质岩石全岩Nd和锆石Hf同位素随年龄的长期变化趋势揭示了地幔源区性质周期性地富集和亏损,这可能是由于俯冲带间歇性地前进和后撤引起的挤压–伸展构造体制的不断交替所致。本文结果为扬子陆块西北缘新元古代早期的构造演化历史和俯冲增生动力学机制提供了制约。

粤西福湖岭早新元古代片麻状花岗岩的岩石成因及构造意义

华南陆块由扬子地块与华夏地块在新元古代碰撞拼合形成,其形成与构造演化历史特别是扬子地块前寒武纪研究已取得较大进展,但华夏地块在早新元古代时期的构造属性尚存在不同认识。本文选取华夏地块云开地区东南缘的粤西福湖岭片麻状花岗岩,通过岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石原位Lu-Hf同位素和全岩元素‒同位素研究,为华夏地块新元古代早期演化提供信息。粤西福湖岭片麻状花岗岩样品经后期变形作用,其边缘发育微弱的片麻状构造,局部可见拉长的黑云母定向排列。年代学结果表明,片麻状花岗岩的结晶年龄为986~982 Ma。地球化学特征显示,片麻状花岗岩样品SiO_(2)含量为67.70%~77.38%,K_(2)O含量为1.59%~4.50%,A/CNK为1.13~1.76,具较高Rb/Sr值和较低Al_(2)O_(3)/TiO_(2)值,为一套钙碱性过铝质S型花岗岩;轻、重稀土元素分异明显,富集LILE,亏损HFSE(Nb、Ta、Ti),具Eu负异常;全岩ε_(Nd)(t)值和锆石ε_(Hf)(t)值分别为−7.4~−5.4和−8.7~−1.5,二阶模式年龄(t_(DM2))分别为2.2~2.1 Ga和2.4~1.9 Ga。结合前人研究,本文认为粤西福湖岭片麻状花岗岩为华夏地块云开地区东南缘早新元古代俯冲背景下古‒中元古代变沉积岩和基性变火成岩部分熔融的产物。

湘东南南华系—寒武系砂岩地球化学特征及对华南新元古代—早古生代构造背景的制约

湘东南位于扬子板块与华夏地块的交接地带,南华纪—寒武纪期间形成了巨厚的复理石、类复理石连续沉积。其中的砂岩总体上以中等的SiO2含量、高的K2O/Na2O值和Al2O3/(Na2O+CaO)值、较高的(Fe2O3*+MgO)含量及低的CaO含量为特征。稀土元素球粒陨石标准化曲线与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似,以轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常显著为特征。主量元素和微量元素特征显示出被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧等多种环境信息。从不同构造背景下的剥蚀原岩及风化条件和搬运沉积过程来看,大陆岛弧和活动大陆边缘形成的砂岩应具有显著区别于被动大陆边缘的地球化学特征,而被动大陆边缘形成的砂岩则可能包含较多的大陆岛弧和活动大陆边缘环境的地球化学信息。因此,湘东南南华系—寒武系砂岩应形成于被动大陆边缘环境。这一判断与古元古代—中元古代岛弧与活动大陆边缘形成岩石为重要原岩,以及沉积盆地因强烈陆内伸展断陷而具一定活动性等客观事实相吻合。华南板溪群与冷家溪群间至少存在40～60Ma的沉积缺失,江南造山带新元古代碰撞造山成因的岩浆活动,板块交接带南华纪—早古生代沉积物中岛弧火山物质的缺乏,以及湘(东)南中元古界(甚至更早)结晶基底横向上的连续性等,表明扬子板块与华夏地块之间新元古代—早古生代期间的沉积盆地不是洋盆,而是陆内裂谷盆地。上述基于湘东南砂岩地球化学研究,和根据区域资料分析所得出的关于扬子板块与华夏地块间新元古代—早古生代盆地构造性质的结论,彼此提供了良好的约束。

天山地区新元古代—早寒武世火山岩地球化学和岩石成因

天山地区新元古代—早寒武世玄武质熔岩包括拉斑玄武质和碱性玄武质两个主要岩浆系列,前者是早期(早南华世贝义西组、早震旦世扎摩克提组)喷发的火山岩系的主要组成,后者是晚期(早震旦世苏盖特布拉克组、晚震旦世水泉组、早寒武世西山布拉克组)喷发的火山岩系的主要组成。稀土、微量元素和Sr、Nd同位素特征揭示,这些火山岩均形成于大陆裂谷环境,其源区可能是源于一种似洋岛玄武岩源的软流圈地幔源,并且在岩浆上侵喷发过程中发生了岩石圈的混染。

柴达木盆地北缘新元古代-早古生代大洋的形成、发展和消亡

柴达木盆地北缘构造带是一条典型的早古生代造山带,是由陆壳深俯冲形成的高压/超高压变质带,产于其中的高压/超高压变质岩石原岩形成时代普遍大于750Ma,原岩的性质为陆壳属性,但柴北缘东段都兰沙柳河地区出露的含柯石英榴辉岩原岩的形成时代为516Ma,原岩的性质为洋壳属性,证实柴北缘局部地段还存在洋壳深俯冲,柴北缘地区可能记录了从大洋俯冲到大陆俯冲再到碰撞造山这一完整的演化历史。本文主要从岩石学、年代学、地球化学以及同位素地球化学等方面对柴北缘地区陆壳深俯冲前新元古代-早古生代大洋发展与演化的岩石记录进行了系统总结,认为柴北缘地区在700~850Ma时受Rodinia超大陆裂解事件的影响发生了裂解;535~700Ma时在裂解事件的基础上形成了一个新元古代-早古生代的大洋,沿柴北缘连续分布的岩石记录表明该洋盆可能在早古生代已具有一定的规模;460~535Ma时该洋壳发生了俯冲消减作用;450~460Ma期间洋盆闭合消失。这一认识对全面深入了解柴北缘高压/超高压变质带早古生代构造演化历史具有重要意义。

祁连山新元古代——早古生代火山作用与铁-铜多金属成矿

祁连山造山带新元古代—早古生代是板块构造演化与成矿的最重要时段,铁、铜多金属矿产资源丰富,成矿作用与新元古代—早古生代火山作用密切相关。根据矿床产出构造位置,将祁连山铁、铜多金属矿床分为4类:大陆裂谷型铁(铜)矿床、岛弧-岛弧裂谷型铜多金属矿床、陆缘裂谷型铜多金属矿床、扩张脊型铜矿床。镜铁山铁(铜)型矿床是新元古代大陆裂谷火山作用过程中热水沉积作用的产物;东沟铜矿为晚寒武世大洋扩张脊火山作用的产物;白银矿田铜多属矿床是奥陶纪与岛弧-岛弧裂谷火山作用的产物;石居里铜矿是晚奥陶纪弧后扩张脊有关火山作用的产物;红沟铜矿则是晚奥陶世陆缘裂谷火山作用的产物。

阿尔金南缘构造带西段新元古代—早古生代变质岩系的变质作用

阿尔金南缘构造带西段新元古代一早古生代变质岩系为一套绿片岩相一低角闪岩相的中浅变质岩系，并形成绢云母-白云母带、黑云母带和石榴石-角闪石带3个递增变质带。通过对石榴石-角闪石带变质作用P-T轨迹的深入研究表明，其经历了3个阶段变质作用：即经历了俯冲碰撞深埋到30～35km深度的中高压变质作用（M1），压力可达7．27×10^8～9．63×10^8Pa；随后经历了快速抬升所导致的近等温降压变质过程（M2），压力降至4．1×10^8～5．62×10^8Pa；晚期经历了降温降压退变质作用（M3）。整个过程为顺时针方向演化的P—T轨迹，其地质动力学过程属于较典型的板块俯冲碰撞→抬升模式，表明阿尔金南缘构造带的地质构造演化经历了俯冲碰撞及碰撞后的快速抬升过程。

祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化

祁连山地区的新元古代中-晚期至早古生代火山作用显示系统地时、空变化,其乃是祁连山构造演化的火山响应.随着祁连山构造演化从Rodinia超大陆裂谷化-裂解,经早古生代大洋打开、扩张、洋壳俯冲和弧后伸展,直至洋盆闭合、弧-陆碰撞和陆-陆碰撞,火山作用也逐渐从裂谷和大陆溢流玄武质喷发,经大洋中脊型、岛弧和弧后盆地火山活动,转变为碰撞后裂谷式喷发.850~604Ma的大陆裂谷和大陆溢流熔岩主要分布于祁连和柴达木陆块.从大约550Ma至446Ma,在北祁连和南祁连洋-沟-弧-盆系中广泛发育大洋中脊型、岛弧和弧后盆地型熔岩.与此同时,在祁连陆块中部,发育约522~442Ma的陆内裂谷火山作用.早古生代洋盆于奥陶纪末（约446Ma）闭合.随后,从约445Ma至约428Ma,于祁连陆块北缘发育碰撞后火山活动.此种时-空变异对形成祁连山的深部地球动力学过程提供了重要约束.该过程包括：（1）地幔柱或超级地幔柱上涌,导致Rodinia超大陆发生裂谷化、裂解、早古生代大洋打开、扩张、俯冲,并伴随岛弧形成;（2）俯冲的大洋板片回转,致使弧后伸展,进而形成弧后盆地;（3）洋盆闭合、板片断离,继而发生软流圈上涌,诱发碰撞后火山活动.晚志留世至早泥盆世（420~400Ma）,先期俯冲的地壳物质折返,发生强烈的造山活动.400Ma后,山体垮塌、岩石圈伸展,相应发生碰撞后花岗质侵入活动.

保山地体新元古代——早古生代沉积岩碎屑锆石年代学及其构造意义

滇西潞西地区位于青藏高原东南缘,大地构造位置上属于保山地体。由于新生代强烈的陆内变形作用,保山地体与青藏高原腹地体的对应关系难以确定。野外观察及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,潞西新元古代—早古生代地层(震旦系—寒武系蒲满哨群及下奥陶统大矿山组)大部分碎屑锆石Th/U>0.1,说明其大多为岩浆成因。U-Pb年龄跨度较大,太古宙—早古生代都有分布,且具有明显的562Ma、892Ma及2265Ma年龄峰,以及较弱的1680Ma和2550Ma年龄峰。保山地体潞西地区沉积岩碎屑锆石年龄分布特征与特提斯喜马拉雅、南羌塘沉积地层碎屑锆石年龄分布特征相似,说明其具有相同的物源——冈瓦纳大陆北部的印度大陆。在新元古代晚期—早古生代,保山地体位于印度大陆北缘,与南羌塘、喜马拉雅地体相邻。伴随着俯冲相关的增生造山过程,保山地体形成相应的新元古代末期—早古生代沉积地层。

浙江龙泉岩群新元古代-早古生代变沉积岩地球化学特征及其对华南构造演化的指示

华夏地块是华南大陆的重要组成部分,但其属于古陆还是造山带一直存在争议。选取华夏地块北部浙南地区龙泉岩群变沉积岩,开展了野外调查、年代学研究、原岩恢复和原岩构造环境判别。龙泉岩群变沉积岩的碎屑锆石年龄谱具有多峰值特征,存在明显的Grenville期和泛非期峰值,反映了其源区与冈瓦纳古陆的亲缘性;4件变沉积岩样品的最大沉积年龄分别为618 Ma、620 Ma、570 Ma和549 Ma,结合区内加里东期花岗岩、变质作用等信息,推测变沉积岩的原岩应形成于新元古代—早古生代。岩相学及地球化学特征分析表明,龙泉岩群变沉积岩的原岩为杂砂岩和粘土岩,为类复理石建造,形成于活动大陆边缘环境。龙泉岩群包括类复理石构成的基质和变基性岩、硅质岩、大理岩等构成的岩块,它们形成于不同时代、不同构造环境,最年轻的基质沉积于震旦纪晚期(570~549 Ma)之后,其构造属性应为新元古代—早古生代俯冲增生杂岩,指示该时期扬子与华夏两大块体尚未碰撞拼贴。

初论昆祁秦缝合系

中央造山带范围内的诸多新元古代晚期-早古生代蛇绿岩带可视为一个系统——昆祁秦缝合系。大致可分西、中、东3段。西段包括库地-苏巴什和麻扎-康西瓦2条缝合带及西昆中微地块;中段包括阿尔金、北祁连、柴达木北缘、祁漫塔格-乌妥及东昆仑南缘5条缝合带和中-南祁连、柴达木、阿牙克库木及玛沁4个较大的微地块及诸多较小的微地块;东段为商丹缝合带和勉略缝合带及其所夹持的秦中-大别微地块。昆祁秦缝合系是Rodinia超大陆经历了早-中震旦世（约780～600Ma）初期裂解阶段,晚震旦世-奥陶纪（约600～440Ma）昆祁秦多岛洋阶段,晚奥陶世-早志留纪（约440～400Ma）昆祁秦多岛洋闭合阶段形成的一个包含若干条缝合带和若干个微地块的体系,是中央造山带的基础。

东昆仑造山带龙什更公玛混杂岩岩石地球化学特征及其古环境重塑

东昆仑造山带清水泉南部的龙什更公玛混杂岩(新元古界万保沟岩群—下古生界纳赤台岩群)按岩性可分为3类岩片:复理石岩片、碳酸盐岩岩片、玄武岩岩片,其中复理石岩片根据其形成年代不同分为新元古界复理石岩片和下古生界复理石岩片。对复理石岩片、玄武岩岩片的沉积学特征和岩石地球化学特征的研究结果表明,龙什更公玛混杂岩中的新元古界复理石岩片为洋盆斜坡浊积扇环境的产物,新元古界玄武岩岩片为火山岛弧环境的产物,下古生界复理石岩片为有限小洋盆浊积扇远端相或远洋环境的产物。研究区龙什更公玛新元古界—下古生界混杂岩建造代表东昆仑造山带晋宁—加里东阶段陆壳裂解—闭合的洋陆转化过程,新元古代-加里东早期为洋盆裂解期,加里东中晚期洋盆由扩张状态转变为汇聚收缩状态,加里东晚期的中志留世末为小洋盆碰撞闭合期。