华南晚前寒武纪剪刀式开合构造及其动力学

本文综述了近10年来华南地区前寒武纪地质研究的6项重大进展后,提出了该区晚前寒武纪剪刀式开合构造演化的新设想:(1)华南地区除存在中、晚元古代浅变质基底外,还存在晚太古宙—早元古代中—深变质基底,并在早元古代未形成统一的扬子—华夏古陆,但古陆的东北部有一伸入古陆内部的赣皖浙古海湾,海湾北侧是赣皖苏半岛;(2)从中元古代起,古陆中西部,即现今的桂黔湘地区张裂成裂陷槽,使“华夏块体”逆时针转动和“扬子块体”顺时针转动,加之大别—胶南块体从华北板块脱落、增贴到赣皖苏半岛北缘的南向挤压作用,遂导致赣皖浙古海湾的剪刀式闭合,进而影响到该区显生宙构造演化。

扬子板块东南大陆边缘晚前寒武纪热水沉积作用

晚前寒武纪在扬子板块东南大陆边缘发育厚度较大的层状硅质岩层 ,岩石化学成分较单一 ,硅质矿物含量 90 %以上 ,岩石富Fe、Mn ,相对贫Al、Ti、Mg。岩石贫微量元素 ,但富Ba、As、Sb、Ag、U元素。稀土元素总量低 ,Ce呈明显的负异常 ,轻稀土含量大于重稀土含量。δ3 0 Si值变化范围为 0 .0‰～ 0 .7‰ ,δ18O值变化范围为2 0 .1‰～ 2 3.6‰。

湘西晚前寒武纪层状硅质岩硅氧同位素组成及成因分析

湘西晚前寒武纪层状硅质岩硅氧同位素组成δ^(30)Si为0.0‰—0.7‰,δ^(18)O为20.2‰—23.6‰。利用δ^(30)Si和δ^(18)O分析硅质岩成,认为硅质岩为原生沉积,二氧化硅来源于热水,沉积在下斜坡边缘到棚缘盆地的环境中。根据燧石-海水间氧同位素平衡分馏方程计算岩石的形成温度为66.0—89.7℃,沉积温度低于66.0℃。

湘黔桂地区晚前寒武纪层状硅质岩地球化学特征及成因

湘黔桂地区晚前寒武纪发育厚度较大的层状硅质岩层 ,岩石化学成分纯净 ,硅质矿物含量 95%以上。岩石贫微量元素 ,但富Ba、As、Sb、Ag、U元素 ;稀土元素总量低 ,Ce呈明显的负异常 ,轻稀土含量大于重稀土含量 ;δ30 Si值变化范围为 0 .0‰～ 0 .7‰ ,δ18O值变化范围为 2 0 .1‰～ 2 3 .6‰。硅质岩地球化学特征表明其成因为介于热水沉积与生物沉积之间的过渡类型。

湘西晚前寒武纪层状硅质岩的热水沉积地球化学标志及其环境意义

湘西晚前寒武纪层状硅质岩化学成分纯净，硅质矿物平均含量９５％以上。岩石富Ｆｅ、Ｍｎ，相对贫Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ，富含Ｂａ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｕ等微量元素。Ｆｅ／Ｔｉ、（Ｆｅ＋Ｍｎ）／Ｔｉ、Ａｌ／（Ａｌ＋Ｆｅ＋Ｍｎ）、Ｕ／Ｔｈ比值及ＡｌＦｅＭｎ、ＦｅＭｎ（Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）三角图均表明岩石为热水来源沉积岩。稀土元素总量低，Ｃｅ负异常，重稀土相对富集，显示主要为热水沉积作用的产物。δ３０Ｓｉ、δ１８Ｏ值及岩石的形成温度清楚地表明组成岩石的二氧化硅来源于热水。岩石的ＭｎＯ／ＴｉＯ２。

闽、浙、赣晚前寒武纪构造格局探讨

华南前寒武纪构造格架在长期研究中不断取得进展。通过闽、浙、赣地区前寒武纪建造、构造综合分析研究;浙西—赣东北地区中元古代晚期为华夏古陆的活动陆缘;武陵运动是华南最重要的造山运动,华夏古陆与扬子板块在赣东北断裂带一线碰撞,形成了统一的“华南古大陆”;新元古代由于区域地质条件不同,各地块碰撞后的构造演化存有明显的差异;新元古代本区主要由华南新元古代早期大陆碰撞带和闽西南—赣南裂陷槽组成。

华北克拉通南部熊耳盆地晚前寒武纪年代地层格架和演化

熊耳盆地发育华北克拉通最齐全的晚前寒武纪地层,是认识华北克拉通晚前寒武纪沉积和构造演化历史的理想地区。依据收集和自测的38个碎屑岩和23个岩浆岩样品的锆石年代学数据,结合岩相区域对比、沉积古地理格局继承关系等,细化年代地层格架和分析盆地构造属性,重塑熊耳盆地晚前寒武纪构造演化历史及沉积古地理格局。重新厘定的晚前寒武纪年代地层格架将熊耳盆地演化划分为六个阶段:早长城世裂陷、晚长城世断陷、蓟县纪坳陷、待建纪早期坳陷、青白口纪坳陷及晚震旦世冰期坳陷,以及早长城世末期、待建纪中晚期和南华纪—早震旦世三期重要的沉积间断。熊耳盆地存在晚长城世和青白口纪两期碰撞型—伸展型的盆地属性转换,支持北秦岭地体与华北克拉通多期拼贴—裂解的演化模式。中元古代早长城世—待建纪早期的火山-沉积岩系及1.64~1.47 Ga非造山岩浆事件是Columbia超大陆裂解的地质响应,青白口纪早期碰撞型沉积岩系和晚期伸展型火山-沉积岩系分别是Rodinia超大陆汇聚和裂解的地质响应。

中国晚前寒武纪构造、古地理与沉积演化

本文主要对中国自中元古代末晋宁造山运动(1100—880Ma)后震旦纪时期呈现的古构造格局及构造单元,并就各单元特别是扬子地台、东南地槽、及塔里木-华北地台范围的构造-古地理、沉积特征及其演化过程,进行讨论和概括。

辽东半岛南部晚前寒武纪五行山群南关岭组中的宏体化石

本文描述了在辽南晚前寒武五行山群南关岭组中新近发现的宏体化石,包括丰富的蠕虫Pararenicola huaiyuanensis Wang, Protoarenicola baiguashanensis Wang, Huaiyuanlla minuta Xing以及分类未定的化石Tawuid。这一发现为前寒武纪古生物学增添了宝贵的资料,提高了辽南与淮南两地晚前寒纪地层的可对比度。

辽南晚前寒武纪地层中的宏体化石之地层意义的探讨

辽南地区晚前寒武纪地层中多层位宏体化石的发现,使序列更完善。根据化石生物机体的复杂程度,可列入前冰期的辽南系,它介于震旦系和青白口系之间。其南关岭组的宏体化石组合类似淮南地区的九里桥组,提高了两区的晚前寒武纪地层的对比度。复州湾沙山村赵家坎子剖面再次证明大连市南、北部晚前寒武纪地史发育的一致性及原区调队等单位对地层叠接的正确性。

华夏古陆晚前寒武纪的活动痕迹

通过对前寒武纪建造、构造的综合分析研究认为：中元古代晚期浙西-赣东北地区是华夏古陆的活动陆缘；武陵运动是华南一次最重要的造山运动，华夏古陆与扬子地块沿赣东北断裂带发生碰撞，形成了统一的“华南古大陆”。

晚前寒武纪管状化石与叠层石共生的特征及其意义

在宁夏贺兰山蓟县系王全口群顶部和青海柴达木盆地北缘蓟县系全吉群红藻山组叠层石Colonnella和Conophyton的柱体之间充填物中,发现的大量管状化石,实为一种微小生物潜穴,说明后生动物的起源和早期演化提供了实际材料;同时它们可能具有区域地层划分对比的潜力,值得引起注意。

华北晚前寒武纪叠层状藻席建造者新知

本文描述了采自太行山北段山西境内高于庄组二段含锰叠层状藻席的一种建造者——直链古念珠藻(新种)(Veteronostocale moniliforme Xu et Gao,p.nov.),首次提出念珠藻科(No stocaceae)植物和其它叠层石造礁者一样是晚前寒武纪藻席的主要建造者之一。同时,详细研究了微化石保存的状态与产出层位,证明当时的沉积速度每年在1mm以上;论述了化石产地处于低能的海底或潮下带沉积环境;并根据现存念珠藻科植物的生长条件,推断前寒武纪的海水可能为淡水型。

桂东北晚震旦世‒寒武纪砂岩物源特征:对华南早古生代构造演化的制约

桂东北位于南岭西段,为江山‒绍兴断裂带的南部延伸地带,较好地保存了华南晚震旦世‒寒武纪构造演化的沉积记录。本文对桂东北晚震旦世‒寒武纪砂岩开展了岩相学、地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学工作,试图揭示其物质来源及地质意义。分析结果表明,永福、贺州两地浅变质长石石英砂岩和石英杂砂岩具有富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,弱Ce负异常,明显Eu负异常的特征,母岩以上地壳长英质岩石和再循环古老沉积物组分为主。地球化学构造判别图显示,研究区在晚震旦世‒寒武纪时可能处于类似被动大陆边缘的构造环境。永福地区晚震旦世砂岩中900~780 Ma的碎屑锆石含量丰富并少量出现2.0 Ga的锆石,与扬子陆块具有明显的亲缘性;但贺州地区晚震旦世砂岩以含大量~1.0 Ga碎屑锆石,与华夏陆块具有明显的亲缘性。永福与贺州地区寒武纪砂岩中的碎屑锆石均以~1.0 Ga为主,暗示其物源区在早‒中寒武世前(>520 Ma)由扬子陆块转变为华夏陆块。结合古地理特征,这一物源变化暗示早寒武世开始南华裂谷盆地逐渐变浅和缩小。受加里东期构造运动的影响,扬子与华夏陆块于早‒中寒武世再次拼合,其西南分界线可能从永福与贺州之间通过。依据碎屑锆石物源分析,我们认为晚震旦世‒寒武纪时期华南位于东冈瓦纳大陆北缘,可能在印度北西缘的外围。

中国晚前寒武纪微古植物研究

通过对近20年来微古植物研究成果的总结,得出如下五个结论:1)中国的晚前寒武纪发现了微古植物约128属,569种,可分为四大组合.2)长城系(14～18亿年左右)主要是以细菌和蓝藻为代表的原核细胞生物占有生物界的时期,但其中已有真核细胞生物出现.另外有Chuaria状等化石的出现和广泛分布.3)蓟县系(10～14亿年左右)是真核细胞中的高级藻类大量出现时期,红藻、褐藻,蓝藻相对减少.4)青白口系(8～10亿年左右)是褐藻植物相对繁盛时期,并有Chuaria及Shouhsienia等化石.5)震旦系下统(7～8亿年左右)生物群特征与青自口系相近似,仍以藻类植物为主,有少量后生动物.震旦系上统(6～7亿年左右)动物界和植物界都有显著变化,微古植物出现新的类型,后生植物和软躯体的后生动物大量繁衍,末期有海绵及个别软舌螺类等具骨骼的后生动物.寒武纪开始,有大量多门类小壳动物,植物界则有刺球藻亚群,这表明生物界已发展到一个新阶段.

辽东半岛南部晚先寒武纪宏体生物序列

辽东半岛市部上先寒武系自下而上划分为4群15组,其中细河群的三个组即钓鱼台组、南芬组、桥头组产宏观藻类化石;五行山群的长岭子组、南关岭组产蠕虫和宏观藻类化石;金县群兴民村组产类水母化石,葛屯组产蠕虫、宏观藻类化石,上覆的下寒武统碱厂组产三叶虫和古杯动物化石。上先寒武系7个宏体生物化石层位构成一个连续的、完整的宏体生物序列,可分为4个演化阶段:①细河期宏观藻类发生发展阶段;②五行山期蠕虫发生发展阶段和宏观藻类发展阶段;③兴民村期类水母发生发展阶段;④葛屯期蠕虫和宏观藻类新的发展阶段。据此可以划分为4个生物群,即细河生物群(800Ma前)、五行山生物群(800—700Ma)、金县生物群(677Ma)、满家滩生物群(600Ma)。另外早寒武世三叶虫和古杯动物组成葫芦套生物群,为早寒武世晚期。辽东半岛与苏皖北部晚先寒武纪地层不仅沉积序列相同,而且宏体生物序列也基本相同,两区生物地层完全可以对比。辽东半岛南部晚先寒武纪宏体生物序列的建立及其在同一地层区的延展性,提高了本区晚先寒武纪地层剖面的地位。使其可能成为全球晚先寒武纪生物地层层型剖面。

新疆伊犁果子沟晚前寒武纪地层沉积特征及对比研究

北天山西段果子沟地区晚前寒武纪地层由下到上分为喀英迪组、塔尔恰特组和塔里萨伊组。喀英迪组和塔尔恰特组为间冰期沉积,塔里萨伊组为冰期沉积。喀英迪组主要由泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、岩屑粗砂岩和长石岩屑砂岩组成,平行层理、水平纹层、脉状层理、透镜状层理及槽状交错层理等沉积构造发育,为海相沉积,可划分为滨海亚相(包括混合坪微相和沙坪微相)和浅海陆棚亚相(包括正常浅海微相和浅海风暴沉积微相);塔尔恰特组主要由泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成,泥质含量较高,大量发育水平纹层,具3个由深变浅的沉积序列,为浅海亚相碎屑沉积;塔里萨伊组为冰期沉积的冰碛岩,划分出基底冰碛亚相、冰前滨海亚相以及冰筏海洋亚相。通过沉积类型、沉积序列、沉积相划分以及与新疆库鲁克塔格地区地层对比等方面的研究,并结合前人研究结果,认为该套地层不应该属于震旦系,而应归属于南华系,并认为该区喀英迪组和塔尔恰特组可以与库鲁克塔格地区南华系中统的黄羊沟组对比,塔里萨伊组可以与库鲁克塔格地区南华系上统的特瑞爱肯组对比。此外,还根据南华系岩石学特征对伊犁地区是否存在古陆进行探讨。

华北晚前寒武纪(中、新元古代)岩石地层单位及多重划分对比

晚前寒武纪地层是华北早前寒武纪褶皱变质基底之上的第一套沉积盖层。主要发育和分布于华北晚前寒武纪的一些裂谷系—裂陷槽中,但各地沉积开始时间早晚不一,后期遭受剥蚀程度不一。长期以来在地层划分、岩石地层命名、使用及年代属性上认识不统一,在一些地区认识分歧很大。笔者在岩石地层单位、地质特征认识的基础上,进行了全区(群、组)统一对比,明确了可作为华北晚前寒武纪沉积序列的代表性岩石地层单位及岩石组合特征;并介绍晚前寒武纪叠层石组合、微古植物特征性分子和已发现的宏观藻类和后生动物,论述了层型所在地区年代地层划分及层型以外各地层分区岩石地层单位年代属性的确定依据。

初论辽北晚前寒武纪高压变质带

辽北晚前寒武纪高压变质带展布于建平—北票一带。高压变质带由榴辉岩、石榴单斜辉石岩等高压变质基性岩组成。这些岩石遭受了从麻粒岩相到角闪岩相连续退变质作用的改造。早期榴辉岩相变质反应条件为：Ｔ＝８００℃±，Ｐ＞１．５ＧＰａ；麻粒岩相的温压条件为：Ｔ＝８００～９００℃，Ｐ＝０．９～１．１５ＧＰａ，属中高压型；晚期角闪岩相的温压条件变为：Ｔ＝５７０～６５０℃，Ｐ＝０．６０～０．７５ＧＰａ。变质反应的Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹呈现出顺时针演化。结合辽北造山带其它的标志判断，这些高压变质岩的形成和抬升与中、新元古代时期洋壳俯冲消减和陆块碰撞，并伴随快速构造上升有关。