赞比亚东北部班韦乌卢地块泛非期以来构造演化的裂变径迹约束

本文利用锆石和磷灰石裂变径迹方法探讨了班韦乌卢地块泛非期以来的主要构造演化时间。为研究班韦乌卢地块的构造活动,本文从班韦乌卢地块中部卡帕图地区的沉积盖层姆波罗科索群的姆巴拉组、萨马组和卡布韦卢马组中采集多件新鲜的岩石样品,并获得5件锆石和2件磷灰石样品裂变径迹分析结果。5件锆石裂变径迹年龄介于575±35~380±22 Ma之间,其峰值年龄组为600~572 Ma和420~390 Ma。2件磷灰石裂变径迹年龄介于59±6~27±4 Ma之间,其峰值年龄组为99~80 Ma和19~11 Ma。它们的峰值年龄组分别对应的主要时代为新元古代的埃迪卡拉纪、早泥盆世、晚白垩世和中新世。对比区域上已有的年龄数据可知,南部非洲地区新元古代的埃迪卡拉纪、早泥盆世和晚白垩世的构造活动是一个区域性的构造事件,仅中新世(19~11 Ma)的构造活动在区域上的表现尚不明确。综合前人成果资料,自泛非构造运动以来,班韦乌卢地块至少经历600~572 Ma、488~441 Ma、420~390 Ma、375~293 Ma、99~80 Ma及19~11 Ma六个构造事件。班韦乌卢地块泛非期以来的构造演化研究程度很低,此次研究成果可为今后在该地区的深入研究提供重要参考。

赞比亚东北部卡萨马群形成环境:碎屑锆石U-Pb年龄与Hf同位素的限定

赞比亚东北部班韦乌卢地块受到其东北部的古元古代乌本迪构造带、西北部的中元古代基巴拉构造带、东南部的中元古代伊鲁米德构造带及西南部泛非期卢弗里安构造带的影响。班韦乌卢地块主要由基底和沉积盖层两部分组成。其中,基底主要由片岩带、安山质流纹质变质火山岩、花岗岩类岩基及其他侵入体组成。沉积盖层从老至新依次为姆波罗科索群、卡萨马群、加丹加超群及新生代的河流相和湖泊相沉积。本文对卡萨马地区的卡萨马群地质特征、碎屑锆石U Pb Hf同位素及地球化学特征进行了系统研究,获得卡萨马群中紫红色粉砂岩的32颗碎屑锆石U Pb年龄多集中在(1849±23)^(1993±21)Ma,卡萨马群的形成时代可能晚于(1434±14)Ma,属于中元古代,其中22颗锆石(176Hf/177Hf)i 为0.281049~0.281618,εH( f t)为-12.8^-1.6,二阶段模式年龄变化范围为2406~3487Ma。对卡萨马群的砂岩进行了稀土元素分析和微量元素分析,结果显示卡萨马群砂岩δEu负异常明显,投点主要落在沉积岩区;微量元素显示砂岩形成于被动大陆边缘环境。

赞比亚东北部卡布韦卢马组碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征

卡布韦卢马组广泛出露于赞比亚东北部姆波罗科索盆地中心部位,作为覆盖在变质基底之上的稳定盖层姆波罗科索群的一部分,其沉积环境、沉积时代和蚀源区的研究对了解班韦乌卢地块的演化具有重要意义。本文在详细的野外调查基础上,通过对卡布韦卢马组的实测地质剖面、LA-(MC)ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年和Hf同位素分析,笔者认为卡布韦卢马组主体岩性为一套在稳定的水动力条件下缓慢沉降的远滨沉积序列,其下部主要表现为辫状河、曲流河或湖口三角洲相沉积特征,中上部则逐渐过渡为远滨深水湖相沉积;本次得到的碎屑锆石谐和年龄范围2228±20~1712±22Ma,最年轻的碎屑锆石和已经公开报道的卡萨马群碎屑锆石年龄共同限定了卡布韦卢马组沉积时限可能介于1712±22Ma~1434±14Ma,属于中-古元古代;卡布韦卢马组的碎屑锆石表现出明显的近源特征且大部分为岩浆成因,表明其蚀源区为近端的岩浆岩;卡布韦卢马组及整个沉积盖层的碎屑锆石普遍存在两个年龄峰值区:2100~1960Ma、1900~1740Ma,分别和区域上乌本迪构造带乌萨加兰期和乌本迪期构造热事件相吻合,其主要物源区可能为班韦乌卢地块及其周边的古元古代岩浆岩、花岗质片麻岩和火山岩;获得的碎屑锆石Hf同位素εHf(t)为-8.9~+5.1,二阶段年龄集中在2.3~3.0Ga,揭示了班韦乌卢地块基底杂岩大部分来源于古老陆壳(~2.7Ga)的重熔和再循环,同时也存在2.4Ga的新地壳生长事件,并且其地壳生长时间晚于附近的坦桑尼亚克拉通。

赞比亚东北部卡萨马-陇都地区碎屑锆石裂变径迹年代学特征

本文利用锆石裂变径迹方法探讨了班韦乌卢地块自泛非构造运动以来的主要构造演化时间。赞比亚东北部卡萨马—陇都地区位于班韦乌卢地块中东部。班韦乌卢地块受到其东北部的古元古代乌本迪构造带、东南部的中元古代伊鲁米德构造带、西南部泛非期卢弗里安构造带及西北部的中元古代基巴拉构造带的综合影响,其主要由基底和沉积盖层两部分组成。为研究卡萨马—陇都地区的地质特征和构造活动,本文从沉积盖层中姆波罗科索群的姆巴拉组和卡萨马群中的下卡萨马组中采集多个新鲜的岩石样品,并获得4件碎屑锆石的裂变径迹分析结果。4件锆石样品的年龄变化在(482±42)～(351±32)Ma之间,具有488～441 Ma和375～293Ma两个年龄组,分别对应的主要时代为奥陶纪和石炭纪。对比邻区卢弗里安构造带、赞比西构造带、达马拉构造带和马拉维湖等地区已有的年龄数据可知,非洲中南部地区奥陶纪和石炭纪的两期构造活动涉及范围广,且班韦乌卢地块内的构造活动可能与后期冈瓦纳古陆块的解体事件有关。班韦乌卢地块地区研究程度很低,此次研究成果可为今后在该地区的深入研究提供重要参考。

赞比亚东北部正长花岗岩的锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素特征

本文采用LA-MC-ICP-MS方法获得班韦乌卢地块卡萨马北部正长花岗岩中锆石的207Pb/206Pb年龄加权平均值为2011±20Ma(N=17,MSWD=3.9),表明班韦乌卢地块基底中正长花岗岩主要形成于古元古代且可能与古元古代乌本迪构造带的活动有关。岩石中锆石Lu-Hf同位素的TDM2年龄变化范围为3018~2184Ma,明显大于锆石的形成年龄;具有不均一的εH(ft)值(-7.1~6.6)显示形成正长花岗岩的原始岩浆具有壳幔混合的特点,可能为新太古代-古元古代地壳与幔源混染物质。

赞比亚东北部陇都地区首次发现中元古代辉长岩:哥伦比亚超大陆裂解在班韦乌卢地块的响应

赞比亚东北部陇都地区位于班韦乌卢地块中东部,区内首次发现中元古代基性岩浆侵入事件,对于了解班韦乌卢地块中元古代构造演化历史及哥伦比亚超大陆的重建具有重要意义。针对研究区的辉长岩进行了系统的岩相学、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素研究。结果表明,辉长岩锆石中17粒具有他形板柱状,内部结构呈条带状、面状等特征,Th/U值较高(0.13~1.58),显示基性岩浆锆石属性,^(207)Pb/^(206)Pb年龄加权平均值为1544±17 Ma,代表了辉长岩的侵位结晶年龄,即中元古代。辉长岩主量元素SiO_(2)含量介于49.99%~50.18%之间,MgO含量(2.69%~2.78%)和Mg^(#)值(24.88~25.70)较低,TFeO(14.47%~14.62%)和TiO_(2)含量(2.68%~2.76%)较高,属于高钛板内拉斑玄武岩系列岩石;微量元素特征显示:轻、重稀土元素分馏明显((La/Yb)_(N)=8.53~9.57),具弱的负Eu异常(0.82~0.86),大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、Pb等相对富集、Sr相对亏损,高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti等相对亏损,具有大陆溢流玄武岩(CFB)亲缘性;锆石Hf同位素结果显示,辉长岩的原始岩浆起源于中元古代早期亏损地幔源区,形成于板内伸展拉张环境,结合全球构造演化历史,认为班韦乌卢地块应是古—中元古代哥伦比亚超大陆的组成部分,研究区中元古代辉长岩的形成可能与哥伦比亚超大陆的裂解有关。

赞比亚北部省卡萨马西部石英闪长岩锆石U-Pb和Lu-Hf同位素及地球化学特征

石英闪长岩锆石U-Pb和Lu-Hf同位素及地球化学特征研究对赞比亚东北部班韦乌卢地块的形成时代及构造演化具有重要的研究意义。采用LA-MC-ICP MS方法测得班韦乌卢地块中卡萨马西部地区出露的两个石英闪长岩体中锆石的207Pb/206Pb年龄加权平均值分别为1964±8 Ma(MSWD=0.87,N=32)和1913±10 Ma(MSWD=0.77,N=19),表明两期石英闪长岩均形成于古元古代且可能与古元古代乌本迪构造带的活动有关。全岩地球化学分析显示,石英闪长岩属准铝质、高钾钙碱性系列岩石。稀土配分曲线均呈右倾型,具有富含轻稀土元素(LREE)、贫重稀土元素(HREE)以及δEu(0.77~0.80)弱负异常特点。微量元素均显示大离子亲石元素(如Rb、Ba及K)和活泼的不相容元素(如Th及U)相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Sr和Ti相对亏损。Nd/Th=3.60~4.65,Nb/Ta=12.05~13.87,Th/Ta=11.14~11.81,Ti/Zr=36.84~41.71,Ti/Y=220.28~300.00和具有不均一的εHf(t)值(分别为-3.8~1.3和-4.3~8.6)均显示石英闪长岩的原始岩浆具有壳幔混合的特点。Zr/Y=5.98~7.19,La/Nb=2.91~3.88,La/Yb=12.19~13.92及构造判别图解均显示石英闪长岩形成于安第斯型活动大陆边缘。