扬子北缘元古宇马槽园群时代归属新证据——对地层对比和古地理格局的启示

马槽园群是华南前寒武纪地层中的重要单元,其沉积特征及时代归属对建立和完善扬子北缘地层格架、认识和恢复当时的古地理格局有重要意义。通常认为,扬子北缘马槽园群(下部八里垭组,上部火烧尖组)是一套角度不整合于中元古界神农架群之上的新元古代磨拉石建造。取自该群下部八里垭组上部的同沉积凝灰岩样品的高精度离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb年龄为(1165±14)Ma。该年龄数据表明,马槽园群沉积地层的形成时代应为中元古代,而不是新元古代。野外调查与沉积相分析表明,马槽园群沉积地层中滑塌包卷、正粒序等重力流沉积构造发育,主体为一套斜坡相碳酸盐岩重力流沉积,而非磨拉石建造。结合前人研究结果认为,马槽园群无论是在沉积特征还是时代归属上都不能与华南新元古代裂谷系地层进行对比,而应该属于裂谷系之下的基底地层。

扬子板块北缘新元古代盆地结构与马槽园群归属研究

扬子北缘的鄂西和渝东地区分布有2个关键的元古宇出露的大地构造单元,即西侧的神农架隆起与东侧的黄陵隆起。扬子板块北缘经历长期的沉积与变形改造,形成了现今的大巴山和川东冲断体系。本文利用沉积学与地球物理综合方法对该区元古宙深层盆地格架进行研究,通过对裂谷断裂边界与内部盆地结构的识别揭示出西侧的南充—竹山、东侧的忠县—宜昌裂谷带的展布形态,认为它们是新元古代罗迪尼亚超大陆裂解过程中发育的裂谷体系,神农架隆起和黄陵隆起则为分隔2个古裂谷带的同期侧翼差异隆升地块。同时通过激光原位U-Pb同位素定年技术对位于神农架南侧的年代长期有争议的马槽园群砾岩开展年代学与沉积学研究,利用其中的同沉积白云岩夹层和上覆层白云质角砾岩进行碳酸盐岩测年,获得(759.2±17.6)Ma和(566.8±13.8)Ma的年龄,证实了马槽园群为南华纪裂谷填充沉积,形成于忠县—宜昌裂谷西侧的斜坡沉积环境。由此建立了马槽园群沉积序列,结合裂谷带及隆起处的多条沉积剖面重建了扬子板块北部新元古代裂谷盆地沉积填充格架。

华南“马槽园群”年代及其地层学意义

前人对华南扬子北缘"马槽园群"的形成年代长期争论不休,影响了对神农架地区晚前寒武纪地层的正确划分对比与沉积盆地分析。"马槽园群"被普遍认为是一套角度不整合于中元古代神农架群之上的新元古代早期磨拉石建造。笔者研究发现,"马槽园群"有多层火山岩。采自该群中部玄武岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(1 139±29)Ma。该年龄数据表明,"马槽园群"形成于中元古代,而不是前人所认为的新元古代,与神农架群为整合接触。"马槽园群"沉积地层中缺乏大陆环境的沉积构造,重力流沉积构造比较发育,应该形成于台缘斜坡—混积陆棚环境,并非前人认为的前陆盆地磨拉石建造。

从沉积岩锶钡比值初探“马槽园群”沉积环境

锶钡比是常用的沉积环境判别标志之一。通常用Sr/Ba大于或小于l来判别海、陆相沉积环境。"马槽园群"被普遍认为是一套角度不整合于中元古代神农架群之上的新元古代早期磨拉石建造。已有的研究发现,"马槽园群"与神农架群为整合接触。人坪河剖面"马槽园群"岩石的Sr/Ba比值分析进一步表明,"马槽园群"沉积于海洋环境,并非前人认为的前陆盆地磨拉石建造。

扬子陆核北崆岭地区“马槽园群”的新认识

扬子陆核北崆岭地区孔子河-樟村坪一带的"马槽园群"被认为是崆岭地区唯一出露的青白口纪沉积记录,对探讨扬子陆块在Rodinia超大陆中的位置及汇聚与裂解过程具有重要意义.通过对其进行岩石学、沉积学和碎屑锆石年代学研究,并与紧密伴存的南沱组进行对比,结果表明:"马槽园群"与南沱组的空间分布、砾石大小、分选、磨圆等特征相似,都体现了快速混杂堆积特点;最年轻锆石年龄限定"马槽园群"沉积时代晚于786Ma,南沱组则在657~635Ma之间,两者具有相似的碎屑锆石年龄谱特征.由此表明北崆岭地区的这套杂砾岩为新元古代冰碛岩,可与区域上南沱组对比,同属Marinoan冰期产物,而不能以马槽园群称之;其沉积物源来自于邻近崆岭杂岩、黄陵花岗岩和神农架群.