龟山杂岩的形成时代、构造属性及变质条件:对秦岭-桐柏造山带构造演化的指示

秦岭-桐柏-大别造山带是华北板块和扬子板块碰撞拼合的产物。桐柏造山带作为古生代秦岭增生造山带与中生代大别碰撞造山带之间的纽带,记录了两大板块之间从洋壳俯冲、地体增生到最终的碰撞造山过程。本文选取桐柏造山带龟山杂岩为研究对象,对其中变沉积岩、斜长角闪岩和花岗质脉体进行了岩相学、矿物学和锆石U-Pb年代学研究。结果指示变沉积岩碎屑锆石年龄峰值主要为~411 Ma,次要年龄峰值为~490 Ma,最年轻四颗碎屑锆石的加权平均年龄为352±11 Ma。斜长角闪岩原岩结晶时代为498±18 Ma,花岗质脉形成时代为412.8±4.4 Ma,两者中变质锆石加权平均年龄为320±10 Ma,指示它们共同经历了早石炭世变质作用。变质峰期温压条件为T=571~632℃,P=0.59~0.76 GPa,属于中压相系角闪岩相变质。区域年代对比分析显示,龟山杂岩变沉积岩物源来自于北侧的北秦岭地体,属于弧前沉积,沉积时代下限为早石炭世早期。结合前人研究,本文认为在古秦岭洋向北的俯冲过程中,上述沉积岩与斜长角闪岩因构造作用拼贴在一起,于~320 Ma发生中压角闪岩相变质作用。该研究结果也指示了古秦岭洋最终闭合时间可能晚于早石炭世早期。

桐柏造山带中龟山杂岩的白云母^(40)Ar/^(39)Ar年龄及其地质意义

出露于桐柏造山带松扒-龟梅断裂带南侧的龟山杂岩经历了两阶段变质及多期变形作用,但其变质变形时代及其与秦岭造山带中产于相同构造部位的武关杂岩的构造关系尚缺乏深入研究.为此,对取自于龟山杂岩中的4件变质沉积岩和2件变质火山岩样品中的白云母进行了^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年.结果表明,白云母的^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄从306.7±1.7Ma(保存最好的白云母斑晶)延续到279.2±2.6Ma(经历后期变形改造的白云母).结合前期锆石U-Pb定年结果推测龟山杂岩的两阶段变质及主期逆冲推覆变形均发生在石炭纪,并在二叠纪遭受到左行走滑剪切作用的改造.龟山杂岩与武关杂岩具有类似的岩石组成和变质变形演化历史,二者共同构成一条>500km的晚古生代中级变质带,是华北-华南陆块最终碰撞之前大洋俯冲-增生的产物.