扬子西缘新元古代裂谷盆地演化的年代学新证据及其意义

扬子西缘康滇裂谷是华南新元古代裂谷系的主要组成部分,对理解华南新元古代裂谷盆地演化与Rodinia超大陆裂解的响应关系具有重要意义。澄江组是康滇裂谷最为典型的沉积充填序列,其时代的准确限定是解析Rodinia超大陆裂解背景下盆地演化的重要前提。本文对滇东北巧家谓姑地区澄江组火山岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学分析,获得澄江组底部玄武岩年龄806.4±6.7 Ma和下部凝灰岩年龄788.4±5.9 Ma。结合已有年龄数据,将澄江组沉积时代准确限定为800～720 Ma,与开建桥组及陆良组上部为同期异相产物。康滇裂谷的三个次级盆地演化基本同步,均于800 Ma左右开始全面接受沉积,是Rodinia超大陆的裂解的响应。     

桂北地区丹洲群锆石U-Pb年代学及对华南新元古代裂谷作用期次的启示

桂北地区丹洲群是南华裂谷盆地南段的一套连续裂谷充填沉积,厘定各组沉积时限及区域地层关系,对理解华南新元古代裂谷作用期次具有重要意义。本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得丹洲群合桐组二段和拱洞组底部凝灰岩夹层形成年龄分别为801±4 Ma和781±5 Ma。研究表明,丹洲群白竹组和合桐组一段与下江群甲路组和乌叶组、板溪群沧水铺组和马底驿组、西乡群孙家河组及陆良组一段相当,沉积时限为820~800 Ma;合桐组二段与下江群番召组相当,沉积时限为800~780 Ma;拱洞组可与下江群清水江组、平略组和隆里组,板溪群五强溪组中上部和牛牯坪组,西乡群大石沟组中上部和三郎铺组,陆良组二段及澄江组、开建桥组、莲沱组、虹赤村组和上墅组的中上部直接对比,沉积时限为780~725 Ma。华南新元古代裂谷盆地系统的典型地层锆石年龄存在5组高峰,峰值年龄分别为818±2 Ma、802±1 Ma、780±4 Ma、756±4 Ma及728±5 Ma。综合华南新元古代岩浆活动特征及盆地沉积演化过程,确定华南新元古代裂谷作用可分为两期:820~800 Ma和800~725 Ma。此外,华南新元古代岩浆活动与裂谷作用之间存在明显的耦合关系,但各期岩浆活动对各裂谷盆地的影响程度存在差异。     

扬子地块新元古代裂谷盆地莲沱组沉积分异及其物源分析

扬子地块莲沱组及相当地层单元的划分和对比,一直是我国南华系（即Cryogenian）研究关键难题之一.新元古代裂谷盆地开启早期,构造-沉积分异作用,同裂谷相变很大,使得盆地边缘区地层序列不完整.过分依赖岩石地层单元对比,历存分歧,典型的就是关于莲沱组与板溪群地层对比、时代归属以及莲沱组的沉积环境问题.本文通过对扬子地块东南缘莲沱组沉积古环境分析和锆石U-Pb精确定年,认为莲沱组沉积时限为790~720 Ma,相当于板溪群中上部,是华南新元古代裂谷盆地沉积充填序列的第Ⅱ旋回.莲沱组顶部U-Pb最小年龄约720 Ma,制约了扬子地块Sturtian冰期的启动年龄≤720 Ma.通过对中扬子地块从北向南展布的莲沱组陆相-海陆过渡相-海相不同的沉积单元岩相组合的沉积特征观察研究,分析沉积环境并建立了沉积模式;莲沱组及休宁组碎屑锆石记录了莲沱组沉积时该盆地在780~760 Ma经历了持续热隆升与地层剥蚀,揭示了中国南方扬子和华夏地块聚合与裂解事件的重要信息.      

华南扬子陆块西缘新元古代康滇裂谷盆地开启时间新证据

苏雄组为华南扬子陆块西缘新元古代康滇裂谷盆地开启初期的火山喷发产物,其形成时限可为制约裂谷盆地开启时间提供新证据。本文对川西汉源九襄地区新元古代苏雄组流纹岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定。结果显示,测试样品锆石U-Pb谐和年龄为853 ±2 Ma（N=13;MSWD=3.1）,加权平均年龄为853 ±4 Ma（N=13;MSWD=2.2）。新的年龄数据表明,苏雄组的底界年龄应该下延至ca. 850 Ma,扬子西缘新元古代裂谷盆地开启时间应更改为ca. 850 Ma,与全球超级地幔柱上涌和Rodinia超大陆裂解时间基本同步。     

扬子东南缘两界河组碎屑锆石U-Pb年龄及其对Sturtian冰川作用的启示

扬子东南缘两界河组的岩性以岩屑砂岩和石英砂岩为主,代表了长安冰期和古城冰期之间的间冰期沉积,其沉积时限的厘定对认识华南Sturtian冰期地层的时空分布特征具有重要意义.对黔东地区两界河组碎屑锆石进行了系统的形态学和U-Pb年代学研究,大多数锆石为典型的岩浆锆石,锆石U-Pb年龄主要分布于740~900 Ma,另有少量古元古代和太古宙年龄,主要峰值为~760 Ma、~780 Ma、~800 Ma、~820 Ma和880~900 Ma.在两界河组底部获得最年轻的单颗粒锆石年龄为708±15 Ma,在上部获得最年轻的单颗粒锆石年龄为703±22 Ma,结合区域上相当地层渫水河组的顶部年龄（~690 Ma）,认为黔东地区两界河组的沉积时代应在708~690 Ma之间.两界河组碎屑锆石U-Pb年龄谱记录了扬子陆块新元古代幕式岩浆事件及早期地壳演化的信息,结合锆石形态认为其物质来源可能包括下伏新元古代岩浆岩及沉积地层、扬子西北缘和西南缘的基底岩石.研究区两界河组底部碎屑锆石年龄约束了江口间冰期沉积晚于~708 Ma,考虑到南华纪早期地层分布在一定程度上受控于盆地构造活动,不排除长安冰期沉积物在黔东地区局部存在的可能性.      

滇东成冰纪南沱组碎屑锆石U-Pb年代学研究及其地质意义

针对滇东峨山和澄江新元古代晚期成冰纪南沱组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究的测试结果显示:峨山小街南沱组下段底部冰川杂砾岩最年轻碎屑锆石~(206)Pb/238 U年龄为725 Ma±4 Ma(Th/U=1.4,谐和度=98%);峨山小街南沱组上段底部泻湖相泥质粉砂岩最年轻碎屑锆石206Pb/238 U年龄为665 Ma±4 Ma(Th/U=1.9,谐和度=98%);澄江大飞田南沱组下段底部冰川杂砾岩最年轻碎屑锆石206Pb/238 U年龄为728Ma±4 Ma(Th/U=1.7,谐和度=98%)。采用单颗最年轻碎屑锆石U-Pb年龄定年法(YSG)定年可知,南沱组下段底部沉积时间可能晚于或等于725 Ma±4 Ma,上段底部沉积时间可能晚于或等于665Ma±4Ma,与扬子东南缘长安冰期(Sturtian)和富禄间冰期启动时间相近。沉积年龄下限和沉积特征分析表明,滇东南沱组下段可能与扬子东南缘早冰期长安组对比,而滇东南沱组上段则可能与扬子东南缘间冰期富禄组、大塘坡组对比。碎屑锆石U-Pb年龄谱显示,滇东南沱组碎屑锆石U-Pb年龄谱清晰记录了Rodinia超大陆裂解过程的构造—岩浆热事件,其中ca.850 Ma代表超级地幔柱上涌,ca.820 Ma代表裂谷盆地开启,ca.800 Ma代表裂谷盆地强烈扩张。     

滇中易门地区新元古代澄江组凝灰岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

扬子西缘广泛出露的新元古代澄江组是一套与晋宁运动密切相关的沉积岩夹火山岩系,其形成时限对华南新元古代区域地层格架、地层划分对比及古大陆再造具有重要意义。出露于滇中易门地区的新元古代澄江组底部发育有厚数米的凝灰岩夹层,本次采集凝灰岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究,结果表明,锆石206Pb/238U年龄加权平均值为812±5. 5Ma(n=17,MSWD=0.46),可以代表滇中澄江组的底界年龄,从而进一步确定澄江组底界年龄为812Ma左右。此外,凝灰岩中捕获的锆石年龄信息指示扬子西缘可能存在2. 5Ga、1. 8～1. 6Ga、1. 5Ga、1. 3Ga及1.0Ga等数期重要的区域构造-热事件。     

扬子陆块西缘陆良地区牛头山组火山岩的厘定及对Rodinia超大陆演化规律的指示

滇中地区位于扬子陆块西缘,发育有新元古代火山岩,是开展Rodinia超大陆演化研究的重要窗口。其中牛头山组是滇中地区重要的新元古代地层,由于缺乏精确的年代学依据,严重影响了区域地层格架的划分,并制约了对Rodinia超大陆构造演化时限的认识。本文对牛头山组的流纹质玻屑凝灰岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素、锆石微量元素等方面的研究,结果显示凝灰岩均由火山物质组成,锆石具明显岩浆震荡环带和自形程度高等特征;凝灰岩的锆石UPb年龄为817.9±7.7Ma、818.3±8.3Ma和822±13Ma,锆石εHf(t)值兼具正值和负值,岩浆源区伴有地幔物质的混入,及主要与古元古代(1523.9～2107Ma)陆壳物质的熔融有关;锆石研究显示凝灰岩形成于岩浆弧,属陆壳锆石类。岩石地球化学表明,凝灰岩属硅质火山岩类,具弧火山岩性质。综合研究认为,牛头山组是华夏陆块向扬子陆块俯冲末期的沉积-岩浆响应,形成于扬子陆块西缘的弧后盆地环境,该弧后盆地可能是华南新元古代康滇裂谷的初期阶段。牛头山组沉积作用的结束,指示了扬子陆块与华夏陆块已完成汇聚,Rodinia超大陆可能形成了统一板块,同...     

扬子西缘澄江组底部玄武岩形成时代新证据及其地质意义

扬子西缘新元古代澄江组底部发育一套玄武岩,其形成时代一直未能准确限定。本文在野外地质调查的基础上,对云南武定罗茨地区澄江组底部玄武岩进行了较为系统的岩石学和同位素年代学研究。结果表明,最年轻一组锆石206Pb/238U年龄加权平均值为804±6 Ma(MSWD=0.40),可以代表澄江组玄武岩的形成时代,从而进一步确定澄江组底界年龄为800 Ma左右。武定罗茨地区澄江组底部玄武岩显示低Si O2,高(K2O+Na2O)、Ti O2和Al2O3的特点,具有大陆裂谷碱性玄武岩的性质。结合区域相关研究资料,认为扬子西缘可能存在一个自~800 Ma持续至725 Ma的幕式双峰式岩浆岩带,而澄江组底部玄武岩和苏雄组火山岩均为~800 Ma双峰式岩浆活动的产物,并推测该双峰式岩浆岩带可能形成于大陆裂谷环境。此外,玄武岩中捕获的锆石年龄信息指示扬子西缘可能存在2.5 Ga、1.8~1.6 Ga及1.0 Ga等数期重要的区域构造-热事件。     

滇中新元古代裂谷盆地充填序列及演化模式:对Rodinia超大陆裂解的响应

以滇中新元古代裂谷盆地沉积充填为研究对象,开展了系统的沉积学和盆地分析研究。结果表明,滇中新元古代裂谷盆地具有4个充填序列,分别代表盆地的4个发展阶段。其中,序列I为柳坝塘组及陆良组下段,沉积时限为820~800 Ma,属低密度浊流和深水饥饿沉积,代表裂谷盆地的快速沉降阶段;序列II为澄江组、陆良组上段及牛头山组,沉积时限为800~725 Ma,属扇三角洲-湖泊沉积,代表裂谷盆地的成熟发展阶段;序列III为南沱组,沉积时限可能为725~635 Ma,属大陆冰川沉积,代表裂谷盆地开始向被动大陆边缘盆地转换的阶段;序列IV主要为陡山沱组,沉积时限为635~551 Ma,属潮坪沉积,为裂谷盖地层。进一步研究揭示,滇中新元古代裂谷盆地由幼年期分布局限的小型同向半地堑盆地群演化为成熟期统一的大型半地堑盆地,属上叠滑脱盆地。综合研究证实,滇中新元古代裂谷盆地应为陆内裂谷盆地,是Rodinia超大陆裂解的产物。     

南祁连党河南山地区新元古代拐杖山岩群碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

传统认为志留系巴龙贡噶尔组广泛分布于南祁连地区,近年来在其中解体出了新元古代拐杖山岩群,对其开展锆石年龄研究对了解该地层的沉积时代、物源性质以及与邻近板块的亲缘性具有重要意义。本文选取党河南山地区拐杖山组岩群中的黑云斜长石英片岩和石英片岩,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年并讨论其地质意义。实验结果表明:由下及上碎屑锆石样品的U-Pb测年的最大沉积年龄分别为-794Ma、-746Ma和-713Ma,表明该变质地层至少沉积于-794Ma之后,在-740Ma时期伴有火山活动,并且部分地层可能沉积于-713Ma以后,时代应划归为新元古代。样品碎屑锆石以867-700Ma年龄区间最为集中,表明全吉地块与中祁连地块的基底岩系可能作为源区为拐杖山岩群提供了碎屑物质,同时响应了Rodinia超大陆裂解事件。通过与全吉地块、中祁连地块、柴达木地块、华北板块、澳大利亚板块以及扬子板块的碎屑锆石频谱对比,南祁连地区与其周缘地块以及扬子板块在元古宙时期显示了较好的亲缘关系,但其物源主要来自全吉地块与中祁连地块,而与扬子地块关联较小。     

Provenance and tectonic setting of Neoproterozoic sedimentary sequences in the South China Block: evidence from detrital zircon ages and Hf–Nd isotopes

Neoproterozoic sedimentary sequences in the South China Block provide great opportunity to examine the tectonic evolution and crustal accretion during this period. This study presents U–Pb ages and Hf isotope composition of detrital zircons and Nd isotope composition of whole rocks of the Neoproterozoic sequences from the Yangtze Block, part of the South China Block. Age patterns of detrital zircons imply that the source area experienced three major periods of magmatic activity at 2,300–2,560, 1,900–2,100 and 770–1,000?Ma and two major episodes of juvenile crust accretion at 2,600–3,400 and 770–1,000?Ma. The maximum age of the Gucheng glaciation can be restricted at?~768?Ma from the youngest detrital zircon ages, probably corresponding to the Kaigas glaciation rather than to the Sturtian glaciation. High La/Sc ratio and low Cr/Th, Sc/Th and Co/Th ratios of the sedimentary rocks point to a derivation from dominantly felsic upper continental crustal sources, whereas large variation of ε_Nd(t) and ε_Hf(t) values indicates that mantle-derived magmatic rocks also provided material to the sedimentary sequences in different degrees. The shift in ε_Nd(t) values of whole rocks and U–Pb age spectra of detrital zircons records the evolution from a back-arc to retro-arc foreland to a rift basin. Age distribution of detrital zircons from the Neoproterozoic sequences, compared with those of the major crustal blocks of Rodinia, implies that the position of the Yangtze Block was probably adjacent to northern India rather than between Australia and Laurentia before the breakup of the Rodinia supercontinent.     

滇东南震旦-寒武纪沉积岩的碎屑锆石组成和对扬子-华夏界线的限制

滇东南屏边地区的基底组成一直是个谜。该区域的构造属性对约束扬子地块和华夏地块的西段界线非常重要。本文 对出露于该地区的震旦-寒武纪沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb-Hf同位素分析。二个样品的锆石U-Pb同位素分析显示这二个 地层中的碎屑物质组成相似,都是以新元古代（700~937 Ma）碎屑物质为主,构成了~815 Ma的主峰。岩石中都含有少量 古-中元古代碎屑物质。屏边群沉积岩样品六个最年轻谐和锆石年龄变化于696~761 Ma,指示屏边形成于新元古代晚期, 与震旦系相当。屏边地区基底变质沉积岩的碎屑锆石年龄谱为一明显富集新元古代年龄的单峰模式,不同于华夏地块和印 支地块的年龄谱,而与扬子地块南缘及扬子西缘的沉积岩相似。Hf同位素特征也显示了与扬子地块（尤其是西缘）的亲缘 关系。结合其他证据,本文认为滇东南屏边地区属于扬子地块,扬子地块与华夏地块分界线的西延部分应该在研究区以南 或东南,而不可能是研究区以北的师宗-弥勒-罗甸断裂。碎屑锆石年龄分布特征还指示屏边群这套浅变质碎屑岩沉积于弧 后盆地,暗示扬子地块西南缘的新元古代俯冲作用可能一直持续到~752 Ma之后。     

安徽宿松志留系—泥盆系碎屑锆石物源分析及其大地构造意义*

安徽宿松志留系—泥盆系分布于下扬子地层区西部,大别造山带东南缘,郯庐断裂带南端东侧。为了获得宿松地区志留系—泥盆系的物源信息,对出露于宿松地区的坟头组、茅山组及五通组细砂岩及粉砂岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。结果显示,3个样品均获得了约970 Ma、820 Ma的主要峰值年龄和约450 Ma的次要峰值年龄。碎屑锆石主要来源于花岗质岩石。根据花岗岩中锆石的判别图,研究层段碎屑锆石大多属于I型和S型花岗岩锆石,而江南造山带内新元古代及华南地区加里东期的花岗质岩石大多为I型和S型。通过与华南碎屑锆石年龄谱的对比,认为研究地层物源主要来自华南板块内部。根据锆石结晶年龄与沉积年龄差异模式图,判别出安徽宿松志留系—泥盆系形成于碰撞背景。     

米仓山地区早寒武世仙女洞组沉积物源新认识：沉积学、重矿物和碎屑锆石年代学的证据

长期以来,一直认为米仓山地区早寒武世地层主要由汉南古陆和/或摩天岭古陆提供沉积物,实际并非如此。米仓山地区早寒武世仙女洞组主要由鲕粒灰岩以及角砾灰岩等组成。本文根据沉积相时空展布、交错层理恢复的物源方向、重矿物以及碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,综合探讨仙女洞组的物源方向以及物源区。沉积相时空展布和古流向表明,仙女洞组的物源主要来自西北和西南方向,非前人判断沉积物来自东北和/或西北方向。碎屑重矿物锆石、磷灰石、白钛石、铬尖晶石和磁铁矿组合表明物源主要来自于岩浆岩,部分为基性岩浆岩。对仙女洞组3件样品碎屑锆石U-Pb年龄分析,获得172组U-Pb有效年龄。碎屑锆石的谐和年龄表明,物源主要集中在744~896Ma和1755~2493Ma。综合相展布、古水流、重矿物组合以及碎屑锆石测年,仙女洞组的物源主要来自:(1)西北方向,摩天岭古陆的碧口群、横丹群和鱼洞子群的火山-沉积岩以及新元古代侵入岩;(2)西南方向,主要为康滇古陆的花岗岩、流纹岩、辉绿岩等。     

Provenance and tectonic setting transition as recorded in the Neoproterozoic strata,western Jiangnan Orogen:Implications for South China within Rodinia

The Neoproterozoic Tonian strata(ca.870-725 Ma)in the western Jiangnan Orogen archive the records of sedimentary provenance and tectonic setting which can be used to understand the geological evolution of the South China Continent.These strata are separated into the basement and cover sequences by a regional angular unconformity.The basement sequence can be subdivided into the lower and the upper parts by the widespread interbedded ca.840 Ma basalt with pillow structure.In the present work,234 concordant detrital zircon analyses are obtained from three Tonian sandstone samples in the Fanjingshan district,Guizhou Province.Combined with previous results,a total of 1736 analyses of detrital zircon U-Pb ages derived from 12 formations of Tonian strata in the western Jiangnan Orogen are used to decipher the integrated sedimentary and tectonic histories.The zircons from the lowermost part of the basement sequence(the Yujiagou Formation)show oval morphology and display two Paleoproterozoic age peaks at 2325 Ma and 1845 Ma which are similar with the detrital zircon age peaks from the Late Paleoproterozoic to Early Mesoproterozoic Dongchuan/Dahongshan/Hekou groups,suggesting a passive margin basin in which the sediments were mainly sourced from the southwestern Yangtze Block.However,the zircon age population of the lower part of the basement sequence(the Xiaojiahe,Huixiangping formations and their equivalents)indicates the sedimentary derivation from bidirectional sources(the ca.870 Ma arc materials in the south and the old detritus from the southwestern Yangtze Block)which is consistent with a back arc setting for the deposition of the sediments.Zircons from the upper part of the basement sequence(the Duyantang Formation and its equivalent)show euhedral and subangular morphology and display a unimodal age peak at ca.835 Ma.This sequence was possibly deposited in a convergent setting and the detritus were came from the locally distributed syn-collisional igneous rocks.The lower part of the cover sequence(the Xinzhai and Wuye formations and their equivalents)shows a distinct zircon age peak at 815—809 Ma and two subordinate peaks at 2485 Ma and 2018 Ma,suggesting that the basin had gradually transformed into a continental rift basin and received the detritus from the ca.815 Ma post-collisional magmatic rocks as well as from different Paleoproterozoic source rocks in the northern Yangtze Block.We propose a tectonic evolution model that envisages eruption of ca.840 Ma basalt in a back arc basin that existed during ca.870-835 Ma,an angular unconformity was formed during amalgamation of the Yangtze Block and the Cathaysia Block at ca.835-820 Ma and the rifting of the South China Continent was initiated at ca.800 Ma.Our study concludes that the South China Continent was formed on the periphery of the Rodinia supercontinent.