第34卷第1期地球科学)))中国地质大学学报Vol.34No.1 2009年1月Earth Science)Jour nal of China Univer sity of Geosciences Jan.2009
扬子克拉通南华纪碎屑锆石U2Pb年龄、Hf同位素对华南新元古代岩浆事件的指示
谢士稳1,2,高山1,2,3,柳小明3,高日胜4
1.中国地质大学地球科学学院,湖北武汉430074
2.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,湖北武汉430074
3.西北大学地质系大陆动力学国家重点实验室,陕西西安710069
4.中油国际海外中心,北京100083
摘要:对采自宜昌三峡地区南华纪沉积岩中碎屑锆石进行了U2Pb定年,新元古代锆石U2Pb年龄在833Ma、785Ma出现高峰,说明此时期有两期大规模岩浆活动.结合前人的Hf同位素结果,新元古代锆石U2Pb年龄与E Hf(t)值关系图表明:910~890Ma 之间锆石E Hf(t)值表现为高正值(U10,接近亏损地幔演化值),890~840Ma锆石E H f(t)值明显降低,并有负值出现,另外在890Ma处有年龄峰出现.笔者认为扬子和华夏板块的拼合可能在890Ma发生了由俯冲到陆-陆或陆-弧的碰撞,之前的高E Hf(t)值由洋壳俯冲造成,之后碰撞作用陆壳物质熔融造成了E Hf(t)值的降低;840~800Ma的锆石E Hf(t)值有正也有负,800~ 780Ma的锆石E Hf(t)值小于0,780~750Ma的锆石E Hf(t)值大于0.这些数据与830~795Ma、780~745Ma两期地幔柱事件吻合.关键词:扬子板块;锆石U2P b定年;地幔柱;R odinia超大陆;Hf同位素.
中图分类号:P597文章编号:1000-2383(2009)01-0117-10收稿日期:2008-10-10
U2Pb Ages and Hf Isotopes of Detrital Zircons of Nanhua Sedimentary Rocks from the Yangtze Gorges:Implications for Genesis of
Neoproterozoic Magmatism in South China
XIE Shi2wen1,2,GAO Shan1,2,3,LIU Xiao2ming3,GAO Ri2sheng4
1.F aculty of Earth Sciences,China Univer sity of Geosciences,Wuhan430074,China
2.State K ey Labor atory of Geological P rocesses and Mineral Resources,China Univer sity of Geosciences,Wuhan430074,China
3.State K ey Labor atory of Continental Dynamics,Depar tment of Geolog y,Northwest Univer sity,Xi.an710069,China
https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, P C Inter national Resear ch Center,Beijing100083,China
Abstr act:This paper repor ts LA2ICP2M S U2Pb dates of det rita l zircons from the Nanhua clastic sedimentary rocks in the Yan2 gtze gor ges.Neoproterozoic U2Pb ages show two peaks at833Ma and785Ma,assumably cor responding t o two large2sca le pe2 r iods of magmatism.E Hf(t)values for the910-890M a zircons are positive(U10,similar to the value of the coeval depleted mantle),while those for the890-840Ma zircons tend to decr ease t o negat ive values,and there shows age peaks at890Ma. These data allow us to infer that tr ansformation of oceanic subduct ion into continenta l collision or continental2ar c collision oc2 curr ed at about890Ma via amalgamation of the Yangt ze and Catha ysia blocks.The high E Hf(t)values prior to890Ma resulted from t he subduct ion of oceanic crust.T he subsequent dr op of E H f(t)va lues was caused by the crust melting and crusta l colli2 sion.E Hf(t)values for the840-800Ma zircons a re either negative or positive,whereas E H f(t)values for the800-780Ma zir2 cons are all negat ive and E Hf(t)values for the780-750Ma zir cons are most ly posit ive.T hese data ar e in coincidence with two stages of the mant le plume beneath the Yangtze craton at830-795Ma and780-745Ma.
Key words:Yangtze block;zir con U2Pb dat ing;mantle plume;Rodinia super continent;Hf isotope.
基金项目:教育部创新团队研究计划项目(Nos.IRT0441,306021);国家自然科学基金委创新研究群体科学基金项目(No.40521001);高等学校学科创新引智计划(No.B07039).
作者简介:谢士稳(1983-),男,硕士研究生在读,岩石圈地球化学专业.E2mail:swxie210@https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,
地球科学)))中国地质大学学报第34卷
扬子克拉通是我国重要构造单元之一,其中广
泛发育新元古代岩浆事件,这些岩浆岩的年龄多分
布在830~740Ma(Li,Z.X.,et al.,2003;Zheng
et al.,2004,2006;Li,W.X.,et al.,2005;钟玉
芳等,2005;Zhou et al.,2006a,2006b;Zhu et
al.,2006;Wu et al.,2007;Li,X.H.,et al.,
2008;T ang et a l.,2008;Wang et al.,2008),随
着Rodinia超大陆重建的进一步研究,以及华南超
级地幔柱的提出(Li,Z.X.,et al.,1995,1999,
2003;Li,X.H.,et a l.,2003)扬子新元古代岩浆
岩的成因已成为地质学家们研究的热点.这些岩浆
岩的成因也成为大家争论的焦点,目前已提出3种
成因模式:(1)地幔柱成因(Li,Z.X.,et al.,
1999,2003;Li,X.H.,et al.,2003,2006),认为
这些岩浆活动是地幔柱成因,在830~750Ma期
间,Rodinia超大陆下存在一个超级地幔柱,通过主
要的两次地幔柱活动导致了华南大规模的地壳抬
升、去顶、大陆裂谷和广泛的双峰式岩浆作用,并最
终导致了Rodinia超大陆的裂解;(2)岛弧模式
(Zhou,M. F.,et a l.,2002a,2002b;Zhou,J.
C.,et a l.,2004;Wang et al.,2004a,2004b,
2006)认为这些岩浆活动是洋壳俯冲消减于扬子板
块下引起的岛弧岩浆,并认为新元古代时期,华南是
一个被消减海洋岩石圈俯冲带包围的孤立陆块;(3)
板块-裂谷模式,认为这些岩浆产物是早期弧-陆碰撞、晚期拉张垮塌和大陆裂谷的再造产物(Wu et al.,2006;Zheng et al.,2007).扬子克拉通由于震旦纪及显生宙巨厚沉积物的覆盖,限制了对扬子板块新元古代岩浆事件的认识,
碎屑锆石是研究岩浆事件的重要手段,可以记录源区地壳演化中的各期地质事件.为了更全面研究华南新元古代的岩浆事件,本文报道采自宜昌黄陵地区南华纪沉积岩中碎屑锆石的U2Pb年龄分布和H f同位素组成,以期对扬子克拉通新元古代岩浆事件提供新的研究思路.
1地质概况和样品来源
黄陵穹隆是扬子克拉通太古宙岩石唯一出露的地区,该穹隆位于扬子克拉通北缘,面积约970km2,主要由晚太古代崆岭群高级变质地体和以黄陵花岗岩基为主的大量侵入体组成.其中,崆岭高级变质地体主体由闪长-英云闪长-奥长花岗-花岗闪长(DT TG)质片麻岩和花岗质片麻岩组成,其次为变沉积岩和斜长角闪岩及少量基性麻粒岩等岩系组成(Gao et al.,1999),是扬子克拉通已知出露最古老的基底岩系.盖层包括南华系-三叠系,围绕基底由老至新环状分布(图1).
图1黄陵背斜地质略图
Fig.1Sim plified geological map of Huangling antidine
研究区位于宜昌三峡地区(图1),该区新元古代地层由老至新可依次划分为莲沱组、古城组、大塘坡组、南沱组、陡山沱组和灯影组.其中,莲沱组不整合覆盖在黄陵花岗岩之上,其下部为紫红色厚层含砾石英砂岩、长石石英砂岩及石英砂岩,上部以紫红色、灰绿色细岩屑砂岩,长石质砂岩和粉砂岩及流纹质晶屑玻屑凝灰岩组成.古城组下部为冰碛砾岩,上部为砂砾岩和含砾砂岩及冰碛纹泥层,与下伏莲沱组呈平行不整合接触.大塘坡组主要为黑色薄层炭质粉砂岩及砂质页岩夹含锰灰岩,是我国南方南华系重要的含锰层位之一.南沱组主要为一套暗绿、灰绿色夹紫红色冰碛泥砾岩,下与大塘坡组呈平行不整合接触.陡山沱与下伏南沱组呈平行不整合接触,岩性主要是中-薄层的灰、褐灰色细晶白云岩、灰白色细晶白云岩夹黑色炭质页岩,中下部常见有硅磷质结核,是我国南方重要含磷层位之一,顶部为黑色炭质页岩夹泥质白云岩.灯影组与下伏陡山沱组为连续沉积,由巨厚白云岩和灰岩组成(湖北地质矿产局,1990:全国地层委员会,2001,2002).
样品LT01和LT02为紫红色砂岩,均采自宜
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昌莲沱镇莲沱大桥附近的莲沱组底部,该处见莲沱组不整合覆盖在黄陵花岗岩之上,样品GPS点位为北纬30b51.045c,东经111b9.004c.样品NT01和NT02采自长阳县高家堰镇古城村锰矿采坑南约50m山坡南沱组标准剖面底部冰积砾岩和冰积泥岩,样品GPS点位为北纬30b33.048c,东经111b3.413c.每个样品采集约20kg.ZG01采自秭归九曲垴南华-震旦纪剖面,GPS点位为北纬30b53.052c,东经110b52.867c(图1).ZG01是本文新采样和分析的样品,其余样品数据来自Liu et al. (2008).
2样品制备与分析方法
样品ZG01的制备与分析方法与Liu et al. (2008)报道的其余样品制备和分析方法类似.
所采集的样品,经破碎人工分选出锆石.每个样品分选出的锆石颗粒为500至数千颗不等.将待测的锆石颗粒制成环氧树脂圆片,抛光后进行CL显微结构观察及年龄的测定.锆石阴极发光(CL)图像分析在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成.
锆石激光剥蚀等离子体质谱(LA2ICP2MS) U2Pb同位素分析在在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成,实验采用的ICP2MS为美国Agilent公司生产的Agilent7500a.激光剥蚀系统为德国MicroLas公司生产的GeoLas2005,分析所用的激光斑束直径为32L m,分析流程参见(Yuan et a l.,2004).样品的同位素比值及元素含量计算采用GLITTER(ver4.0,Macyuarie University)程序完成.普通Pb校正采用ComPbCorr #3_151完成(Andersen,2002),年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot3.0完成(Ludwig,2003).
对ZG01未分析H f同位素组成,其余样品的H f同位素分析方法见Liu et al.(2008)和徐平等(2004).E Hf(t)值和H f模式年龄计算所采用参数见Liu et al.(2008).
3结果与讨论
本次研究分析的ZG01结果,加上Liu et al. (2008)的分析结果,本文共获得南华纪沉积岩中1260颗碎屑锆石U2Pb年龄值(表1).其中,777颗锆石的年龄谐和度在100?10%之间.Liu et al.(2008)对其中的251颗锆石进行了H f同位素分析.有40%的谐和锆石的年龄在730~920Ma之间,对其中的78颗锆石进行了H f同位素分析.下面笔者将讨论这些新元古代锆石的U2Pb年龄和H f同位素组成对Rodinia超大陆裂解的指示意义.此阶段的碎屑锆石多具有岩浆震荡环带,多为自形,部分有后期的增生边结构,Th/U比值除6颗小于0.3外,大多都大于0.5(图2),指示这些锆石为岩浆成因.锆石年龄谐和图见图3.对78颗锆石的H f 同位素研究发现,176H f/177H f分布在0.281714~ 0.282667之间,E Hf(t)变化范围很大,从+12.6~ -22,其中52颗具有正的E Hf(t)值,27颗E Hf(t)值小于0,其T C DM分布在1.8~3.0Ga之间.2/3的锆石具有正的E Hf(t)值,指示此阶段主要是大陆地壳形成的时期,并伴随有古老地壳的重熔.
从新元古代锆石年龄分布直方图(图4)上看,笔者很明显地发现锆石年龄主要分布在780~ 910Ma之间,最高的年龄峰为833Ma.Li(1999)通过对华南造山后花岗岩锆石U2Pb定年认为,扬子与华夏板块最终聚合的时期不晚于820Ma.另外,Li,Z. X.,et al.(1999)等测定华南地区铁镁-超铁镁质岩墙锆石的SHRIMP年龄为828?7Ma,认为在825Ma 时,扬子克拉通有超级地幔柱的作用.830Ma正好是造山末期和地幔柱活动的叠加时期,笔者认为此时的拉张环境和地幔柱的烘烤更容易造成岩石圈的熔融,再加上地幔柱带来的上涌物质,因此该年龄有最高的锆石年龄峰值.780~745Ma是第二期地幔柱活动时间(Li,Z.X.,et al.,2003).因此,785Ma的峰值可能与第二期地幔柱的开始和活动有关,在两个峰值之间的相对低谷可能反映了第一期地幔柱的衰减和相对宁静时期的开始.扬子克拉通的此次地幔柱活动持续了近100Ma(Li,Z.X.,et al.,2003).
从图5看出,锆石U2Pb年龄和E Hf(t)值关系可分为5个阶段:910~890Ma、890~840Ma、840~ 800Ma、800~780Ma、小于780Ma.年龄为910~ 890Ma之间的锆石E Hf(t)值表现为高正值(U10,接近亏损地幔演化值),可能此时期扬子和华夏板块还未发生陆-陆碰撞,仍为洋壳俯冲阶段.890~ 840Ma锆石E Hf(t)值明显降低,并有负值出现, 890Ma处有个小的年龄峰值(Liu et al.,2008).Li, W.X.,et al.(2008)认为890Ma时扬子和华夏已拼合.Wang et al.(2007)认为在870Ma时华夏板块和岛弧碰撞并发生超高压变质事件.Ye et al. (2007)和Li et al.(2007)认为在900Ma时扬子和
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第1期 谢士稳等:扬子克拉通南华纪碎屑锆石U 2P b 年龄、H f
同位素对华南新元古代岩浆事件的指示
华夏发生拼合.Li and McCulloch(1996)和Li et al .(1997)通过对扬子板块中元古代-二叠纪沉积岩Nd 同位素和安徽、江西两套蛇绿岩套的地球化学、Sm 2Nd 同位素的系统研究,提出扬子和华夏板块的陆-弧-陆碰撞模式,并认为在900~800Ma 发生弧-陆碰撞和最终拼合,笔者认为890Ma 时E Hf (t )值的降低可能记录了此次俯冲向碰撞的转变.840~
800Ma 有相当数目锆石E Hf (t )值小于0,但多数E Hf (t )值大于0,笔者认为正的E Hf (t )值表明地幔柱
的活动,而负的E
Hf (t )则指示地壳的熔融作用.根据Li,Z.X.,et a l .(1999)提出的华南地幔柱模型,840~830Ma 是地幔柱柱头上涌和有限的基性/超基性岩墙侵入时期,柱头上涌的过程中,导致岩石圈凸起,由于凸起拉张引起压力的减小和地幔柱上涌
带来的热量,引起地幔柱上部部分熔融,造成幔源岩
浆的侵入或喷发,桂北元宝山超镁铁岩形成年龄为841Ma,即被认为与825Ma 的地幔柱事件有关(周继彬等,2007).笔者认为年龄为~840Ma 的碎屑锆
石大于0的E Hf (t )值与此时幔源岩浆的侵入或喷发有关.825~820Ma 是深熔花岗岩活动和侵入时期,Li,X.H.,et al .(2003)在扬子克拉通识别出一些825~820Ma 的壳源花岗岩,他们认为扬子克拉通825~820Ma 的花岗岩是由于~825Ma 时地幔柱烘烤地壳物质形成的,830~820Ma 之间E Hf (t )值为负值,同样表明这个时期主要为地壳物质的重熔.820~800Ma 是地幔柱大量上涌时期,笔者认为该期大多数正的E Hf (t )值与大量地幔物质上涌有关.Li,Z.X.,et a l .(2003)进一步指出,830~795Ma 和780~745Ma 是两期地幔柱大规模活动时期,
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800~780Ma介于活动期之间,处于地幔柱活动相对宁静时期.第一期地幔柱活动产生的岩浆及此时休眠的地幔柱不断地烘烤地壳物质,致使地壳重熔形成一定规模的岩浆.因此,此阶段碎屑锆石E Hf(t)值表现为负值;780~750Ma时碎屑锆石E Hf(t)值又恢复到正值,很少小于0.Lin et a l.(2007)对川西康滇裂谷中康定-泸定-石棉地区广泛分布的基性岩墙群进行了SH RIMP锆石U2Pb年龄、元素和Nd2H f同位素研究,结果表明这些基性岩墙群形成于780~760Ma,很可能是高温地幔柱部分熔融的产物.笔者认为年龄为780~750Ma碎屑锆石E Hf(t)值的升高可能与地幔柱的第二期活动有关.
4结论
本文对采自宜昌三峡地区南华纪沉积岩中碎屑锆石的U2Pb定年表明,扬子和华夏板块的拼合可能在890Ma发生了由俯冲到陆-陆或陆-弧的碰撞转换,之前的高E Hf(t)值可能由洋壳俯冲造成,之后碰撞作用陆壳物质熔融造成了E Hf(t)值的降低;碎屑锆石U2Pb年龄分布、H f同位素组成支持了前人提出的830~795Ma、780~745Ma两期地幔柱活动的认识.
Refer ences
Andersen,T.,2002.Corr ection of common lead in U2P b ana2 lyses that do not repor t204Pb.Chemica l Geology,192: 59-79.
Bureau of Geology and Miner al Resouces of H ubei P rovince, 1990.Regional geology of H ubei P rovince.Geological P ublishing H ouse,Beijing,7-64(in Chinese).
China Commission on Str atigraphy,2001.Str atigraphic guide of China and its explanatory notes(revised edition).
Geological P ublishing H ouse,Beijing,1-59(in Chi2 nese).
China Commission on Stratigr aphy,2002.Explanatory notes to the r egional chr onostratigr aphic(geochronologic) scale.Geological P ublishing H ouse,Beijing,1-72(in Chinese).
Gao,S.,Ling,W.L.,Qiu,Y.M.,et al.,1999.Contr ast ing geochem ical and Sm2Nd isotopic compositions of Arche2 an met asediments f rom the Kongling high2grade ter rain of the Yangtze cr aton:Evidence for cratonic evolution and r edistr ibut ion of REE dur ing cr ustal anatexis.
Geochimica et Cosmochimca Acta,63:2071-2088.
Li,W.X.,Li,X.H.,Li,Z.X.,2005.Neoproterozoic bimodal
magmatism in the Cat haysia block of Sout h China and its tectonic significance.P r eca mbr ia n Resear ch,136(1): 51-66.
Li,W.X.,Li,X.H.,Li,Z.X.,et al.,2008.Obduction2type gr anites within the NE Jiangxi ophiolite:Implicat ions for the final amalgamation between the Yangtze and Cat haysia blocks.Gondwa na Resear ch,13(3): 288-301.
Li,X.H.,1999.U2P b zircon ages of granites from the south2 er n mar gin of the Yangtze block:Timing of Neopr oter o2 zoic Jinning:Orogeny in SE China and implications for Rodinia assembly.P r eca mbr ia n Resea rch,97:43-57. Li,X.H.,McCulloch,M.T.,1996.Secular variation in the Nd isotopic composition of Neoproterozoic sediments from the southern margin of the Yangtze block:Evi2 dence for a P rot erozoic continenta l collision in Southeast China.P r eca mbr ia n R esea rch,76:67-76.
Li,X.H.,Zhao,J.X.,McCulloch,M.T.,et al.,1997.Geo2 chemical and Sm2Nd isotopic study of Neoproterozoic ophiolites from southeaster n China:Petr ogenesis and tect onic im plications.P recambr ian Resear ch,81: 129-144.
Li,X.H.,Li,Z.X.,Ge,W.C.,et al.,2003.Neoproterozoic gr anitoids in South China:Crustal melt ing above a man2 t le plume at ca.825M a?P recambr ian Resear ch,122: 45-83.
Li,X.H.,Li,Z.X.,Sinclair,J.A.,et al.,2006.Revisiting the/Yanbian terr ane0:Implications for Neoproterozoic tect onic evolution of the western Yangtze block,South China.P r eca mbr ia n R esea rch,151(1-2):14-30.
Li,X.H.,Li,W.X.,Li,Z.X.,et al.,2008.850-790Ma bi2 modal volcanic and intrusive rocks in northern Zhe2 jiang,South China:A major episode of cont inental rift magmatism during the br eakup of Rodinia.Lithos,102: 341-357.
Li,Z.X.,Zhang,L.H.,Powell,C.M.,1995.South China in Rodinia:Par t of the missing link between Australia2East Antar ctica and Laur ent ia?Geolog y,23(5):407-410. Li,Z.X.,Li,X.H.,Kinny,P.D.,et al.,1999.The br eakup of Rodinia:Did it start with a mant le plume beneath South China?Ea r th and P laneta r y Science Letter s, 173:171-181.
Li,Z.X.,Li,X.H.,Kinny,P.D.,et al.,2003.Geochr onolo2 gy of Neopr oterozoic syn2rift magmat ism in the Yangtze craton,South China and corr elations with other conti2 nents:Evidence for a mantle super plume that br oke up Rodinia.P r eca mbr ia n R esea rch,122(1-4):85-109. Li,Z.X.,War tho,J.A.,Occhipinti,S.,et al.,2007.Ear ly
124
第1期谢士稳等:扬子克拉通南华纪碎屑锆石U2P b年龄、H f同位素对华南新元古代岩浆事件的指示
history of the easter n Sibao orogen(Sout h China)dur2 ing the assembly of R odinia:New mica40Ar/39Ar dat ing and SH RIM P U2Pb detrit al zircon provenance con2 straints.P r eca mbr ia n R esea rch,159(1-2):79-94. Lin,G.C.,Li,X.H.,Li,W.X.,2007.SHRI MP U2Pb zircon age,geochemist ry and Nd2H f isotope of Neopr oter ozoic mafic dyke swarms in western Sichuan:Pet rogenesis and t ectonic significance.Science in China(Ser.D),50
(1):1-16.
Liu,X.M.,Gao,S.,Diwu,C.R.,et al.,2008.Precambrian crustal gr owth of Yangtze craton as revea led by detrital zir con studies.J our nal of Amer ica n Sciences,308: 421-468.
Ludwig,K.R.,2003.ISOPLOT3:A geochr onologica l toolkit for Micr osoft excel.Geochronology Centr e Special Pub2 lication,Berkeley,4:74.
Tang,J.,Zheng,Y.F.,Wu,Y.B.,et al.,2008.Zir con U2Pb age and geochemical const raints on the tectonic affinity of the Jiaodong ter rane in the Sulu orogen,China.P r e2 cambr ian Resear ch,161(3-4):389-418.
Wang,X.L.,Zhou,J.C.,Gr iffin,W.L.,et al.,2007.De2 tr ital zir con geochronology of P recambr ian basement se2 quences in the Jiangnan or ogen:Dating the assembly of the Yangtze and Cathaysia blocks.P r eca mb r ia n Re2 sea rch,159:117-131.
Wang,X.L.,Zhou,J.C.,Qiu,J.S.,et al.,https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,ment on/Neoproterozoic gr anitoids in South China:Crustal melting above a mant le plume at ca.825Ma?0by Li,X.
H.,et al.,[P recambr ian Res.,122(2003):45-83].
P recambr ian Resear ch,132:401-403.
Wang,X.L.,Zhou,J.C.,Qiu,J.S.,et al.,2004b.Geochem2 istr y of the Meso2to Neoproterozoic basic2acid rocks fr om H unan Pr ovince,South China:Implicat ions for the evolution of the western Jiangnan orogen.P r eca mbr ia n R esea rch,135:79-103.
Wang,X.L.,Zhou,J.C.,Qiu,J.S.,et al.,https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,2ICP2 MS zir con geochronology of the Neoproter ozoic igneous r ocks f rom nor thern Guangxi,South China:Implications for t ectonic evolution.P r ecambr ian Resea r ch,145: 111-130.
Wang,X.L.,Zhou,J.C.,Qiu,J.S.,et al.,2008.Geochro2 nology and geochemist ry of Neopr oter ozoic maf ic rocks fr om wester n H unan,South China:Implications for petrogenesis and post2or ogenic extension.Geological Ma ga zine,145:215-233.
Wu,R.X.,Zheng,Y.F.,Wu,Y.B.,et al.,2006.R ewor king of juvenile crust:Element and isotope evidence fr om Neoproterozoic granodiorite in South China.P recambr i2
an Res.,146:179-212.
Wu,Y.B.,Zheng,Y.F.,Tang,J.,et al.,2007.Zircon U2Pb dating of water2rock inter act ion dur ing Neoproterozoic rift magmatism in Sout h China.Chemica l Geolog y,246: 65-86.
Xu,P.,Wu,F.Y.,Xie,L.W.,et al.,2004.H f isotopic com2 positions of the standar d zircons for U2P b dat ing.Chi2 nese Science Bulletin,49:1403-1410(in Chinese). Ye,M.F.,Li,X.H.,Li,W.X.,et al.,2007.SH RIMP zircon U2Pb geochr onological and whole2rock geochemical evi2 dence for an ear ly Neopr oter ozoic Sibaoan magmatic ar c along the southeaster n margin of the Yangtze block.
Gond wa na Resear ch,12:144-156.
Yuan,H.L.,Gao,S.,Liu,X.M.,et al.,2004.Accurate U2Pb age and trace element determinations of zir con by laser ab2 lation2inductively coupled plasma mass spectrometry.
G eo sta ndar d and Geoanalytical Resear ch,28:353-370. Zheng,Y.F.,Wu,Y.B.,Chen,F.K.,et a l.,2004.Zir con U2Pb and oxygen isotope evidence for a la rge2scale18O depletion event in igneous r ocks dur ing the Neopr oter o2 zoic.Geochimica et Cosmochimca Acta,68:4145-4165. Zheng,Y.F.,Zhang,S.B.,Zhao,Z.F.,et al.,2007.Con2 t rasting zircon H f and O isotopes in the two episodes of Neoproter ozoic gr anitoids in South China:Implicat ions for growth and reworking of continental crust.Lithos, 96:127-150.
Zheng,Y.F.,Zhao,Z.F.,Wu,Y.B.,et al.,2006.Zir con U2Pb age,Hf and O isotope constr aints on pr otolith or i2 gin of ultrahigh2pr essure eclogite and gneiss in the Da2 bie orogen.Chemical Geology,231:135-138. Zhong,Y.F.,Ma,C.Q.,Yu,Z.B.,et al.,2005.SH RIMP U2Pb zircon geochronology of the Jiuling granitic com2 plex batholith in Jiangxi Pr ovince.Ea r th Science)
J our na l of China Univer sity of Geosciences,33(6): 687-691(in Chinese with English abstract).
Zhou,J.B.,Li,X.H.,Ge,W.C.,et al.,2007.Geochr onolo2 gy,mant le sour ce and geological implications of Neo2 pr oterozoic ultr amafic r ocks fr om Yuanbaoshan ar ea of northern Guangxi.Geologica l S cience and Technology
I nf or mation,26(1):11-18(in Chinese wit h English
abstr act).
Zhou,J.C.,Wang,X.L.,Qiu,J.S.,et al.,2004.Geochemis2 t ry of Meso2and Neoproterozoic mafic2ultr amaf ic rocks from norther n Guangxi,China:Arc or plume mag2 mat ism?Geochemica l J our na l,38:139-152.
Zhou,M.F.,Kennedy,A.K.,Sun,M.,et al.,2002a.Neo2 pr oterozoic arc2r elated mafic intr usions along the north2 er n margin of South China:Implicat ions for t he accre2
125
地球科学)))中国地质大学学报第34卷
tion of Rodinia.J our na l of Geology,110:611-618. Zhou,M.F.,Yan,D.P.,Kennedy,A.K.,et al.,2002b.
SH RIMP U2Pb zircon geochr onological and geochemical evidence for Neopr oterozoic arc2magmat ism a long t he west ern mar gin of the Yangtze block,South China.
Ea r th and P la neta ry S cience Letters,196:51-67. Zhou,M.F.,Ma,Y.X.,Yan,D.P.,et al.,2006a.The Yan2 bian t errane(southern Sichuan P rovince,SW China):A Neoproterozoic a rc assemblage in the western margin of the Yangtze block.P r eca mbria n Resea r ch,144:19-38. Zhou,M.F.,Yan,D.P.,Wang,C.L.,et al.,2006b.Subduc2 tionr elated or igin of the750Ma Xuelongbao adakitic complex(Sichuan P rovince,China):Implications for t he tectonic setting of the giant Neopr oterozoic magmatic event in South China.Ea r th and P la netar y Science Let2 ter s,248:286-300.
Zhu,W.G.,Zhong,H.,Deng,H.L.,et al.,2006.SHRI MP zir con U2P b age,geochemistr y,and Nd2Sr isotopes of the Gaojiacun mafic2ultramafic intrusive complex,
Southwest China.I nter na tiona l Geology Review,48: 650-668.
附中文参考文献
湖北省地质矿产局,1990.湖北省区域地质志.北京:地质出版社,7-64.
全国地层委员会,2001.中国地层指南及中国地层指南说明书(修订版).北京:地质出版社,1-59.
全国地层委员会,2002.中国区域地层(地质年代)表说明书.
北京:地质出版社,1-72.
徐平,吴福元,谢烈文,等,2004.U2Pb同位素定年标准锆石的H f同位素.科学通报,49:1403-1410.
钟玉芳,马昌前,余振兵,等,2005.江西九岭花岗岩类复式岩基锆石SH RIMP U2Pb年代学.地球科学)))中国地质大学学报,33(6):687-691.
周继彬,李献华,葛文春,等,2007.桂北元宝山地区超镁铁岩的年代、源区及其地质意义.地质科技情报,26(1):
11-18.
126
第30卷第3期 地球科学———中国地质大学学报 Vol.30 No.32005年5月 Earth Science —Journal of China University of G eosciences May 2005 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(No.T G1999075506);国家自然科学基金项目(Nos.40472177,40072070).作者简介:江来利(1957-),男,博士,教授级高工,主要从事构造地质和岩石大地构造研究.E 2mail :lailij @https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, 大别造山带东段扬子陆块和华北陆块间缝合带的位置 江来利,吴维平,储东如 安徽省地质调查院,安徽合肥230001 摘要:大别山为扬子陆块和华北陆块之间的碰撞造山带.构造-岩石单元的岩石组成、同位素年代学资料和构造关系表明,大别山东段主要由扬子陆块北缘不同变质程度的变质基底和少量浅变质盖层组成,没有代表蛇绿混杂岩和华北陆块南缘古生代活动大陆边缘的火山-侵入岩建造.各主要构造-岩石单元间的界线为超高压变质岩折返过程中形成的伸展型剪切带,大别山北部的伸展-逆冲推覆构造也是超高压变质岩折返过程中伸展构造的一部分,其中不存在具有缝合带意义的重要构造界线.因此,在大别山东段,华北陆块和扬子陆块间的缝合带既不是水吼-五河剪切带,也不是磨子潭-晓天断裂.根据地球物理资料推测,南北陆块间的缝合带应分布在信阳-舒城断裂的前缘,但现在覆于合肥盆地中新生代沉积之下.关键词:大别造山带东段;缝合带;北淮阳带;信阳-舒城断裂.中图分类号:P542 文章编号:1000-2383(2005)03-0264-11 收稿日期:2005-01-18 Location of the Suture Zone bet w een Yangtze and North China Blocks in E astern Dabie Orogen J IAN G Lai 2li ,WU Wei 2ping ,C HU Dong 2ru Geological S urvey of A nhui Province ,Hef ei 230001,China Abstract :Dabie mountains are a collision orogen between the Yangtze and the North China blocks.The rock components ,isotopic dating and tectonic relation of the tectonic 2petrological units in the eastern Dabie orogen indicate that the Dabie oro 2gen is composed mainly of the metamorphic basement suffered different 2grade metamorphism and low 2grade metamorphic cover of the north margin of the Yangtze block ,without ophiolitic m élange and Paleozoic vocanic 2intrusive rock association in the south margin of the North China block.The boundary between the tectonic 2petrological units is extensional shear zone developed in the exhumation process of the ultra 2high pressure metamorphic rocks ,and the extensional 2thrust and nappe structure in the northern part of the Dabie Mountains is also one part of the extensional structures in the exhumation process of the ultra 2high pressure metamorphic rocks.There is no key tectonic boundary indicating the occurrence of the suture zone.Therefore ,not the Shuihou 2Wuhe shear zone ,nor the Mozitan 2Xiaotian fault are the suture zone between the Y angtze and the North China https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,bining the geophysical data ,the Xinyang 2Shucheng fault is the Indo 2Chinese suture between the Y an 2gtze and the North China blocks ,but now is covered under the Mesozoic and Cenozoic deposits of the Hefei basin.K ey w ords :eastern Dabie orogen ;suture zone ;North Huaiyang belt ;Xinyang 2Shucheng fault. 大别山为扬子陆块和华北陆块之间的碰撞造山带.根据超高压变质作用年龄(Ames et al .,1993;Li et al .,1993;Rowley et al .,1997;Hacker et al .,1998)及卷入前陆褶冲带变形的最新地层(徐 树桐等,1992a ,1994),扬子陆块和华北陆块最终碰撞发生在二叠纪末—三叠纪初.超高压变质岩是扬子陆块陆壳沿着缝合带向北俯冲到大于90km 的地幔深处经受超高压变质作用然后快速折返至地壳浅
工作笔记—锆石定年 2014年4月4日，于中国地质科学院地质所，经与多接受等离子质谱实验室联系，老师安排我做两天LA-MC-ICP-MS锆石U- P b定年实验。 一、工作内容 整个锆石定年过程大致包括锆石分选、样品制靶、锆石U-P b 测年、分析测试数据。我们的实验工作主要为锆石U-P b测年，包括装靶/换靶→定位→吹气→打点→调数据→吹气→打点。仪器运行几乎是全自动控制，我们的主要任务就是选好要测试的锆石颗粒以及每颗锆石要测试的年龄位置。此次实验样品采自塔里木盆地前寒武纪基底的碎屑岩、变质岩、岩浆岩，测试时使用锆石标样GJ1、SRM610/620和91500作为参考物质。 二、工作流程方法 （一）锆石分选 锆石采集之前要对采样区的岩石出露情况、风化、剥蚀程度，岩浆活动的期次、成分，变质作用的程度、期次以及岩石成因机制等进行比较全面的了解。 锆石的主要成分是硅酸锆，由于岩石酸性不同，不同类型岩石一般采集重量不同。偏酸性的岩类一般含锆石相对多一些，而偏基性岩类含锆石则相对较少。对于花岗岩、流纹岩等偏酸性岩石，采集3~4kg重的样品就行；对于闪长岩、安山岩等中性岩石，通常采集7~10kg；而对辉长岩、玄武岩等偏基性岩石，一般采集40~50kg。
对采集样品进行机械粉碎（以不破坏锆石晶体形态为标准）、淘洗、重力分选或磁选、双目镜下把锆石分选开来。 （二）样品制靶 在双目显微镜下挑选锆石颗粒粘到双面胶上，加注环氧树脂，待固化后，将靶内锆石打磨至原尺寸一半大小。样品靶抛光后在显微镜下拍摄锆石反射光和折射光照片，在等离子质谱实验室拍摄阴极发光（CL）照片。 （三）锆石U-P b测年 实验根据锆石CL照片、反射光和折射光照片选择锆石测试位置，利用激光器对锆石进行剥蚀。 每个实验样靶一般粘有6~8个样品，每个样品可以根据情况测试不同数量的样点，而样点多时一般分成几组进行打点。样点分组时，每组前后都有四个标样，即两个GJ1、一个SRM610/620和一个91500，其中SRM620不能出现在总体样点的首位位置且只出现一次。 1.装靶 首先用酒精擦拭样靶，直到样品附近镜片透亮没有油花；其次Bypass→手动装靶/换靶，要求：粘有锆石一面向上，刻有样靶号侧面对着操作人员，轻拿轻放、不可碰标靶→Purge ,Online。 2.定位 点position进行定位，如果没有该样品名，position→选中样品行某位置→Add,输入样品名→set to current position。 一个样品建立一个文件夹，其中包括一个excel表格和一个
1 晋宁（雪峰）期（Pt2—Pt3） 晋宁（雪峰）期，扬子古板块硬性基底形成中一晚元古代”两弧夹一盆”的模式。 扬子古板块的基底由康滇一川中一鄂西岛弧和江南岛弧，中间夹上元古界板溪群组成的黔桂湘弧间盆地组成。中国南方中一晚元古代板块构造以沟一弧一盆演化构成的扬子古板块硬性基底，成为中国南方稳定的核心，也成为地壳向东增生的基地。 2 早加里东期（Z1—O） 早加里东期扬子古板块发育成克拉通台地和南华小洋盆的开启。 扬子古板块西缘因受康滇古陆和龙门山岛链隆升的影响，整个板块显示西高东低台地相的沉积态势，江南隆起处于扬子古板块与南华小洋盆的过渡区。南华小洋盆当时，有浊积岩充填，到早加里东期闭合，形成了宽约350km的褶皱区。向东由华夏一武夷一云开地块组成的元古宙岛弧，成为赣中和赣南震旦系一寒武系浊积岩的物源区；早加里东期卷入郁南运动，形成华南褶皱区的东缘。这个时期华南板块向东增生扩大，由南华小洋盆、华夏一武夷一云开岛弧、丽水一海丰海沟或断裂组成了又一个沟一弧一盆体系。 3 晚加里东期（S） 晚加里东期，南华小洋盆关闭，扬子古板块大隆大坳构造背景形成。志留纪末的广西运动，洋壳沿丽水一海丰海沟发生俯冲，使南华小洋盆关闭，下古生界地层褶皱变质和火成岩体侵入，仅在钦州一防城坳陷保留残余海槽。 晚加里东运动时期作用力向西传递，使扬子古板块变形，形成许多大隆大坳的构造背景，如乐山一龙女寺古隆起和湘鄂西坳陷等。 4 海西期（D-P） 海西期，扬子古板块及其周边处于拉张构造背景中。经过强烈的加里东褶皱运动后，华南板块地壳处于应力调整状态，从中泥盆世开始发生大范围的拉张运动，扬子古板块北缘出现阿尼玛卿一勉略一大别山小洋盆，西缘出现康定、木里等三联点，南缘出现南盘江裂陷槽。扬子古板块内部出现攀西裂谷带，并以此为中心有峨眉山玄武岩喷发，它代表了地壳演化的一次特殊构造事件，二十年前我们曾命名为”
克拉通盆地具有地台型构造性质，主要是稳定大陆壳板块区内以均匀沉降为主，地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海和内陆棚海。陆壳克拉通内部不发育断裂活动，也没有火山喷发活动和岩浆活动，因此不发育火山沉积建造类，主要形成稳定型陆源建造和、隐定型内源建造。建造的物源是古陆风化剥蚀区或由浅水陆表海水中直接或间接沉淀下来的内源沉积物（孟祥化，1990）。 克拉通并不是均质的完整块体，而是具显著非均一性的拼合体，克拉通是在过去地质历史时期由大、小岩石圈碎块通过组合、分开、再组合而成的拼合体。克拉通构造上的非均一性表现在地壳块体间或内部存在一系列构造带（克拉通焊接缝合带、前寒武纪造山带、绿岩带、岩浆弧及前寒武纪裂谷）。克拉通在岩石学上的非均一性可表现出岩石质量的差异分布导致浮力的不均一和热导率、流变性的差异（张光亚，1995）。 发育在古老克拉通块体上的盆地大体可分为两类：克拉通边缘在拉张分裂时可形成大陆边缘盆地（前渊），在挤压拼合时可形成前陆盆地。克拉通内部则主要发育相对简单的坳陷型盆地，一般称为克拉通内盆地（张抗，2004）。 克拉通内盆地又称简单克拉通盆地，其性质主要表现在稳定大陆板块区内以均匀、缓慢、地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海沉积为主，在陆表海沉积的基础上盆地深度加大，从而形成了具有一定形状的狭义简单克拉通盆地。陆壳内部克拉通盆地不发育断裂活动，也没有火山喷发和岩浆活动，因而形成了稳定型的内源沉积和陆源沉积以及与板块边缘无关的沉积矿产（张立平，1994）。克拉通内盆地沉积物主要是碳酸盐岩，并含少量高成熟度的石英砂岩、高岭石粘土岩、海绿石质石英砂岩等，克拉通内盆地陆源碎屑沉积主要由单一而稳定的石英砂岩、高岭石粘土岩和石英质砾岩组成（张立平，1994）。克拉通内盆地沉积韵律性明显，旋回层序发育。陆内克拉通盆地的沉积建造主要为稳定型的陆源沉积，其中海绿石沉积和风暴沉积是其主要的稳定沉积建造的鉴定标志。根据Leighton和Kolata（1991）的研究，他们认为克拉通内盆地发育过程中的主要变化与板块构造体制的主要变化同时发生，即板块运动方向和板块加速或者减速速率的变化。每一个板块活动体质下均有相应的克拉通盆地发育。伸展阶段以裂谷作用及地堑或拗拉谷的发育为特征。在聚敛阶段，伴随弧前、弧后盆地的发育以及克拉通边缘前渊的开始形成，克拉通内盆地开始发育。在碰撞阶段，由板块碰撞驱动的板内应力场可导致克拉通内盆地的分化和相邻隆起、弯隆的抬升（张光亚，1995）。 克拉通边缘的前陆盆地体系域发育往往不完整，其实在克拉通稳定边缘的一侧的沉积体系配置单一，一个层序往往由层序界面→海进体系域→高水位体系域组成，更多的是由层序界面和高水位体系域组成（赵玉光，1997）。克拉通边缘盆地的逆冲块群的周期性逆冲导致了盆地由于应力载荷而下沉，构造效应是其可容纳空间的主要贡献因素。前陆盆地的可容纳空间受到边缘逆冲带周期性活动的制约，大大超出了全球海平面升降对层序发育的影响。 克拉通内盆地（也称稳定克拉通盆地或简单克拉通盆地）的形成机制比较复杂，现在尚有争议，以往的研究提出了以下假设：（1）岩石圈地伸展及热隆起（sleep，1971；sleep，1976；Haxby，1976，等）；（2）造山时期发生的逆冲载荷（Leighton，1990）；（3）自由热对流（Deming，1992）；（4）辉长岩-榴辉岩的相变或其它变质作用引起下部地壳或岩石圈密度增大也能引起均衡沉降，但这种沉降一般是局部的（张立平，1994）；（5）沉积负荷引起的沉降作用，这种沉降一般不超过水体深的3-4倍。
锆石颗粒较小且磨蚀现象不明显，反映其搬运距离极短，大部分锆石具有振荡生长环带，指示了岩浆结晶的特征，仅有个别锆石具有薄的变质增生边，可能是经历一定程度的变质作用所致，指示它们的原岩主要是由同期或略早期的岩浆岩风化后就近沉积的产物。文章结构较简单，锆石数据、谐和图、直方图。（谷丛楠,2012;现代地质；内蒙古白乃庙地区白音都西群的碎屑锆石年龄及其构造意义） 在样品89-2405B中，锆石颗粒大小约50~100μm，形状多属圆形和次圆形，具典型碎屑锆石特征，CL图像显示其内部没有明显的环带。样品SD2-14中锆石颗粒直径约为50~100μm，此样品共进行26粒锆石27个点的测定。根据颗粒大小形状及阴极发光特征，锆石可分为两组类型来探讨.其中第一组锆石形状浑圆，无或具有不明显的环带，表明它们经历过一定距离的搬运和磨蚀作用，为碎屑锆石；另一组锆石形状多为长椭圆形，局部具有振荡环状。样品87-1001H中锆石颗粒直径约在100μm左右，形状多为椭圆形，锆石中无或具有不明显的振荡环带，部分锆石型态为圆形和破裂状，是在侵蚀、搬运、沉积等作用时所造成，表现为碎屑锆石特征。 碎屑锆石——原岩年龄：本研究利用SHRIMP定年法取得龙首山岩群最上部层位的三件变质沉积岩单颗粒碎屑锆石62个有地质意义的年龄数据。三件变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄皆介于 1.7~2.7Ga之间，最年轻锆石年龄为(1724±19)Ma。此数据可以认定为沉积作用完成的最大年龄，故可合理推测龙首山岩群变质沉积岩固结成岩作用年龄必小于(1724±19)Ma。 成岩之后的变质年龄，本文没从锆石中获得；我自己的论文中，可从变质锆石中获得变质年龄。 物源分析：比对碎屑锆石的年龄频谱和周围古老地块岩浆岩的年代, 显示龙首山岩群变质沉积岩的沉积物, 可能来自阿拉善地块和塔里木地块。（董国安，2007；科学通报；龙首山岩群碎屑锆石SHRIMP U-Pb 年代学及其地质意义）
中国古生代扬子、华北及塔里木克拉通统一体特征 田 海 芹 (石油大学石油资源科学系,山东东营257062) 摘要 对古生代扬子、华北及塔里木三大克拉通的区域构造背景及演化史、基底和盖层性质及演化史以及克拉通盆地形成、发育、充填及演化史等方面的统一性进行了研究,提出了“中国古生代扬子、华北及塔里木克拉通是一个统一体”的新观点假说。如果这一假说成立,将会对研究我国含油气盆地的构造学、沉积学、油气分布规律和油藏成藏机制等产生一定的影响,因而有可能会提高我国扬子、华北及塔里木地区的油气勘探的成功率。 主题词 中国;扬子地区;华北地区;塔里木盆地;古生代;克拉通;统一体 中图法分类号 P541 作者简介 田海芹,男,1958年出生,副教授。1985年获硕士学位,1997年在石油大学研究生院获博士学位。 现在从事碳酸盐岩沉积学、古地理学及层序地层学研究工作。 引 言 对我国扬子、华北及塔里木三大克拉通进行了反复对比及综合研究,发现这三大克拉通在区域构造背景、区域构造演化史、基底及盖层的性质和演化史、克拉通盆地的形成、发育、充填和演化史以及烃源岩的热演化史等方面均具有惊人的相似之处。从中国的现今地形图来看,在扬子(克拉通)、华北(克拉通)与塔里木(克拉通)平地之间,有一条向北东方向凸出的呈“半月形”的高地青藏高原。在青藏高原东南部,又有一块向北东方向凹进的“半月形”平地。整体观察,塔里木盆地好像是从扬子和华北地区中被挤出去的一部分。由此推测扬子、华北及塔里木三大克拉通在中、新生代可能发生过位移。所以,这里提出“中国古生代扬子、华北及塔里木三大克拉通是一个统一体”的观点或假说。如果这一假说成立,它将会使我国的区域构造地质学、地层学、沉积学、古地理学及与其相关的一切学科的理论和体系得到补充和发展,同时它也将会影响我国的油气及其它矿产的勘探和开发。 1 三大克拉通的区域构造背景及演化 1.1 三大克拉通的形成时期 1.1.1 扬子克拉通的形成时期 扬子克拉通的基底形成于晋宁期或扬子期(约800Ma前),并经历了3个重要的构造期:即吕梁期(约1700Ma前)、四堡期(约1000Ma前)和晋宁期或扬子期(约800Ma前)。不同时期的洋壳俯冲及岛弧带的形成,使分散的陆核、孤岛增长连在了一起,最终形成了克拉通(地台)的统一褶皱基底。 扬子克拉通基底形成后,自震旦纪开始就进入相对稳定的发展阶段,即进入了相对稳定的克拉通发展阶段。 1.1.2 华北克拉通的形成时期 华北克拉通的基底基本形成于早元古代晚期的吕梁运动。自中元古代开始,进入了盖层发育阶段,即华北克拉通形成于早元古代的吕梁期。但长城系、蓟县系及青白口系均有不同程度的变质。 1.1.3 塔里木克拉通的形成时期 塔里木克拉通的基底亦可以说是形成于早元古代晚期,亦可以说是形成于中元古代青白口纪末期的塔里木运动期。因为塔里木克拉通前震旦系的阿克苏群亦为结晶变质岩系,但其原岩已具盖层岩层的性质。自震旦纪开始才真正进入了克拉通发育阶段。 扬子克拉通与塔里木克拉通的形成时期完全一致。不过,华北克拉通自在早元古代晚期形成以来,中、新元古界盖层的分布范围十分有限,基本仅限于京、津、唐等的华北北部地区,且亦多有变质现象。 1998年 第22卷 第6期 石油大学学报(自然科学版) Journal of the U niversity of Petroleum,China Vol.22 No.6 Dec.1998 收稿日期:1998-02-17 本文是中国石油天然气总公司“九五”重点攻关项目的部分内容。 马永生、狄明信、马玉新、肖尚斌、于文芹、赵勇生、刘克奇、张卫海、胡书毅、文玲、李红南等同志参与了本项研究工作。
第50卷 第6期 2005年3月 快 讯 南华-震旦系界线的锆石U-Pb 年龄 储雪蕾① Wolfgang Todt ② 张启锐① 陈福坤① 黄 晶① (① 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; ② Max-Planck-Institut für Chemie, 55020 Mainz, Germany. E-mail: xlchu@https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, ) 中国地层委员会在2001年通过了中国的新元古代三分方案, 新建南华系[1,2]. 新的系顶界置于陡山沱组之底; 以冰期有关的地层从原震旦系分出, 命名 为南华系[1~3], 取意于刘鸿允先生的“南华大冰期”[3,4] . 2004年3月, 国际地科联(IUGS)又批准设立了Edicaran 系, 其GSSP 定在澳大利亚南部沿Enorama Creek 出露的冰成岩石之上, 即结构和化学都与众不同的层状碳酸盐岩的底界[5]. 如此, 中国的南华-震旦系界线对应着国际上的Cryogenian-Ediacaran 界线, 而Ediacaran 系就相当于中国的震旦系. Cryogenian-Ediacaran 界线年龄原估计在610~ 635 Ma 之间[5]. 不久前, 在纳米比亚剖面的Ghaub 组火山灰层获得了635.5±1.2 Ma 这个精确的锆石U-Pb 年龄[6], 现已被广泛地接受作为Marinoan 冰期结束的年龄[7,8]. 可是, 在2001年公布的中国区域年代地层 (地质年代)表中, 还将南华-震旦纪界线定在680 Ma [1,2]. 然而, 瓮安陡山沱组磷块岩的Lu-Hf 和Pb-Pb 定年表明, 南华-震旦系界线的年龄应在大约600~ 610 Ma 附近 [9,10], 与全国地层年表给出的680 Ma [1,2]相差甚远, 也与Cryogenian-Ediacaran 界线的年龄不同. 本文发表的吴坞剖面南沱冰成岩石上火山灰层中的锆石U-Pb 年龄数据, 为南华-震旦系界线的年龄提供直接限定. 江西上饶市北8 km 的吴坞村附近出露一套相当连续的中上新元古界地层层序[4], 如图1所示. 上饶 地区的南华系休宁组分上、下两段, 由一套杂色含砾或不含砾的粗砂岩到粉砂岩、泥岩组成, 夹有沉凝灰岩; 其上覆的南沱组为浅灰色含砾沉凝灰岩、灰黑色含砾硅质粉砂岩夹硅炭质页岩, 即冰海沉积物或杂砾岩; 震旦系兰田组直接覆盖在南沱组上, 由黑色含 图1 吴坞剖面附近地质简图 Nh 1x 2-1: 南华系休宁组二段下亚段; Nh 1x 2-2: 南华系休宁组二段上亚段; Nh 2n : 南华系南沱组; Z 1l : 震旦系兰田组; Z 2p : 震旦系皮 园村组; 1h : 寒武系荷塘组; 2y : 寒武系杨柳组; O 1y : 奥陶系印渚埠组; O 1n : 奥陶系宁国组 600 https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,
2010年第55卷第4-5期：350~358 https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, 英文版见: Jia J T, Zheng H B, Huang X T, et al. Detrital zircon U-Pb ages of late Cenozoic sediments from the Yangtze delta: Implication for the evolution of the Yangtze River. Chinese Sci Bull, 2010, 55, doi: 10.1007/s11434-010-0091-9 论文 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 长江三角洲晚新生代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及其对长江贯通的指示 贾军涛①, 郑洪波②*, 黄湘通①, 吴福元③, 杨守业①, 王可②, 何梦颖① ①同济大学海洋地质国家重点实验室, 上海 200092; ②南京大学地球科学与工程学院, 南京 210093; ③中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029 *联系人, E-mail: zhenghb@https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, 2009-05-19收稿, 2009-09-07接受 国家自然科学基金重点项目(批准号: 40830107)和联合国教育科学文化组织地球科学项目(编号: IGCP-581)资助 摘要对长江三角洲DY03孔3.6 Ma以来的沉积物碎屑锆石样品利用LA-ICP-MS进行了U-Pb 年龄测定. 结果表明, DY03孔189.8～215.8 m 之间(磁性地层年龄3.2～3.5 Ma)沉积物碎屑锆 石年龄以100～150 Ma占优势, 沉积物主要来自长江下游地区的白垩纪岩体, 物源区比较局 限; 189.8 m(~3.2 Ma)以上沉积物碎屑锆石年龄呈现多峰态分布的特征, 主要分布于100～300, 350～550, 600～1000, 1400～2000和2200～2800 Ma, 表明沉积物源区显著扩大. 从DY03孔 3.2 Ma以来沉积物碎屑锆石中识别出大量来自长江上游的年龄信息, 表明当时长江沉积物已 开始影响到三角洲地区. 考虑到古长江在上新世以前有可能没有流经现在的长江三角洲，而是 流向苏北盆地, 长江贯通的时限应不晚于3.2 Ma. 关键词 晚新生代 碎屑锆石 U-Pb定年 物源示踪 长江 大河是构造与气候共同作用的产物, 是地球动 力系统中重要的组成部分, 在地球表层系统中扮演 着非常重要的角色[1]. 作为亚洲最长的河流, 长江贯 穿了多个构造体系, 其演化历史与青藏高原隆升和 亚洲地形格局的演化密切相关, 同时长江流域的大 部分地区处于东亚季风和南亚季风的影响之下, 研 究长江的演化对于理解青藏高原隆升、亚洲地形演化 和季风演化具有重要意义, 因而长江的演化历史一 直是百余年来地学界关注的一个热点问题[2~19]. 近代从地质学的角度研究长江的演化始于Willis 等人[2]对长江三峡成因的探讨. 经过百余年的研究, 当前普遍认为云南石鼓第一弯的形成[3~5]和三峡的贯 通[6,7]是长江演化过程中的关键环节. 然而对第一弯 形成和三峡贯通的时限还存在较大争议. 对第一弯 形成的时限存在始新世[8]、中新世[5,9]和更新世[6,10,11] 的争论. 对长江三峡贯通的时限也有中新世[5], 早更 新世[7,11~14], 中更新世[6,15]和晚更新世[16]等不同的认 识. 长江演化的核心问题在于长江上游物质到达下 游地区时限的确定, 在长江中下游地区准确示踪长 江上游的物质并标定其沉积时代是研究长江演化的 关键. 在长江三角洲地区, 近年来利用钻孔沉积物重 矿物组合[16]、元素地球化学[17,18]、同位素地球化学[18] 和单颗粒碎屑独居石年代学[12,19]等研究, 结合磁性 地层定年, 为研究长江演化提供了新的研究思路. 然 而, 前已提及, 利用这些不同指标获得的对于长江贯 通时限的认识差别很大, 原因在于长江流域面积广, 源岩岩石类型和矿物组成复杂, 在岩体风化、剥蚀、
文章编号:1000?0550(2015)01?0021?15doi:10.14027/https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,ki.cjxb.2015.01.003 ①国家重大科技专项(编号:2015ZX05068)、中国石油天然气集团公司重大科技项目(编号:2012F?47?02)与中国石油天然气股份公司科技项目(编号:2012B?0504)基金联合资助 收稿日期:2014?02?24;收修改稿日期:2014?04?25 扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式 ① 徐政语1 蒋 恕2 熊绍云1 梁 兴3 王高成3 郭燕玲1 何 勇3 饶大骞3 (1.中国石油勘探开发研究院杭州地质研究院 杭州 310023;2.犹他大学能源与地球科学研究院 盐湖城 UT84108; 3.中国石油浙江油田分公司 杭州 310013) 摘 要 为了深入探讨扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征、建立沉积模式,系统收集与整理了扬子陆块下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统—下志留统五峰—龙马溪组两套富有机质页岩大量数据,选取贵州省三都县渣拉沟及四川省筠连县昭104井两个典型剖面与井岩芯进行了系统观察与采样,对扬子陆块范围内两套富有机质页岩岩性与沉积相发育特征进行了系统分析。研究表明,早古生代以来,扬子陆块受被动大陆边缘扩张与陆缘造山挠曲坳陷两类成盆 环境影响[1?2],牛蹄塘组页岩沉积于被动大陆边缘扩张环境,缘于上升洋流与缺氧事件复合沉积模式,富有机质页岩以扬子陆块东南缘深水陆棚—斜坡相区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高;五峰—龙马溪组页岩沉积于加里东期周缘前陆造山环境,缘于浅水陆棚—闭塞滞留海湾沉积模式,富有机质页岩以中上扬子陆块东南缘深水陆棚区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高。 关键词 沉积模式 发育特征 富有机质页岩 下古生界 扬子陆块 第一作者简介 徐政语 男 1964年出生 博士 高级工程师 构造地质学与石油地质学 E?mail:Xuzy_hz@pet?https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, 中图分类号 P512.2 P595 文献标志码 A 0 引言 受传统技术所限,以往油气勘探开发工作主要关 注烃源岩周缘颗粒粒径相对较粗、物性(孔、渗等)相对较好的常规砂岩或碳酸盐岩类储层,忽略了颗粒粒径相对较细、物性相对较差的硅质岩或泥质岩类储层。近年来随着全球常规油气资源份额的逐渐减少,一些储集非常规油气(煤层气,页岩油与页岩气,致密油与致密气)资源、颗粒粒径相对较细、物性相对较差的致密岩或有机岩类储层日渐成为当今勘探开发研究工作的热点领域。许多学者便于区别,将以往研究的常规储层岩类称为粗粒沉积岩,将现今关注的颗粒粒径小于1/16mm 的硅质岩、泥页岩、黏土岩以及煤岩等非常规储层岩类称为细粒沉积岩,从而极大地丰富了沉积岩石学研究领域,拓展了储层研究范畴,发展了传统沉积学与储层地质学。 包括泥岩、页岩在内的细粒沉积学研究工作可以追溯至上世纪四十年代 [3] ,初期主要注重宏观环境 与岩相学研究,如海底水道与海底扇[4-5]、浊流与浊积岩[6]、潮汐流与潮汐岩[7]、淡水湖泊[8]与盐湖[9]环 境中泥质岩类沉积、海洋环境中风尘沉积[10]等;至上世纪七十—八十年代逐渐拓展至沉积岩石学[11-12]与 沉积建模方面研究,创建了包括深海悬浮沉积[13]、浊流与等深流沉积[14]、潮汐流沉积[15]等在内的多种模式,探讨了陆上湖泊环境中细粒岩沉积成因[16],进行 了细粒沉积实验[17]与模拟[18-20]研究,分析了细粒岩沉积机理[21],注意到了富有机质岩细粒沉积建模研 究[22];至九十年代逐渐关注到细粒岩沉积微观构 造[23]与控制因素方面研究[24]。本世纪以来随着非 常规油气工业的快速发展,富有机质页岩沉积建模与 机理研究备受关注[25],目前已建立有多种类型模式, 主要包括有上升流模式[22]、大洋缺氧事件模 式[22,26-27]、远洋悬浮沉积模式[28-29]、黑海模式[30]、陆 缘斜坡—海盆模式[25]、浅水陆棚模式[31-32]、周缘前 陆盆地沉积模式[33]以及内陆湖盆沉积模式[34-35]等,认为富有机质页岩沉积与发育需要满足三方面条件,即:①大量的有机物质供给;②快速的沉积速率;③贫 氧或缺氧的水体环境。从有机物富集、淀积与保存三方面限定了沉积环境。 有关扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征研 第33卷 第1期2015年2月 沉积学报 ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICA Vol.33 No.1Feb.2015
第34卷第1期地球科学)))中国地质大学学报Vol.34No.1 2009年1月Earth Science)Jour nal of China Univer sity of Geosciences Jan.2009 扬子克拉通南华纪碎屑锆石U2Pb年龄、Hf同位素对华南新元古代岩浆事件的指示 谢士稳1,2,高山1,2,3,柳小明3,高日胜4 1.中国地质大学地球科学学院,湖北武汉430074 2.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,湖北武汉430074 3.西北大学地质系大陆动力学国家重点实验室,陕西西安710069 4.中油国际海外中心,北京100083 摘要:对采自宜昌三峡地区南华纪沉积岩中碎屑锆石进行了U2Pb定年,新元古代锆石U2Pb年龄在833Ma、785Ma出现高峰,说明此时期有两期大规模岩浆活动.结合前人的Hf同位素结果,新元古代锆石U2Pb年龄与E Hf(t)值关系图表明:910~890Ma 之间锆石E Hf(t)值表现为高正值(U10,接近亏损地幔演化值),890~840Ma锆石E H f(t)值明显降低,并有负值出现,另外在890Ma处有年龄峰出现.笔者认为扬子和华夏板块的拼合可能在890Ma发生了由俯冲到陆-陆或陆-弧的碰撞,之前的高E Hf(t)值由洋壳俯冲造成,之后碰撞作用陆壳物质熔融造成了E Hf(t)值的降低;840~800Ma的锆石E Hf(t)值有正也有负,800~ 780Ma的锆石E Hf(t)值小于0,780~750Ma的锆石E Hf(t)值大于0.这些数据与830~795Ma、780~745Ma两期地幔柱事件吻合.关键词:扬子板块;锆石U2P b定年;地幔柱;R odinia超大陆;Hf同位素. 中图分类号:P597文章编号:1000-2383(2009)01-0117-10收稿日期:2008-10-10 U2Pb Ages and Hf Isotopes of Detrital Zircons of Nanhua Sedimentary Rocks from the Yangtze Gorges:Implications for Genesis of Neoproterozoic Magmatism in South China XIE Shi2wen1,2,GAO Shan1,2,3,LIU Xiao2ming3,GAO Ri2sheng4 1.F aculty of Earth Sciences,China Univer sity of Geosciences,Wuhan430074,China 2.State K ey Labor atory of Geological P rocesses and Mineral Resources,China Univer sity of Geosciences,Wuhan430074,China 3.State K ey Labor atory of Continental Dynamics,Depar tment of Geolog y,Northwest Univer sity,Xi.an710069,China https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, P C Inter national Resear ch Center,Beijing100083,China Abstr act:This paper repor ts LA2ICP2M S U2Pb dates of det rita l zircons from the Nanhua clastic sedimentary rocks in the Yan2 gtze gor ges.Neoproterozoic U2Pb ages show two peaks at833Ma and785Ma,assumably cor responding t o two large2sca le pe2 r iods of magmatism.E Hf(t)values for the910-890M a zircons are positive(U10,similar to the value of the coeval depleted mantle),while those for the890-840Ma zircons tend to decr ease t o negat ive values,and there shows age peaks at890Ma. These data allow us to infer that tr ansformation of oceanic subduct ion into continenta l collision or continental2ar c collision oc2 curr ed at about890Ma via amalgamation of the Yangt ze and Catha ysia blocks.The high E Hf(t)values prior to890Ma resulted from t he subduct ion of oceanic crust.T he subsequent dr op of E H f(t)va lues was caused by the crust melting and crusta l colli2 sion.E Hf(t)values for the840-800Ma zircons a re either negative or positive,whereas E H f(t)values for the800-780Ma zir2 cons are all negat ive and E Hf(t)values for the780-750Ma zir cons are most ly posit ive.T hese data ar e in coincidence with two stages of the mant le plume beneath the Yangtze craton at830-795Ma and780-745Ma. Key words:Yangtze block;zir con U2Pb dat ing;mantle plume;Rodinia super continent;Hf isotope. 基金项目:教育部创新团队研究计划项目(Nos.IRT0441,306021);国家自然科学基金委创新研究群体科学基金项目(No.40521001);高等学校学科创新引智计划(No.B07039). 作者简介:谢士稳(1983-),男,硕士研究生在读,岩石圈地球化学专业.E2mail:swxie210@https://www.doczj.com/doc/8017166054.html,
锆石U-Pb测年实用手册1 花生哥整理，微信公众号“37地质人”首发在精准化、精确化的测年进程中，微区原位测试有着不可比拟的优势，使用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）进行锆石U-Pb测年也被广为推崇。一个成功的锆石U-Pb测年实验过程主要分为以下4个阶段：（1）根据实验目的采集合理的样品；（2）锆石挑选及制靶；（3）锆石选点及实验测试；（4）测试结果综合分析。以下就锆石U-Pb测年的（1）（2）（3）项进行介绍，其中对锆石选点进行重点介绍。 实验仪器简介：激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）由LA、ICP、MS三个系统有机组合在一起的。其结构示意图及实验工作台如图1、图2所示。 图1LA-ICP-MS仪器结构示意图 图2 LA-ICP-MS实验工作台 一、根据实验目的采集合理的样品 采取合理的实验样品是进行成功的实验的前提，应根据项目需求以及针对实
际的采样对象进行合理的样品采取。一般来说：（1）采取新鲜的样品；（2）对锆石含量较高的花岗岩取3-5Kg，火山岩取10-15Kg，中基性-超基性岩采取20-25Kg。 二、锆石挑选及制靶 锆石单矿物的挑选一般0.5-2g，纯度＞98%。对制靶的锆石应为随机取样，尽量避免人为选择性。 制靶时一般常见有大靶和小靶，可根据实际需要选取，小靶一般排列200粒锆石，靶的直径大小有一定差别，有常见小靶直径为2.54cm。 图3 样品池中锆石靶及标样图4锆石靶 制靶时需注意，锆石之间的间距及排列顺序，较好的锆石制靶应保持锆石间距合适，相互独立但又排列有序（图5、图6）。 图5 锆石制靶间距适宜、排列有序图6锆石制靶间距太小、排列无序 三、锆石选点及实验测试 （一）锆石选点 锆石的选点应综合考虑两个方面得因素：（1）实验者研究需求；（2）锆石本身条件。 第一个方面主要根据是实验者研究所需进行锆石（岩浆锆石、变质锆石、热液锆石）的选点。 在进行锆石选点之前，首先厘清锆石分类的相关概念。 从成因上对锆石进行分类，常分为：岩浆锆石（在岩浆作用过程中结晶形成的锆石）、变质锆石（在变质作用过程中形成的锆石），现认为也存在热液锆石（此
第33卷 第1期 成都理工大学学报(自然科学版) Vol.33No.1 2006年2月 J OURNAL OF CHEN GDU UNIV ERSITY OF TECHNOLO GY (Science &Technology Edition ) Feb.2006 [文章编号]167129727(2006)0120001208 加里东期华南的盆地演化与层序格架 [收稿日期]2004211218 [基金项目]四川省重点学科“构造地质学”建设基金资助项目(SZD0408) [作者简介]陈洪德(1956-),男,博士,教授,博士生导师,从事沉积学的教学与科研工作.(E 2mail :chd @https://www.doczj.com/doc/8017166054.html, ) 陈洪德1 侯明才1 许效松2 田景春1 (1.成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,沉积地质研究院,成都610059; 2.国土资源部成都地质矿产研究所,成都610082) [摘要]加里东期,华南处于板块活动阶段。盆地演化经历了从被动大陆边缘到前陆盆地一个 完整的构造旋回,盆地性质的转化是通过奥陶/寒武纪之间的郁南运动,由南东向北西方向推进;志留纪末发生的加里东造山运动,使华夏和扬子两大陆块沿江山-绍兴断裂带最终拼合在一起,形成宽阔的南华褶皱带。据此,将华南加里东阶段划分为一个Ⅰ级层序和7个Ⅱ级层序。Ⅱ级层序SS1代表了被动陆缘盆地发展的初始阶段,Ⅱ级层序SS2～SS5是华南被动大陆边缘盆地由发展到成熟的阶段,Ⅱ级层序SS6是华南由被动大陆边缘向前陆盆地演化的过渡时期,Ⅱ级层序SS7是华南前陆盆地发展的初始阶段。 [关键词]加里东;盆地演化;层序格架;华南 [分类号]TE121.11;TE121.34 [文献标识码]A 文章所指的华南,在地理分区上为秦岭-大 别山以南、金沙江以东的中国南方地区。其基底由西北的扬子陆块和东南的华夏陆块组成(王鸿祯等,1981,1982,1986;黄汲清等,1977;任纪舜等,1980,1989)。这两个陆块作为独立的块体始于中元古代,它们的聚合经历了1050～1000Ma 前的晋宁运动Ⅰ幕———华南洋向扬子陆块的俯冲,在扬子陆块的东南边缘形成增生的褶皱带和华夏古陆边缘的沟弧盆体系;约850～880Ma 前的晋宁运动Ⅱ幕导致华夏与扬子之间的古华南洋在扬子陆块的东段消失,在西段的华南残留洋盆则一直延续到加里东期(刘宝?等,1994;Wang and Mo ,1995)。本文则是建立在上述观点之上,通过研究保留在华南大陆上加里东期的沉积记录,以及通过沉积记录所反映的盆地性质的转变来建立与盆地演化配套的层序地层格架。 东西向的特提斯构造带把全球分隔为南北两个大陆,北部为劳亚大陆,南部为冈瓦纳大陆(图1)。中国大陆的主体既不属于劳亚大陆,也不属 于冈瓦纳大陆,而是位于这两个大陆之间的特提斯洋盆系统中的块体,是由两个大陆分裂的边缘和边缘造山带组成的(许效松等,1996)。晚震旦世-早古生代的华南及邻区为散布在原特提斯洋体系中大小不等的陆块、地块或微陆块,各块体间被小洋盆和壳源性大断裂所控制的深海盆地相隔。其构造边界:北为商丹断裂带-南秦岭构造带,西为金沙江-哀牢山构造带、澜沧江构造带、昌宁-孟连构造带。 1 华南加里东阶段的构造格局 1.1 震旦纪-早奥陶世的构造格局 在华南构造演化中起主导性的块体为扬子陆块、华夏陆块和滇黔桂地块(图2)。其中,扬子陆块包括上扬子、中扬子和下扬子克拉通及相应的大陆边缘,上、中扬子的东南缘和南缘依次为湘中南大陆斜坡、次深海盆地至深海盆地,向东延伸可与古华南洋相连,其沉积物组合也反映了这个特点。上、中扬子北部的大陆架和斜坡带与南秦岭