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    扬子陆块北缘西大别地区定远组双峰式火山岩U-Pb年代学及其地质构造意义

    朱江 彭三国 彭练红 许珂 张闯 刘锦明 王祥东

    朱江, 彭三国, 彭练红, 许珂, 张闯, 刘锦明, 王祥东, 2019. 扬子陆块北缘西大别地区定远组双峰式火山岩U-Pb年代学及其地质构造意义. 地球科学, 44(2): 355-365. doi: 10.3799/dqkx.2018.541
    引用本文: 朱江, 彭三国, 彭练红, 许珂, 张闯, 刘锦明, 王祥东, 2019. 扬子陆块北缘西大别地区定远组双峰式火山岩U-Pb年代学及其地质构造意义. 地球科学, 44(2): 355-365. doi: 10.3799/dqkx.2018.541
    Zhu Jiang, Peng Sanguo, Peng Lianhong, Xu Ke, Zhang Chuang, Liu Jinming, Wang Xiangdong, 2019. Geochronology of Bimodal Volcanic Rocks from Dingyuan Formation in Western Dabie Orogen, Central China: Implications for Extension during Breakup of Rodinia. Earth Science, 44(2): 355-365. doi: 10.3799/dqkx.2018.541
    Citation: Zhu Jiang, Peng Sanguo, Peng Lianhong, Xu Ke, Zhang Chuang, Liu Jinming, Wang Xiangdong, 2019. Geochronology of Bimodal Volcanic Rocks from Dingyuan Formation in Western Dabie Orogen, Central China: Implications for Extension during Breakup of Rodinia. Earth Science, 44(2): 355-365. doi: 10.3799/dqkx.2018.541

    扬子陆块北缘西大别地区定远组双峰式火山岩U-Pb年代学及其地质构造意义

    doi: 10.3799/dqkx.2018.541
    基金项目: 

    中国地质调查局项目 121201009000150013

    中国地质调查局项目 121201009000160902

    详细信息
      作者简介:

      朱江(1985-), 男, 博士, 高级工程师, 主要从事矿产普查与勘探研究

    • 中图分类号: P596

    Geochronology of Bimodal Volcanic Rocks from Dingyuan Formation in Western Dabie Orogen, Central China: Implications for Extension during Breakup of Rodinia

    • 摘要: 西大别地区定远组由浅变质的酸性火山岩(流纹岩和流纹质凝灰岩)和基性火山岩组成,二者在空间上互层产出,具典型的双峰式火山岩系组合特征,为认识南秦岭-大别造山带及扬子陆块北缘前寒武纪物质组成和地质演化提供了极佳的研究对象.通过对2件变流纹岩、1件变流纹质晶屑凝灰岩和1件变基性火山岩样品进行LA-ICP-MS锆石原位U-Pb测年,获得其成岩年龄分别为737±5 Ma、740±3 Ma、740±5 Ma和739±6 Ma.结果表明,定远组双峰式火山岩系形成时代并非前人认识的古生代,而是新元古代约740 Ma.定远组与红安岩群双峰式火山建造形成时间基本一致,指示了西大别地区新元古代一次重要的拉张构造-岩浆事件,可能形成于大陆边缘裂谷环境.扬子陆块北缘武当-随枣-大别地区新元古代800~720 Ma岩浆活动广泛且强烈,其峰期为755~730 Ma,可能是对Rodinia超大陆裂解事件的响应.
    • 图 1  西大别地区地质简图

      Figure 1.  The geological sketch map of the Western Dabie belt

      NWZ.泥盆系南湾组陆源碎屑岩; DYZ.定远组变质火山岩带;HWZ.浒湾组混杂岩带;XXZ.新县超高压变质带;HZ.红安岩群;SZ.宿松岩群;据刘贻灿等(2010)修改

      图 2  定远组双峰式火山岩剖面

      Figure 2.  Section showing the bimodal volcanic suite of the Dingyuan Formation

      图 3  定远组双峰式火山岩典型野外现象、手标本和显微照片

      Figure 3.  Field photograph, hand spicemen and photo micrograph of the bimodal volcanic suite from the Dingyuan Formation

      a.双峰式火山岩典型野外现象照片,浅变质流纹岩和变基性火山岩互层产出,并持续向南延伸.1、3、5、7层为浅变质流纹岩,2、4、6层为变基性火山岩(斜长角闪岩);b.变流纹岩手标本照片;c.变流纹岩正交偏光显微照片;d.变流纹质凝灰岩手标本照片;e.变流纹质凝灰岩单偏光显微照片;f.变基性火山岩手标本照片;g.变基性火山岩单偏光显微照片.Pl.斜长石; Qz.石英; Hbl.角闪石

      图 4  定远组双峰式火山岩锆石CL图像

      Figure 4.  Cathodoluminescence images and LA-ICP-MS U-Pb determination spots with ages of representative zircons from the bimodal volcanic suite of the Dingyuan Formation

      图 5  定远组双峰式火山岩锆石U-Pb年龄

      Figure 5.  U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages for the bimodal volcanic suite from the Dingyuan Formation

      a、b.浅变质流纹岩样品PM026-7锆石U-Pb年龄谐和图和加权平均年龄图,3颗变质锆石年龄未显示;c、d.浅变质流纹岩样品PM027-7锆石U-Pb年龄谐和图和加权平均年龄图;e、f.浅变质流纹质晶屑凝灰岩样品PM027-10锆石U-Pb年龄谐和图和加权平均年龄图;g、h.变基性火山岩样品PM027-6锆石U-Pb年龄谐和图和加权平均年龄图,变质锆石和捕获锆石数据未显示

    • [1] Bader, T., Ratschbacher, L., Franz, L., et al., 2013.The Heart of China Revisited, I.Proterozoic Tectonics of the Qin Mountains in the Core of Supercontinent Rodinia.Tectonics, 32(3):661-687.https://doi.org/10.1002/tect.20024 doi:  10.1002/tect.20024
      [2] Cai, Z.Y., Xiong, X.L., Luo, H., et al., 2007.Forming Age of the Volcanic Rocks of the Yaolinghe Group from Wudang Block, Southern Qinling Mountain:Constraint from Grain-Zircon U-Pb Dating.Acta Geologica Sinica, 81:620-625.
      [3] Chen, T.L., Wu, B., Weng, M.Z., 2013, Material Association of Tiantaishan Formation of Hong'an Group and Zircon U-Pb Dating.Resources Environment & Engigneering, 27(3):231-237(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hbdk201303001
      [4] Chen, W., Xu, Z.W., Li, C.H., et al., 2013.Petrogenesis and Origin of the Xinxian Granitic Batholith in Henan Province and Its Implication for the Tectonic Evolution of the Western Dabie Area.Acta Geologica Sinica, 87(10):1510-1524(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dizhixb201310003
      [5] Deng Q.Z., Li X.W., Deng Z., et al., 2013.Further Discussion on Stratigraphic Sequence of Hong'an Group and Relevant Problems.Resources Environment & Engineering, 27(2):125-132 (in Chinese with English abstract).
      [6] Dong, Y.P., Liu, X.M., Santosh, M., et al., 2012.Neoproterozoic Accretionary Tectonics along the Northwestern Margin of the Yangtze Block, China:Constraints from Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry.Precambrian Research, 196-197:247-274.https://doi.org/10.1016/j.precamres.2011.12.007 doi:  10.1016/j.precamres.2011.12.007
      [7] Dong, Y.P., Santosh, M., 2016.Tectonic Architecture and Multiple Orogeny of the Qinling Orogenic Belt, Central China.Gondwana Research, 29(1):1-40.https://doi.org/10.1016/j.gr.2015.06.009 doi:  10.1016/j.gr.2015.06.009
      [8] Hu, Z.C., Gao, S., Liu, Y.S., et al., 2008.Signal Enhancement in Laser Ablation ICP-MS by Addition of Nitrogen in the Central Channel Gas.Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 23(8):1093.https://doi.org/10.1039/b804760j doi:  10.1039/b804760j
      [9] Hu, Z.C., Liu, Y.S., Gao, S., et al., 2012.A "Wire" Signal Smoothing Device for Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Analysis.Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy, 78:50-57.https://doi.org/10.1016/j.sab.2012.09.007 doi:  10.1016/j.sab.2012.09.007
      [10] Li, H.K., Lu, S.N., Chen, Z.H., et al., 2003.Zircon U-Pb Geochronology of Rift-Type Volcanic Rocks of the Yaolinghe Group in South Qinling Orogen.Geological Bulletin of China, 22(10):775-781 (in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgqydz200310005
      [11] Li, X.H., Li, W.X., He, B., 2012.Building of the South China Block and Its Relevance to Assembly and Breakup of Rodinia Supercontinent:Observations, Interpretations and Tests.Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 31(6):543-559 (in Chinese with English abstract).
      [12] Li, X.H., Li, W.X., Li, Q.L., et al., 2010.Petrogenesis and Tectonic Significance of the~850 Ma Gangbian Alkaline Complex in South China:Evidence from In-Situ Zircon U-Pb Dating, Hf-O Isotopes and Whole-Rock Geochemistry.Lithos, 114(1-2):1-15.https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.07.011 doi:  10.1016/j.lithos.2009.07.011
      [13] Li, X.H., Li, Z.X., Ge, W., et al., 2003.Neoproterozoic Granitoids in South China:Crustal Melting above a Mantle Plume at ca.825 Ma? Precambrian Research, 122:45-83. doi:  10.1016/S0301-9268(02)00207-3
      [14] Ling, W.L., Cheng, J.P., Wang, X.H., et al., 2002.Geochemical Features of the Neoproterozoic Igneous Rocks from the Wudang Region and Their Implications for the Reconstruction of the Jinning Tectonic Evolution along the South Qinling Orogenic Belt.Acta Petrologica Sinica, 18:25-36 (in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ysxb98200201004
      [15] Ling, W.L., Ren, B.F., Duan, R.C., et al., 2007.Timing of the Wudangshan, Yaolinghe Volcanic Sequences and Mafic Sills in South Qinling:U-Pb Zircon Geochronology and Tectonic Implication. Chinese Science Bulletin, 53(14):2192-2199 (in Chinese with English abstract).https://doi.org/10.1007/s11434-008-0269-6 doi:  10.1007/s11434-008-0269-6
      [16] Liu, Y.C., Liu, L.X., Gu, X.F., et al., 2010.Occurrence of Neoproterozoic Low-Grade Metagranite in the Western Beihuaiyang Zone, the Dabie Orogen.Chinese Science Bulletin, 55(24):2391-2399.https://doi.org/10.1007/s11434-010-4093-4 doi:  10.1007/s11434-010-4093-4
      [17] Liu, X.C., Dong, S.W., Li, S.Z., et al., 2005.Timing of the Hong'an Group in Hubei:Constraints from U-Pb Dating of Metagranitic Intrusions.Geology in China, 32(1):75-81 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DIZI200501010.htm
      [18] Liu, Y.C., Li, S.G., Gu, X.F., et al., 2006.Zircon SHRIMP U-Pb Dating for Olivine Gabbro at Wangmuguan in the Beihuaiyang Zone and Its Geological Significance.Chinese Science Bulletin, 51(18):2175-2180 (in Chinese). http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/kxtb-e200620011
      [19] Liu, Y.C., Gao, S., Hu, Z., et al., 2010.Continental and Oceanic Crust Recycling-Induced Melt-Peridotite Interactions in the Trans-North China Orogen:U-Pb Dating, Hf Isotopes and Trace Elements in Zircons from Mantle Xenoliths.Journal of Petrology, 51(1-2):537-571(in Chinese with English abstract). doi:  10.1093/petrology/egp082
      [20] Liu, Y.S., Hu, Z.C., Gao, S., et al., 2008.In Situ Analysis of Major and Trace Elements of Anhydrous Minerals by LA-ICP-MS without Applying an Internal Standard.Chemical Geology, 257(1-2):34-43.https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2008.08.004 doi:  10.1016/j.chemgeo.2008.08.004
      [21] Ludwig, K.R., 2003.User's Manual for Isoplot 3.00: A Geochronological Toolkit for Microsoft Execl.No.4.Berkeley Geochronology Center Special Publication, Berkeley, California.
      [22] Mao, X.W., Chen, C., Chen, M., et al., 2016.Detrital-Zircon Geochronology for the Metasedimentary Rocks of Hong'an Group Huangmailing Formation in the Northern Hubei and Its Geological Significance.Geological Science and Technology Information, 32(3):49-55, 86 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DZKQ201603006.htm
      [23] Ren, J.S., Chen, T.Y., Niu, B.G., et al., 1992.Tectonic Evolution of Continental Lithosphere and Ore-Forming beneath East China and Its Adjacent Areas.Science Press, Beijing (in Chinese).
      [24] Shu, L.S., 2012.An Analysis of Principal Features of Tectonic Evolution in South China Block.Geological Bulletin of China, 31(7):1035-1053 (in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgqydz201207003
      [25] Wang, J., Li, Z.X., 2003.History of Neoproterozoic Rift Basins in South China:Implications for Rodinia Break-up.Precambrian Research, 122(1-4):141-158.https://doi.org/10.1016/s0301-9268(02)00209-7 doi:  10.1016/s0301-9268(02)00209-7
      [26] Wang, X.C., Li, Z.X., Li, X.H., et al., 2011.Geochemical and Hf-Nd Isotope Data of Nanhua Rift Sedimentary and Volcaniclastic Rocks Indicate a Neoproterozoic Continental Flood Basalt Provenance.Lithos, 127(3-4):427-440.https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.09.020 doi:  10.1016/j.lithos.2014.09.020
      [27] Wiedenbeck, M., Allé, P., Corfu, F., et al., 1995.Three Natural Zircon Standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, Trace Element and REE Analyses.Geostandards and Geoanalytical Research, 19(1):1-23.https://doi.org/10.1111/j.1751-908x.1995.tb00147.x doi:  10.1111/j.1751-908x.1995.tb00147.x
      [28] Wu, Y.B., Zheng, Y.F., Tang, J., et al., 2007.Zircon U-Pb Dating of Water-Rock Interaction during Neoproterozoic Rift Magmatism in South China.Chemical Geology, 246(1/2):65-86.https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2007.09.004 doi:  10.1016/j.chemgeo.2007.09.004
      [29] Wu, Y.B., Zheng, Y.F., 2013.Tectonic Evolution of a Composite Collision Orogen:An Overview on the Qinling-Tongbai-Hong'an-Dabie-Sulu Orogenic Belt in Central China.Gondwana Research, 23(4):1402-1428. doi:  10.1016/j.gr.2012.09.007
      [30] Xu, S.T., Wu, W.P., Lu, Y.Q., et al., 2010.Low-Grade Metamorphic Rocks in Southern Dabie Mt.:The Susong and Zhangbaling Group.Geology of Anhui, 20(1):5-13 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-AHDZ201001005.htm
      [31] Xue, H.M., Ma, F., Song, Y.Q., 2011.Geochemistry and SHRIMP Zircon U-Pb Data of Neoproterozoic Meta-Magmatic Rocks in the Suizhou-Zaoyang Area, Northern Margin of the Yangtze Craton, Central China.Acta Petrologica Sinica, 27(4):1116-1130 (in Chinese with English abstract). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201104017
      [32] Yang, Y.N., Wang, X.C., Li, Q.L., et al., 2016.Integrated In-Situ U-Pb Age and Hf-O Analyses of Zircon from Suixian Group in Northern Yangtze:New Insights into the Neoproterozoic Low-δ18O Magmas in the South China Block.Precambrian Research, 273:151-164.https://doi.org/10.1016/j.precamres.2015.12.008 doi:  10.1016/j.precamres.2015.12.008
      [33] Ye, B.D., Jian, P., Xu, J.W., et al., 1993.Sujiahe Convergent Belt in Northern Tongbai-Dabie Orogen and Its Constitution and Evolution.China University of Geosciences Press, Wuhan (in Chinese).
      [34] Yu, L.X., 2014.Analysis of Metallogenic Background and Characteristics of Daleishan and Its Surrounding Heavy Rare Earth Ore.Resources Environment & Engineering, 28(5):640-643.655 (in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hbdk201405005
      [35] Zhang, C., Ma, C.Q., 2008.Large-Scale Late Mesozoic Magmatism in the Dabie Mountain:Constrains from Zircon U-Pb Dating and Hf Isotopes.J.Mineral.Petrol., 28(4):71-79(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/article_en/cjfdtotal-kwys200804014.htm
      [36] Zhang, G.W., Zhang, B.R., Yuan, X.C., et al., 2001.Qinling Orogenic Belt and Continent Dynamics.Science Press, Beijing (in Chinese).
      [37] Zheng, Y.F., Fu, B., Gong, B., et al., 2003.Stable Isotope Geochemistry of Ultrahigh Pressure Metamorphic Rocks from the Dabie-Sulu Orogen in China:Implications for Geodynamics and Fluid Regime.Earth-Science Reviews, 62(1-2):105-161.https://doi.org/10.1016/s0012-8252(02)00133-2 doi:  10.1016/s0012-8252(02)00133-2
      [38] Zheng, Y.F., Gong, B., Zhao, Z.F., et al., 2008.Zircon U-Pb Age and O Isotope Evidence for Neoproterozoic Low-18O Magmatism during Supercontinental Rifting in South China:Implications for the Snowball Earth Event.American Journal of Science, 308(4):484-516.https://doi.org/10.2475/04.2008.04 doi:  10.2475/04.2008.04
      [39] Zhong, Z.Q., Suo, S.T., Zhang, H.F., et al., 2001.Major Constituents and Texture of the Tongbai-Dabie Collisional Orogenic Belt.Earth Science, 26(6):560-567(in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqkx200106002
      [40] Zhu, X.Y., Chen, F.K., Nie, H., et al., 2014.Neoproterozoic Tectonic Evolution of South Qinling, China:Evidence from Zircon Ages and Geochemistry of the Yaolinghe Volcanic Rocks.Precambrian Research, 245:115-130.https://doi.org/10.1016/j.precamres.2014.02.005 doi:  10.1016/j.precamres.2014.02.005
      [41] 陈铁龙, 吴波, 翁茂芝, 2013.湖北红安群天台山组物质组合及锆石U-Pb定年.资源环境与工程, 27(3):231-237. doi:  10.3969/j.issn.1671-1211.2013.03.001
      [42] 陈伟, 徐兆文, 李超红, 等, 2013.河南新县花岗岩岩基的岩石成因、来源及对西大别构造演化的启示.地质学报, 87(10):1510-1524. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb201310003
      [43] 邓乾忠, 李雄伟, 邓喆, 等, 2013.再论红安群地层序列与有关问题.资源环境与工程, 27(2):125-132. doi:  10.3969/j.issn.1671-1211.2013.02.004
      [44] 李怀坤, 陆松年, 陈志宏, 等, 2003.南秦岭耀岭河群裂谷型火山岩锆石U-Pb年代学.地质通报, 22(10):775-781. doi:  10.3969/j.issn.1671-2552.2003.10.005
      [45] 李献华, 李武显, 何斌, 2012.华南陆块的形成与Rodinia超大陆聚合-裂解——观察、解释与检验.矿物岩石地球化学通报, 31 (6):543-559. doi:  10.3969/j.issn.1007-2802.2012.06.002
      [46] 凌文黎, 程建萍, 王歆华, 等, 2002.武当地区新元古代岩浆岩地球化学特征及其对南秦岭晋宁期区域构造性质的指示.岩石学报, 18(1):25-36. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200201004
      [47] 凌文黎, 任邦方, 段瑞春, 等, 2007.南秦岭武当山群、耀岭河群及基性侵入岩群锆石U-Pb同位素年代学及其地质意义.科学通报, 52(12):1445-1456. doi:  10.3321/j.issn:0023-074X.2007.12.015
      [48] 刘晓春, 董树文, 李三忠, 等, 2005.湖北红安群的时代:变质花岗质侵入体U-Pb定年提供的制约.中国地质, 32(1):75-81. doi:  10.3969/j.issn.1000-3657.2005.01.010
      [49] 刘贻灿, 李曙光, 古晓锋, 等, 2006.北淮阳王母观橄榄辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义.科学通报, 51(18):2175-2180. doi:  10.3321/j.issn:0023-074X.2006.18.014
      [50] 刘贻灿, 刘理湘, 古晓锋, 等, 2010.大别山北淮阳带西段新元古代浅变质花岗岩的发现及其大地构造意义.科学通报, 55(24):2391-2399. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK201001832507
      [51] 毛新武, 陈超, 陈觅, 等, 2016.鄂北红安群黄麦岭组变沉积岩碎屑锆石年代学及地质意义.地质科技情报, 32(3):49-55, 86. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QKC20162016061700004897
      [52] 任纪舜, 陈廷愚, 牛宝贵, 等, 1992.中国东部及邻区大陆岩石圈的构造演化与成矿.北京:科学出版社.
      [53] 舒良树, 2012.华南构造演化的基本特征.地质通报, 31(7):1035-1053. doi:  10.3969/j.issn.1671-2552.2012.07.003
      [54] 徐树桐, 吴维平, 陆益群, 等, 2010.大别山南部的低级变质岩:宿松群和张八岭群.安徽地质, 20(1):5-13. doi:  10.3969/j.issn.1005-6157.2010.01.002
      [55] 薛怀民, 马芳, 宋永勤, 2011.扬子克拉通北缘随(州)-枣(阳)地区新元古代变质岩浆岩的地球化学和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究.岩石学报, 27(4):1116-1130. doi:  10.1016-j.apsoil.2010.06.007/
      [56] 叶伯丹, 简平, 许俊文, 等, 1993.桐柏-大别造山带北坡苏家河地体拼接带及其构成和演化.武汉:中国地质大学出版社.
      [57] 余立新, 2014.大磊山及其周边重稀土矿特征及成矿地质背景分析.资源环境与工程, 28(5):640-643, 655. doi:  10.3969/j.issn.1671-1211.2014.05.005
      [58] 张超, 马昌前, 2008.大别山晚中生代巨量岩浆活动的启动:花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素制约.矿物岩石, 28(4):71-79. doi:  10.3969/j.issn.1001-6872.2008.04.013
      [59] 张国伟, 张本仁, 袁学诚, 等, 2001.秦岭造山带与大陆动力学.北京:科学出版社.
      [60] 钟增球, 索书田, 张宏飞, 等, 2001.桐柏-大别碰撞造山带的基本组成与结构.地球科学, 26(6):560-567. doi:  10.3321/j.issn:1000-2383.2001.06.002
    • [1] 刘杰勋, 李世超, 朱凯, 赵庆英.  辽东本溪关门山岩体的年代学、地球化学及构造背景 . 地球科学, 2020, 45(3): 869-879. doi: 10.3799/dqkx.2019.064
      [2] 唐增才, 汪发祥, 周汉文, 吴小勇, 陈忠大, 胡开明, 赵旭东, 董学发, 余盛强, 胡文杰.  浙西开化地区新元古代(~800 Ma)洋陆俯冲:来自活动陆缘弧火山岩序列组合的制约 . 地球科学, 2020, 45(1): 180-193. doi: 10.3799/dqkx.2018.244
      [3] 李剑锋, 付建明, 马昌前, 卢友月, 程顺波, 马丽艳, 秦拯纬.  南岭九嶷山地区砂子岭岩体成因与构造属性:来自锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr、Nd、Hf同位素证据 . 地球科学, 2020, 45(2): 374-388. doi: 10.3799/dqkx.2019.013
      [4] 陈智斌, 于洋, 薄海军.  内蒙古额济纳地区奥陶纪火山岩地球化学特征及其地质意义 . 地球科学, 2020, 45(2): 503-518. doi: 10.3799/dqkx.2018.346
      [5] 曹延, 康志强, 许继峰, 李强, 杨锋, 韦天伟, 韦乃韶, 王睿.  拉萨地块西部狮泉河地区典中组火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义 . 地球科学, 2020, 45(5): 1573-1592. doi: 10.3799/dqkx.2019.161
      [6] 张继彪, 刘燕学, 丁孝忠, 张恒, 石成龙.  江南造山带东段新元古代登山群年代学及大地构造意义 . 地球科学, 2020, 45(6): 2011-2029. doi: 10.3799/dqkx.2020.024
      [7] 黄丹峰, 卢欣祥, 罗照华, 宋要武, 吕国营.  大别山北缘商城岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学及地质意义 . 地球科学, 2019, 44(11): 3829-3844. doi: 10.3799/dqkx.2018.558
      [8] 许中杰, 程日辉, 何奕言, 王嘹亮, 蓝艺植.  闽西南早侏罗世火山岩的锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素特征及其地质意义 . 地球科学, 2019, 44(4): 1371-1388. doi: 10.3799/dqkx.2018.201
      [9] 张维峰, 徐大良, 彭练红, 邓新, 刘浩, 金鑫镖, 谭靖.  武当隆起西段牌楼新元古代A1型花岗岩的发现及其地质意义 . 地球科学, 2018, 43(7): 2389-2403. doi: 10.3799/dqkx.2018.179
      [10] 宋俊龙, 丁俊, 王保弟, 刘严松, 赵荣春, 舒跃红.  云南景东县文玉铜(银)矿成矿地质背景:来自赋矿火山岩年代学和地球化学的证据 . 地球科学, 2018, 43(3): 696-715. doi: 10.3799/dqkx.2018.902
      [11] 唐增才, 陈忠大, 胡开明, 周汉文, 吴小勇, 董学发, 赵旭东, 余盛强.  浙西开化地区新元古代(~828 Ma)弧后盆地扩张——来自类复理石和辉绿岩墙的年代学和地球化学证据 . 地球科学, 2018, (S2): 1-15. doi: 10.3799/dqkx.2018.572
      [12] 王启宇, 牟传龙, 贺娟, 闫国川, 凌亚军, 孙小勇.  维西地区中三叠统上兰组物源分析及构造背景判断 . 地球科学, 2018, 43(8): 2811-2832. doi: 10.3799/dqkx.2018.307
      [13] 李勇, 张士贞, 李奋其, 秦雅东, 巩小栋.  拉萨地块中段查孜地区典中组火山岩锆石U-Pb年龄及地质意义 . 地球科学, 2018, 43(8): 2755-2766. doi: 10.3799/dqkx.2018.593
      [14] 朱江, 吴昌雄, 彭三国, 彭练红, 张闯, 刘锦明.  大别山皇城山银矿区及外围陈棚组火山岩U-Pb年代学、地球化学和成矿构造背景 . 地球科学, 2018, 43(7): 2404-2419. doi: 10.3799/dqkx.2018.187
      [15] 许中杰, 王嘹亮, 孔媛, 程日辉.  北黄海盆地前中生代-中生代火山岩磁化率、地球化学特征及构造意义 . 地球科学, 2017, 42(2): 191-206. doi: 10.3799/dqkx.2017.015
      [16] 刘清泉, 邵拥军, 陈昕梦, 刘忠法, 张喆.  豫南新县岩体地球化学、年代学和Hf同位素特征及地质意义 . 地球科学, 2016, 41(8): 1275-1294. doi: 10.3799/dqkx.2016.507
      [17] 赵硕, 许文良, 唐杰, 李宇, 郭鹏.  额尔古纳地块新元古代岩浆作用与微陆块构造属性:来自侵入岩锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素的制约 . 地球科学, 2016, 41(11): 1803-1829. doi: 10.3799/dqkx.2016.550
      [18] 田洋, 谢国刚, 王令占, 涂兵, 赵小明, 曾波夫.  鄂西南齐岳山须家河组物源及构造背景:来自岩石学、地球化学和锆石年代学的制约 . 地球科学, 2015, 24(12): 2021-2036. doi: 10.3799/dqkx.2015.180
      [19] 张维, 方念乔.  广东三水盆地始新世火山岩地球化学特征 . 地球科学, 2014, 23(1): 37-44. doi: 10.3799/dqkx.2014.004
      [20] 陈超, 吕新彪, 曹晓峰, 吴春明, 朱江.  新疆库米什地区晚石炭世-早二叠世花岗岩年代学-地球化学及其地质意义 . 地球科学, 2013, 22(2): -. doi: 10.3799/dqkx.2013.023
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    • 收稿日期:  2018-12-20
    • 刊出日期:  2019-02-01

    扬子陆块北缘西大别地区定远组双峰式火山岩U-Pb年代学及其地质构造意义

      作者简介: 朱江(1985-), 男, 博士, 高级工程师, 主要从事矿产普查与勘探研究
    • 1. 中国地质调查局武汉地质调查中心, 湖北武汉 430205
    • 2. 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心, 湖北武汉 430205
    • 3. 长江大学资源与环境学院, 湖北武汉 430100
    • 4. 湖北省地质局第六地质大队, 湖北孝感 432000
    基金项目:  中国地质调查局项目 121201009000150013中国地质调查局项目 121201009000160902

    摘要: 西大别地区定远组由浅变质的酸性火山岩(流纹岩和流纹质凝灰岩)和基性火山岩组成,二者在空间上互层产出,具典型的双峰式火山岩系组合特征,为认识南秦岭-大别造山带及扬子陆块北缘前寒武纪物质组成和地质演化提供了极佳的研究对象.通过对2件变流纹岩、1件变流纹质晶屑凝灰岩和1件变基性火山岩样品进行LA-ICP-MS锆石原位U-Pb测年,获得其成岩年龄分别为737±5 Ma、740±3 Ma、740±5 Ma和739±6 Ma.结果表明,定远组双峰式火山岩系形成时代并非前人认识的古生代,而是新元古代约740 Ma.定远组与红安岩群双峰式火山建造形成时间基本一致,指示了西大别地区新元古代一次重要的拉张构造-岩浆事件,可能形成于大陆边缘裂谷环境.扬子陆块北缘武当-随枣-大别地区新元古代800~720 Ma岩浆活动广泛且强烈,其峰期为755~730 Ma,可能是对Rodinia超大陆裂解事件的响应.

    English Abstract

    • 扬子陆块及周缘在新元古代发生过多期次、标志性的大规模岩浆活动.南秦岭-大别造山带一般被视为扬子陆块北缘,其中保留了大量新元古代岩浆活动记录,如武当山地区的耀岭河群和武当山群火山岩(李怀坤等, 2003Cai et al., 2007凌文黎等, 2007Zhu et al., 2014)、随州-枣阳地区的火山-沉积建造(Yang et al., 2016薛怀民等,2011)、东大别地区花岗质片麻岩和榴辉岩原岩(780~750 Ma,Zheng et al., 2003, 2008; Wu et al., 2007刘贻灿等, 2010).对南秦岭新元古代Rodinia超大陆裂解期的构造演化长期保留争议,主要存在两种观点:(1)大陆裂谷模型(Ling et al., 2007);(2)俯冲-岛弧模型(Dong et al., 2012, 2016).“大陆裂谷模型”可较好地解释南秦岭区基性岩墙群和裂谷型火山岩特征,并获得随枣地区随县群火山岩和东大别地区超高压变质岩原岩中岩浆锆石U-Pb-Hf-O同位素组成证据的支持(Zheng et al., 2003, 2008; Wu et al., 2007刘贻灿等, 2010; Yang et al., 2016).另一部分研究者支持南秦岭区新元古代处于“俯冲-岛弧”环境,且不同构造单元的岛弧和俯冲时限存在差异(870~706 Ma, Dong et al., 2012).上述两种构造演化模型均主要建立于南秦岭构造带研究基础之上,对大别地区新元古代构造-岩浆事件研究和考虑较为薄弱.

      近年研究陆续在东大别地区识别出大量新元古代740 Ma作用岩浆侵入活动,如Wu et al.(2007)获得东大别地区片麻状花岗岩和榴闪岩原岩年龄为750~740 Ma.大别-苏鲁地区超高压变质岩带的原岩时代多分布于820~620 Ma,并集中于780~750 Ma,被认为形成于大陆裂谷环境,并与Rodinia超大陆裂解作用联系(Zheng et al., 2003, 2008; Wu et al., 2007; 刘贻灿等, 2010).

      迄今对商-麻断裂以西的西大别地区新元古代物质研究报道较少,这可能与该区域岩石经历了多期次、强烈的变质和变形改造有关.刘贻灿等(2006, 2010)报道了出露于西大别地区定远组火山岩中的新元古代浅变质花岗岩,获得其成岩年龄为726±6 Ma和758±12 Ma,并认为其是推覆到古生界定远组之上的早期岩片.定远组是西大别地区的重要岩石构造单位之一,主要由浅变质的基性和酸性火山岩组成,具典型的双峰式火山岩特征.它尽管经历了绿帘角闪岩相浅变质作用,但仍保留了较好的火山结构构造和野外产出特征.定远组火山岩的年代学研究程度极低,尚无可靠同位素年龄报道.前人依据区域对比将其时代归为古生代,并长期沿用.本文经过详细的野外地质调查和室内薄片观察,对定远组双峰式火山岩系开展系统的原位锆石U-Pb年代学研究,重新厘定其形成时代,讨论其成岩构造环境,对充分认识大别山地区以及扬子陆块北缘新元古代物质组成和地质演化具有重要科学意义.

      • 秦岭-大别造山带地处中国中部,属华北和华南两大板块拼合部位.由太古宙至早中生代,该区域经历了多期次、多阶段的碰撞-扩张-聚合的演化过程(张国伟等,2001Wu and Zheng, 2013).新元古代晚期-早中生代初期板块俯冲-碰撞的构造体制造就了秦岭-大别造山带的基本构造格局(张国伟等,2001).三叠纪后,华北和华南板块拼合,秦岭-大别造山带进入陆内演化阶段(张国伟等,2001Wu and Zheng, 2013).早白垩世,受环太平洋构造域的影响,中国中东部进入以NNE至近SN向构造为主、近EW向构造为次的动力体制大转换时期(任纪舜等,1992).大别山地区在早-中白垩世先后发生了地壳加厚、下地壳垮塌拆沉、大规模幔源岩浆上涌和地壳强烈伸展,导致了大规模的岩浆活动和强烈的成矿作用(张超和马昌前,2008陈伟等,2013).以商丹缝合带(向东延伸为桐柏-晓天-磨子潭断裂)和新城-黄陂断裂为界,秦岭-大别造山带可分为北秦岭构造带、南秦岭构造带和大别构造带(张国伟等,2001钟增球等,2001).

        大别构造带西段(商-麻断裂以西)主要出露地(岩)层包括新太古界-古元古界桐柏岩群深变质岩系、新元古界中浅变质碎屑岩-火山岩系、泥盆系南湾组浅变质陆源碎屑岩建造、下古生界中浅变质碎屑岩-火山岩系等.定远组分布于宣化店、定远、苏家河一带(图 1),其南、北分别与浒湾榴辉岩带和泥盆系南湾组陆源碎屑岩等构造岩石单位相接,再向南出露红安岩群麻粒岩-榴闪岩相新元古代双峰式火山岩建造,不同岩石构造单元间为构造接触关系.

        图  1  西大别地区地质简图

        Figure 1.  The geological sketch map of the Western Dabie belt

      • 定远组的建组剖面位于宣化店镇以北的平天畈-春秋庙一带,本次研究工作故集中于此.其岩性组合单调,主要由浅色的变酸性火山碎屑岩(以晶屑、岩屑凝灰岩为主)和深色的变基性火山熔岩组成多个喷发韵律,基性熔岩和酸性火山岩呈互层产出(图 2图 3a),反映为一套典型的双峰式火山岩系.由西向东(由定远乡到浒湾乡),基性火山岩比重略有增多.该火山岩组变质程度较浅(主要为绿片岩相-绿帘角闪岩相),构造置换较弱,各种火山结构构造保留较好.

        图  2  定远组双峰式火山岩剖面

        Figure 2.  Section showing the bimodal volcanic suite of the Dingyuan Formation

        图  3  定远组双峰式火山岩典型野外现象、手标本和显微照片

        Figure 3.  Field photograph, hand spicemen and photo micrograph of the bimodal volcanic suite from the Dingyuan Formation

        变酸性火山岩原岩为流纹岩和流纹质凝灰岩(图 3b~3e).变流纹岩地表呈灰白色,浅变质和弱变形,具流纹构造、斑状结构,斑晶主要由条纹长石、石英、斜长石组成,含量约20%~30%,粒径0.5~1.0 mm.条纹长石呈他形板状,见格子双晶和两组解理;斜长石见聚片双晶;石英斑晶呈他形粒状.基质为微晶结构,主要由长石、石英组成.变流纹质凝灰岩矿物成分与变流纹岩基本相同,具变余晶屑凝灰结构.晶屑主要为石英和斜长石,含量约30%,粒径0.5~1.0 mm.石英为浑圆状,斜长石呈半自形粒柱状.胶结物主要由长英质微粒组成,部分样品发生后期重结晶成条带状.

        变基性火山岩地表一般呈深灰黑色,分布广泛,多呈似层状产出,主要岩性为斜长角闪岩(图 3f, 3g).岩石常发育变余杏仁构造和变余斑状结构,可见较多的斜长石集合体及不规则气孔,原岩可能为基性火山熔岩.斑晶主要成分为基性斜长石,粒径0.2~1.0 mm.辉石多变质为角闪石.杏仁体和气孔主要由绿帘石和绿泥石充填而成,大小1~2 mm.

      • 本次工作选择了4件定远组火山岩样品用于锆石U-Pb定年(采样位置参见图 2),分别为2件变流纹岩(PM026-7、PM027-7)、1件变流纹质晶屑凝灰岩(PM027-10)和1件变基性火山岩(PM027-6).该酸性火山岩样品和镁铁质火山岩样品在野外呈互层状产出.变流纹岩样品具明显的火山流纹构造和隐晶结构,主要造岩矿物为斜长石、石英和少量钾长石.变流纹质晶屑凝灰岩含5%~20%不等的晶屑,主要矿物为长石和石英,大小2.0~0.5 mm;胶结物为隐晶质,主要矿物组成为斜长石40%~60%、石英20%~30%、钾长石5%~20%.变基性火山岩呈深灰黑色,具斑状结构和少量杏仁结构,主要斑晶矿物为基性斜长石.

        锆石分选在广州拓岩分析技术有限公司完成,原岩样品经常规粉碎、磁选和重选,得到纯度较高的锆石,然后在双目镜下经人工挑选出纯度在99%以上的锆石.在双目镜下对锆石进行分类,挑选晶形完好、未蚀变的锆石颗粒制成样品靶,对锆石进行了透射光、反射光和阴极发光照相.选择样品靶中环带结构发育较好、裂隙较少的锆石,采用LA-ICP-MS技术进行U-Pb同位素测定.可见光显微照片和阴极发光图像在武汉上谱分析科技有限责任公司实验室完成,锆石U-Pb同位素组成和微量元素含量在该公司实验室利用LA-ICP-MS同时分析完成.激光剥蚀系统为GeoLas 2005,ICP-MS质谱仪为Agilent 7500a.本次测试中,对变酸性火山岩样品(PM026-7、PM027-7、PM027-10)采用的激光剥蚀束斑直径为32 μm,对变基性火山岩样品(PM027-6)采用的激光剥蚀束斑直径为24 μm,能量密度均为10 J/cm2.激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度,二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合.在等离子体中心气流(Ar+He)中加入了少量氮气,以提高仪器灵敏度、降低检出限和改善分析精密度(Hu et al., 2008).另外,激光剥蚀系统配置了一个信号平滑装置(Hu et al., 2012).每个时间分辨分析数据包括大约20~30 s的空白信号和50 s的样品信号.U-Pb同位素定年中采用锆石标准91500作外标进行同位素分馏校正,每分析5个样品点,分析2次91500.对于与分析时间有关的U-Th-Pb同位素比值漂移,利用91500的变化采用线性内插的方式进行了校正(Liu et al., 2010).锆石标准91500的U-Th-Pb同位素比值推荐值据Wiedenbeck et al.(1995).详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu et al.(2008, 2010).对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal(Liu et al., 2008, 2010)完成,所给定的同位素比值和年龄的误差(标准偏差)在1σ水平.锆石U-Pb年龄谐和图绘制和年龄加权平均计算均利用Isoplot(Ludwig, 2003)完成.

      • 显微镜和双目镜观察显示,锆石自形程度高,晶型较好,多呈长柱状或短柱状,无色-浅褐色,透明程度较好,颗粒大小中等.锆石Th/U比值范围为0.48~3.82,多数大于1.阴极发光图像(图 4)显示,酸性火山岩中大部分锆石发育清晰的震荡环带,增生边不发育;基性火山岩中大部分锆石显示板状或均质结构,亦有少量酸性岩浆锆石.这明显有别于北大别地区经历高压-超高压及多期变质作用的花岗片麻岩中的锆石,后者常表现为岩浆核-变质幔-增生边的结构特征.定远组火山岩中锆石绝大多数显示为典型的岩浆成因,少部分锆石经历了变质改造. (1)浅变质流纹岩(PM026-7).选取17颗锆石进行了17个测点的LA-ICP-MS分析(表 1).其中3颗锆石内部结构呈云雾状或模糊状(显示其遭受变质作用改造),激光点位于锆石幔部,其206Pb/238U年龄明显偏年轻(673~638 Ma),可能反映了区域变质作用年龄.其余14颗锆石为典型的岩浆成因,数据点在U-Pb谐和线上或其附近呈丛聚分布(图 5a, 5b),谐和年龄为737±2 Ma (1σ, MSWD=3.7).其206Pb/238U年龄集中,范围为735~741 Ma,加权平均年龄为737±5 Ma (1σ, MSWD=0.02),代表了流纹岩的成岩年龄.

        图  4  定远组双峰式火山岩锆石CL图像

        Figure 4.  Cathodoluminescence images and LA-ICP-MS U-Pb determination spots with ages of representative zircons from the bimodal volcanic suite of the Dingyuan Formation

        图  5  定远组双峰式火山岩锆石U-Pb年龄

        Figure 5.  U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages for the bimodal volcanic suite from the Dingyuan Formation

        (2) 浅变质流纹岩(PM027-7).选取20颗岩浆锆石进行了20个测点的LA-ICP-MS分析(表 1).全部数据点均分布在U-Pb谐和线上(图 5c, 5d),谐和年龄为740±2 Ma (1σ, MSWD=1.9).206Pb/238U年龄集中,范围在737~744 Ma,加权平均年龄为740±3 Ma (1σ, MSWD=0.07),代表了流纹岩的成岩年龄.

        (3) 浅变质流纹质晶屑凝灰岩(PM027-10).选取17颗岩浆锆石进行了17个测点的LA-ICP-MS分析(表 1).全部数据点均分布U-Pb谐和线上或其附近(图 5e, 5f),谐和年龄为741±2 Ma (1σ, MSWD=6.3).206Pb/238U年龄集中,范围在736~747 Ma,加权平均年龄为740±5 Ma (1σ, MSWD=0.07),代表了流纹质凝灰岩的成岩年龄.

        (4) 变基性火山岩(PM027-6).选取17颗锆石进行了17个测点的LA-ICP-MS分析(表 1).其中1个测点位于遭受变质改造后的锆石幔部,其206Pb/238U年龄(655±14 Ma)明显偏年轻,并与样品PM026-7获得的变质年龄基本一致,反映了区域变质作用年龄.另有3个岩浆锆石的测点位于锆石核部,其206Pb/238U年龄分散(范围在827~1 770 Ma),且明显老于其他数据点,可能代表了继承或俘获锆石年龄.其余13个岩浆锆石的13个数据点在U-Pb谐和线上或其附近呈丛聚分布(图 5g, 5h),谐和年龄为739±3 Ma (1σ, MSWD=2.4).其206Pb/238U年龄集中,范围在735~741 Ma,加权平均年龄为739±6 Ma (1σ, MSWD=0.07),代表了基性火山岩的形成年龄.

      • 定远组是西大别地区出露的一套重要的火山-沉积建造,由原北京地质学院在1961年1:20万商城幅区调中所创建.依据岩石物质组成和变质程度,以往地质调查和科研工作将定远组形成时代划归于早古生代末-晚古生代初(奥陶纪),并长期沿用(叶伯丹等,1993刘贻灿等,2010).前人获得该组酸性晶屑凝灰岩的Rb-Sr等时线年龄为391±13 Ma和408±18 Ma;侵入于该组中的辉长岩Sm-Nd全岩等时线年龄为261±8 Ma(叶伯丹等,1993);出露于该组中的浅变质花岗岩成岩年龄为726±6 Ma和758±12 Ma(刘贻灿等,2010).综上可见,定远组形成时代缺乏可靠的同位素年代学约束.

        本次野外观察表明,定远组长英质火山岩和基性火山岩在相同区域呈互层产出,岩性组合单调,具备典型双峰式火山岩系产出特征.锆石U-Pb测年结果揭示,酸性火山岩喷发时限为737±5 Ma和740±3 Ma;酸性火山凝灰岩喷发时限为740±5 Ma;基性火山岩形成时限为739±6 Ma.以上4组年龄值在误差范围内基本一致,进一步证明定远组基性火山岩和酸性火山岩喷发时限在误差范围内一致(对4件样品的加权平均年龄为739±2 Ma).这为定远组双峰式火山建造提供了直接的、确凿的岩浆锆石U-Pb年代学证据,揭示定远组双峰式火山建造的形成时代属新元古代.

      • 与定远组相邻、广泛出露于湖北北部的红安岩群(图 1)主要由一套双峰式细碧-石英角斑质变质火山岩和浅海相变质沉积岩组成,由南向北经历了从蓝片岩相、绿片岩相到绿帘角闪岩相榴辉岩相的低温高压变质作用,主要岩性为白云钠长片麻岩、白云二长片麻岩、浅粒岩、量白云钠长石英片岩、钠长角闪片岩、榴辉岩及榴闪岩透镜体(刘晓春等, 2005陈铁龙等, 2013; 邓乾忠等, 2013).近年地质调查研究中,红安岩群获得了大量新元古代同位素年代学数据:刘晓春等(2005)通过花岗质侵入体研究,将红安岩群中沉积地层地质形成时代限定于825~630 Ma之间;陈铁龙等(2013)获得红安岩群天台山岩组变酸性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为739.1±6.4 Ma;笔者获得红安岩群天台山岩组变酸性火山岩和变基性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为730±4 Ma和735±5 Ma.上述年代学资料和岩石学观察表明,红安岩群天台山岩组双峰式火山建造与定远组在原岩物质组成和形成时代上基本一致,均形成于新元古代.二者空间分布相近,可能在同一地质时期和相同动力学背景下形成.比较而言,定远组火山岩变质程度较低、火山结构构造保存良好,岩性组合简单并更加稳定.

        区域内红安岩群天台山岩组双峰式火山岩系岩石地球化学和锆石Hf同位素研究表明,基性火山岩具幔源特征;酸性火山岩锆石εHf(t)值介于-11.7~-16.4,具壳源特征(待发表数据).由此可勾勒出西大别地区新元古代双峰式火山岩成因模式:幔源玄武质岩浆上侵过程中,使得地壳物质发生重熔,和玄武质岩浆同时喷发出来,形成了本区大面积出露的双峰式火山建造.

      • 南秦岭和大别山构造带中夹持了大量前寒武系岩层和地块,一般被认为是代表了扬子陆块北缘卷入秦岭-大别造山带的部分.越来越多研究揭示,南秦岭和大别构造带中保留了广泛、强烈且统一的800~720 Ma岩浆事件记录,峰期约为755~735 Ma(表 2).在南秦岭地区,李怀坤等(2003)报道耀岭河群火山岩年龄为808~746 Ma;凌文黎等(2007)获得武当山区、耀岭河群火山岩年龄分别为735±5 Ma和685±5 Ma;Cai et al.(2007)获得耀岭河群火山岩单颗粒锆石年龄为632±1 Ma;Zhu et al.(2014)获得耀岭河群不同火山岩年龄为847~685 Ma,并将其划分为3个火山旋回:920~820 Ma(峰期845 Ma)、800~710 Ma(峰期755 Ma)、700~620 Ma(峰期685 Ma).在随枣地区,随县群获得形成年龄为740~720 Ma,被认为是一套形成于裂谷环境的火山沉积建造(薛怀民等,2011Yang et al., 2016).在大别地区,新元古代双峰式岩浆事件主要记录于红安岩群(前已述及)和片麻状花岗岩(754~739 Ma; Wu et al., 2007)中.本文研究揭示,定远组双峰式火山岩是西大别构造带保存最好、变质程度较低的新元古代岩浆岩记录.综合认为,由西向东,南秦岭地区(武当群、耀岭河群,凌文黎等,2002李怀坤等,2003)、随枣地区(随县群,薛怀民等,2011)和大别地区红安岩群、定远组中均保存了较好的新元古代双峰式或裂谷火山岩建造,构成了扬子陆块北缘一条峰期为755~735 Ma的岩浆岩带.

        在850~820 Ma形成统一的古板块后,华南大陆板块在800~720 Ma期间迅速转为裂谷伸展构造环境.扬子陆块西北缘和东南缘均发育强烈的基性岩墙群、中酸性侵入岩、双峰式火山岩和大陆裂谷构造,峰期约为750 Ma(李献华等,2012舒良树,2012Bader et al., 2013).南秦岭构造带该阶段的构造演化仍存在较大争议,主要有“大陆裂谷”(Li et al., 2003, 2010; Wang and Li, 2003; Wang et al., 2011; Yang et al., 2016)和“洋岛-弧后盆地”(Dong et al., 2012, 2016)两种观点.后一种观点的重要证据包括具俯冲或岛弧印记的钙碱性岩浆岩.但岩石地球化学特征往往易受岩浆源区影响,起源于岛弧物质的中酸性岩石亦会表现出亲岛弧的地球化学特征.

        结合区域地质,笔者认为大别山地区800~720 Ma期间双峰式岩浆活动可能形成于大陆裂谷环境,主要证据包括:(1)随枣和大别地区800~720 Ma期间岩浆活动不具有连续性或持续性,其范围广泛但时间非常集中,存在明显的峰期(约740 Ma,Wu et al., 2007薛怀民等,2011Yang et al., 2016),这与俯冲环境下岩浆活动特征存在差异;(2)地质和地球化学研究表明,武当地区耀岭河群基性火山岩具有大陆裂谷型火山岩特征(凌文黎等,2002李怀坤等,2003).锆石U-Pb-Hf-O同位素特征揭示,随县群和东大别地区约740 Ma低δ18O岩浆代表了亏损地幔提取并快速再造的新生地壳,该期岩浆作用发生于大陆裂谷环境(Wu et al., 2007Yang et al., 2016);(3)研究区内红安岩群底部为一套稳定台地陆源浅海相沉积建造,其中微古植物化石、含磷锰岩系和含石膏白云质大理岩指示了被动大陆边缘沉积特征(徐树桐等, 2010余立新,2014毛新武等,2016),支持定远组和红安岩群双峰式火山作用发生于大陆裂谷环境.综上,定远组双峰式火山岩可能形成于大陆边缘裂谷拉张环境,为认识西大别地区新元古代800~720 Ma强烈伸展-岩浆事件提供了新的证据,是扬子陆块北缘在Rodinia超大陆裂解期的重要岩石记录.

      • (1) LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析表明,西大别地区定远组2件流纹岩、1件流纹质晶屑凝灰岩和1件基性火山岩样品的成岩年龄分别为737±5 Ma、740±3 Ma、740±5 Ma和739±6 Ma.定远组酸性火山岩和基性火山岩空间上呈互层产出,喷发时间一致,具典型的双峰式火山岩系特征,形成时间为新元古代.

        (2) 定远组与区域内红安岩群双峰式火山岩系在形成时代和原岩物质组成上相似,指示了西大别地区一次重要的新元古代构造-岩浆活动.南秦岭-大别山地区新元古代800~720 Ma岩浆事件广泛且强烈,峰期为755~730 Ma,暗示了扬子陆块北缘的一次强烈大陆边缘裂谷拉张-岩浆事件,可能与Rodinia超大陆裂解存在联系.

        表 1和表 2见本刊官网(http://www.earth-science.net).

    参考文献 (60)

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