论文部分内容阅读
新元古代，是地球系统发生剧烈变化的一个重要时期。一系列极端的地质、气候、生物事件表明这一时期与地球历史的其他时期明显不同。地球系统这一系列的剧变都发生在Rodinia超大陆裂解的背景之下。因此，重建这一时期的古地理古板块位置对于人们理解这些剧变至关重要。然而由于这一时期(10-5.4亿年)全球古地磁数据的缺乏和自相矛盾，其古地理重建一直存在较大的争议。近年来，由于越来越多人的关注，华南已成为解决Rodinia超大陆形态问题的关键之一。 华南在Rodinia超大陆中位置的问题主要为，华南板块与澳大利亚板块的相对古地理关系的问题。尽管已经有一系列的假说将华南板块放在澳大利亚板块附近，但华南的具体位置变化较大。由于华南野外露头出露较差，以及后期多期重磁化作用的影响，前人对华南新元古代中晚期地层的古地磁研究，仅得到了个别可靠的成果(Evans et al.，2000;Zhang etal.，2013)。为了更好的约束华南这一时期的古地理位置，作者选择了受后期构造影响较小的湖北三峡地区新元古代中晚期地层作为本次的研究对象。对研究对象作者进行了详细的野外地质工作和采样，而后进行了多种室内处理分析。综合了古地磁学、岩石磁学、扫描电镜及锆石U-Pb年代学等多种地质学的研究方法，对研究区样品进行了全方位的解析，以期获得可靠的古地磁数据。 逐步的热退磁实验从秭归青林口剖面莲沱组一段样品中分离出三个方向组分。低温组分应为近现代的粘滞剩磁方向。中温分量在地理坐标系下所求得的虚拟地磁极方向(QL-M-comp.in situ)与华南晚三叠纪方向一致，因此中温分量应为晚三叠纪的重磁化方向。另外还分离出了一个具有正反极性的高温分量“H”，其最高解阻温度为680摄氏度，也有部分样品在660摄氏度已经完全退磁。其采点平均方向在地理坐标系下和地层坐标系下分别为Dg=77.9°，Ig=34.2°，kg=69.5，α95=5.0°;Ds=89.8°，Is=64.5°，ks=45，α95=6.2°。青林口剖面莲沱组一段分离出的高温分量正负极性的分布表明，本文的采样剖面至少经历了4次正负极期，说明本文的结果平均掉了地球磁场长期变得影响，并且应反映的是原生剩的剩磁方向。 逐步的热退磁实验从宜昌地区莲沱组样品中，在300摄氏度之下首先分离出了一个晚白垩纪重磁化结果。中温分量“M”一般在350-600摄氏度之间分离出来，其平均方向在地理坐标系下和地层坐标系下分别为Dg=59.5°，Ig=64.6°，α95=3.7°;Ds=81.6°，Is=61.5°，α95=4.1°。另外我们还分离出了一个具有正反极性的高温分量“H”，其最高解阻温度为690摄氏度。其采点平均方向地层坐标系下为Ds=102.5°，Is=62.4°，α95=3.7°。宜昌地区莲沱组分离出的高温分量正负极性的分布，表明我们的采样剖面至少经历了5次正负极期，同时采样剖面顶部与6.5公里外的Evans et al.(2000)相近层位相同的极性转变，都说明宜昌地区莲沱组高温分量“H”原生性。 逐步的热退磁实验从三峡地区埃迪卡拉纪地层样品中分离出三个方向组分。低温组分为近现代的粘滞剩磁方向。中温组分与华南侏罗纪古地磁极方向一致，因此中温分量应为侏罗纪的重磁化方向。另外在300至480-540摄氏度还分离出了一个高温分量。通过对比华南显生宙已有的古地磁极方向，发现青林口剖面陡山沱组样品可能受到晚三叠纪重磁化的影响。而田家园子、九龙湾剖面陡山沱组二段以及三峡人家剖面灯影组样品则受到了志留纪重磁化的影响。这几期重磁化事件与华南埃迪卡拉纪-寒武纪地层的多期油气的生成有关。与这些重磁化的方向不同，从九龙湾剖面陡山沱组三段得到了一个未受重磁化影响的方向。在综合前人结果的基础上，计算得到的可靠古地磁极方向为31.3°N，169.8°E，dp/dm=3.5°/4.7°（地层坐标系下，JLWS）。 秭归地区青林口剖面及三峡地区剖面莲沱组地层的磁化率各向异性研究表明本地区地层未受到明显的应力应变作用的影响。 综合前人研究，以及本次对花鸡坡剖面底部凝灰岩层的锆石SHRIMP U-Pb定年，认为三峡地区莲沱组一段地层沉积年龄应在780Ma到750Ma之间，而二段年龄应在750Ma到700Ma之间。另外其顶部二十米地层的沉积年龄应该小于735Ma。 由于莲沱组地层沉积年龄跨度较大(大于80Ma)，将本次所得到的古地磁高温分量方向分为莲沱组一段和二段两个结果，两者在地层坐标下的平均方向分别为Ds=92.9°，Is=64.7°，N=15，ks=49.7，α95=5.5°;Ds=99.7°，Is=63.4°，N=11，ks=135.9，α95=3.9°。并通过了McFadden and Lowes(1981)的倒转检验。另外本次研究的结果也通过了McElhinny(1964)和McFadden(1990)的褶皱检验。我们把上段古地磁年龄定在720Ma，因为，上段的有结果采样点主要在顶部二十米以上。而下段我们把年龄定在760Ma。两段计算得到的古地磁极分别为20°N,157.8°E,dp/dm=7.1°/8.8°(一段，LTM1);15°N,157.3°E,dp/dm=4.9°/6.2°(二段，LTM2)。 通过详细地对比华南与澳大利亚可靠的古地磁极及其视极移曲线发现，华南应于760Ma已位于澳大利亚西北部，之后在大约635Ma前与北澳大利亚拼贴，整个埃迪卡拉纪华南一直位于北澳大利亚西部，直到早-中寒武纪，华南与澳大利亚发生相对旋转，运移到西澳大利亚西北部，这一运动可能与西澳大利亚Darling断层在寒武纪的活动有关。