华南腹地广西陆内构造属性:岩浆作用与沉积作用的证据

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LuYang
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本研究从广西期花岗岩浆作用和早古生代沉积作用两个角度出发,对华南腹地广西运动的构造属性进行制约。  1)以江山-绍兴断裂(其南段被称之为郴州-临武断裂)为界,对华南东部广泛分布的广西期块状花岗岩展开系统的锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素组成和全岩元素-同位素地球化学研究。上述花岗岩根据其地球化学特征和区域展布能划分出两组,其中第一组(Group1)来自江山-绍兴(郴州-临武)断裂东侧华夏地块的广西期典型块状花岗岩,其代表性样品的锆石U-Pb年龄集中在405~454Ma之间,锆石原位的εHf(t)值和Hf的二阶段模式年龄分别为-3.6~-15.2和1.64~2.38Ga。第二组样品(Group2)分布于江山-绍兴(郴州-临武)断裂以西的东扬子地区,以块状花岗岩为其主要岩性,锆石U-Pb年龄为400~432Ma,原位的εHf(t)值为-0.23~-12.69,Hf的二阶段模式年龄介于1.31~2.21Ga之间。第一组样品的ACNK值为0.93-1.19,而第二组样品的ACNK变化于1.02-1.43之间。相对第二组样品,第一组样品具有较低的Al2O3、MgO、CaO和εNd(t)值但较高的K2O+Na2O值。两组花岗岩有类似的稀土和微量元素蛛式配分特征,其蛛式配分相对原始地幔均显示Ba、Sr、Nb、P和Ti的强烈负异常。上述两组样品的Sr-Nd同位素组成显示,其初始87Sr/86Sr=0.707637-0.729559,εNd(t)值介于-11.07~-4.93之间,与华南东部前寒武纪副片麻岩和同期片麻状花岗岩接近。上述的研究结果,广西期块状花岗岩结晶年龄集中在400-454Ma之间,与分布于华夏地块武夷-白云-云开地区和武功山地区的片麻状花岗岩形成年龄相似,并且断裂两侧花岗岩的形成年龄没有显著的差异。相应的元素-同位素组成和锆石原位Hf同位素的研究表明上述过铝质花岗岩均起源于前寒武纪变质基底源区,较少甚至没有新生地幔物质的贡献,但江绍断裂两侧广西期块状花岗岩源区组成中变泥质组分和变火成质的组成比例存在差异。结合相关的地质资料,江山-绍兴断裂带两侧的广西期块状花岗岩的面状展布特征及其成因特征表明,华夏与扬子之间在早古生代末期并不存在“华南残留洋”,其形成更可能是陆内背景下地壳的叠置和随后的伸展垮塌所导致的。  2)对华夏地块、扬子东部和中扬子地区的寒武系-奥陶系和扬子地区志留系地层的沉积学研究表明,上述不同构造分区的早古生代地层沉积建造互有差异,其中华夏地块主要为浅海相的硅质碎屑岩,扬子地块东部为碳酸盐与硅质碎屑岩的互层沉积,中扬子地区则以碳酸岩为主,但是不同分区之间的沉积地层从华夏地块向扬子地块逐渐过渡,并没有明显的跳相现象。华夏地块、扬子东部和中扬子地区下古生界古水流数据显示,其古水流总体指向北北西到北西西,显示其碎屑物质整体向W-NNW向运移,推测物源更可能来源于华夏地块或者华夏地块东部的未知大陆。对来自中扬子地区、扬子东部和华夏地块下古生界地层的900多颗碎屑锆石进行U-Pb年代学测试,结果显示其碎屑锆石年龄变化于3335-464Ma之间,除在华夏地块与扬子东部中奥陶统地层中得到~490Ma的年龄区间,以及华夏地块和中扬子地区的砂岩样品中见~1485Ma的年龄峰值以外,不同构造分区下古生界地层的年龄集中在~2550Ma、1870-1840Ma、~1100-1080Ma、895-855Ma和805-760Ma五个区间,显示出相似的年龄谱系。上述结果从沉积学和碎屑锆石U-Pb年龄谱系限定了江山-绍兴断裂-带不应该存在早古生代华南洋,而是一陆内沉积环境。  3)综合对广西期块状花岗岩和下古生界地层沉积特征和碎屑锆石年龄谱系的分析,本研究认为,在早古生代时期,华夏地块与扬子地块之前并不存在“华南残留洋”,华南腹地广西运动主要发生于400-460Ma,其构造属性与洋陆俯冲/碰撞无关,更应属于陆内构造属性。华夏地块在早古生代时期,很可能是东冈瓦纳大陆北缘的微板块,华南下古生界地层碎屑物源主要来自华夏地块东南缘或东冈瓦纳大陆,其面状展布的过铝质花岗岩的形成受控于陆内背景下地壳的叠置加厚和随后的伸展垮塌作用。结合其他研究资料,推断其动力学机制应与东冈瓦纳大陆向北快速顺时针旋转引起澳大利亚-印度板块的聚合的远程效应有关。
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