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蛇绿岩主要分布于加积楔-碰撞造山带,其物质组成、沉积大地构造相、形成时代及变形变质等方面的研究,对于确定俯冲-碰撞造山带闭合的大地构造背景、俯冲极性,以及发育蛇绿岩造山带的演化时代具有重要意义。扬子克拉通北缘黄陵背斜地区是研究华南大地构造演化的重要窗口和关键地区,其以出露华南最古老前南华纪中高级变质基底、新元古代黄陵花岗岩而闻名。最近,我们对黄陵背斜南部崆岭群庙湾组变镁铁-超镁铁岩岩石学、地球化学、年代学及地质构造基本特征的初步研究表明,蛇纹石化方辉橄榄岩、橄榄岩-变辉长岩、辉绿岩-细粒斜长角闪岩(拉斑玄武岩),以及薄层石英、大理岩等相关岩石空间上紧密伴生,时代基本一致,显示庙湾组实际上为一套经历强烈变形变质作用,被肢解改造的中元古晚期-新元古早期(971-1100Ma)的蛇绿岩。
在此研究基础上,对鄂西黄陵背斜南部元古宙庙湾蛇绿岩前陆盆地-野复理石混杂岩层序进行区域尺度野外填图和详细露头、剖面分析。该层序覆盖在发生构造中断的元古代被动大陆边缘层序之上,由复理石单元(杂砂岩-砂岩-片岩)向上发展到局部变形进入混杂岩的砾岩-野复理石单元。复理石层序被无数北西走向的逆冲断层切割,变形程度朝向蛇绿岩套底部逐渐增强。位于庙湾蛇绿岩南缘的混杂岩/野复理石主要由分散在数米厚构造薄片中的发生强烈韧性变形-角闪岩相变质的岩石组成,各岩片或岩块相互之间发育高角度逆冲断层。根据发育叠瓦状构造的大陆架、复理石、混杂岩和野复理石的地质特征,将庙湾蛇绿岩的前陆层序分为以下三个部分:1.稳定大陆边缘相的原地沉积岩(变碳酸盐岩、变质砂岩);2.复理石(杂砂岩,砂岩和片岩);3.蛇绿岩的构造岩片(变辉绿岩、变辉长岩、变玄武岩等)。这是沉积混杂岩带逆冲前缘的典型特征。这些特征表明庙湾蛇绿岩覆盖在逆冲前缘包裹的碎屑物质之上,这些物质在蛇绿岩就位期间沉积在更老的被动大陆边缘。在该岩石层序中,变碳酸盐和变质砂岩形成于大陆边缘;杂砂岩和片岩以复理石形式从含蛇绿岩逆冲楔中剥蚀出来;砾岩/野复理石混杂岩单元代表蛇绿岩就位时近源碎屑沉积物被其覆盖并发生变形;基性岩(变辉长岩,变辉绿岩,变玄武岩等)则代表洋壳残片。
本研究对四个代表性花岗质碎屑物和穿切含砾石野复理石单元的花岗质脉体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。因为这些花岗质岩块肯定是最后被剥蚀进入野复理石的单元,可以作为逆冲推覆作用和蛇绿岩就位的年龄上限。定年结果表明花岗质碎屑物锆石年龄有两个主要峰值:831Ma和859-871Ma。这两个锆石年代学数据代表了花岗岩在源区的形成年龄。结果表明前陆杂岩的形成实际应该晚于新元古代(859Ma),而新元古花岗岩脉(813Ma)的侵入,表明后期岩脉可能与黄陵花岗岩的侵入有关。
通过对庙湾蛇绿岩内的前陆混杂岩带野外构造地质特征、变混杂堆积岩中代表性砾石年代学的研究,取得以下主要新认识:
1,元古代庙湾蛇绿岩前陆混杂岩带主要由一套强韧性变形变质岩组成,变质程度为角闪岩相。前缘逆冲推覆构造混杂岩带大体可划分为三个组成部分:稳定大陆边缘的原地沉积岩(变碳酸盐岩、变质砂岩)、上覆的复理石层序、然后是野复理石/混杂岩单元在构造上与蛇绿岩构造薄片交错出现。该层序在构造上被庙湾蛇绿岩的主体覆盖。
2,元古代庙湾蛇绿岩前陆野复理石/混杂岩带中花岗质砾石年代学研究表明,该构造混杂岩带的形成时代略晚于859Ma。有些砾石中的花岗质碎屑物中的锆石保留了捕虏晶核部年龄介于1900-2200Ma,表明这些花岗质碎屑物可能来源于罗迪尼亚超大陆的澳大利亚板块。