滇东南—越北地区新元古—早古生代基底组成及其构造意义

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华南板块与印支板块作为亚洲东部最重要的前寒武纪大陆板块,具有各自的独特演化历史。华南板块是由基底组成与演化历史完全不同的扬子地块与华夏地块在新元古代拼合而成,使得华南板块成为最复杂的前寒武纪板块之一。关于华南板块与印支板块的拼合界限,以及扬子地块与华夏地块沿江山-绍兴断裂向西延伸的拼合界限的位置一直是地学界争论的问题,也是人们研究的热点。为此,本论文选择滇东南-越北的基底变质岩和早古生代花岗岩开展研究工作,以期对限定上述板块边界提供有价值的信息。南温河-斋江地区位于滇东南与越东北交界处,是扬子地块、华夏地块和印支板块的交汇处。由于该区域缺少系统而全面的研究,关于该区域的构造属性一直存在争议。南温河-斋江杂岩为单独出露在该区域内的一大型早古生代岩体,岩性为高钾钙碱性强过铝S型花岗岩。来自该杂岩12个样品中的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示该花岗质岩体的结晶年龄是436-423 Ma。锆石U-Pb-Hf同位素和地球化学数据显示,南温河-斋江杂岩北部的南温河花岗岩主要源于新元古代变质泥质岩,源岩类似于扬子南缘的下江群和丹州群,而南部的斋江花岗岩则主要源于新元古代变质砂岩,源岩可类比于扬子南缘的梵净山群与四堡群。南温河-斋江杂岩的花岗岩中包含大量继承锆石,它们主要的年龄峰在836~808 Ma,次级年龄峰在~734 Ma和665-528 Ma。少量730-500 Ma继承锆石表明岩浆的源区可能还包含少量更年轻的变质沉积岩组成,例如寒武纪沉积岩。继承锆石的年龄分布特征和Hf同位素组成与扬子南缘新元古沉积岩中的碎屑锆石相似,而不同于华夏地块与印支板块中的变质沉积岩。对南温河-斋江杂岩周围的变质沉积岩开展的进行进一步的地球化学和碎屑锆石U-Pb定年结果显示,出露于滇东南地区的猛洞群和越东北地区的Thac Ba组地层沉积于晚新元古代(<619-592 Ma),然而滇东南地区的田蓬组和越东北地区的Ha Giang组沉积于寒武纪(<527-507 Ma)。全岩地球化学数据和锆石Hf同位素组成表明,这些沉积物的源区以长英质岩石为主。与寒武纪沉积岩的源区相比,新元古代沉积岩的物源区经历了相对较弱的风化,可能处于一个相对更加干-冷的环境。晚新元古代猛洞群和Thac Ba组包含大量802-747 Ma锆石,碎屑锆石的年龄分布以及Hf同位素组成与扬子地块南缘(梵净山-四堡地区)新元古代沉积岩类似。相比之下,寒武纪田蓬组以及Ha Giang组中的碎屑锆石以格林威尔期年龄为主,具有一个~980 Ma年龄主峰,其碎屑锆石年龄谱特征以及Hf同位素组成与华夏地块(南岭-云开地区)和/或印支地块相类似。结合前人数据分析表明,南温河-斋江地区的基底应归属于扬子地块。南温河-斋江花岗质杂岩属于华南早古生代造山带的最西端。扬子地块与华夏地块的分界线应该位于南温河-斋江地区的东南侧,而不可能是北西部的师宗-弥勒断裂。华南与印支板块的分界线应该位于研究区的西南侧,排除了北部的滇-琼缝合作为其分界线。南温河-斋江地区寒武纪沉积岩中大量泛非期(600-500 Ma)碎屑锆石以及华南早古生代碎屑锆石年龄谱特征表明,在早古生代时期华南可能位于东冈瓦纳超大陆的北缘。从新元古代到寒武纪沉积岩碎屑组成上巨大的变化表明了南温河-斋江地区可能受到泛非造山作用的影响。本次论文工作还对构造属性同样存在争议的位于越西北马江断裂东侧Nam Co带内出露的前寒武纪基底进行了研究。U-Pb定年结果显示,Nam Co组为一套新元古代地层,其下段可能形成于821-726 Ma,其上段的沉积时代可能不早于726-721 Ma。Nam Co组上段与下段沉积岩均以包含大量新元古代(900-800 Ma)碎屑锆石为特征,碎屑锆石年龄谱及Hf同位素特征显示出与扬子地块江南造山带西部及扬子地块西缘攀西带的相似性。但上段的沉积岩中包含更多中元古-古元古代碎屑物质。U-Pb-Hf及全岩地球化学特征显示,新元古代Nam Co组沉积物源区物质主要以长英质为主,含少量镁铁质成分,碎屑物质主要来自扬子地块内部,少数来自华夏地块以及哀牢山带和Phan Si Pan带。此外Nam Co组下段可能比上段接受更多来自攀西带的新元古代中期的的碎屑物质。一系列证据表明Nam Co带的构造属性也归属于扬子地块。因而,进一步证实了华南与印支板块的分界线应该为Nam Co带以西南的马江断裂。Nam Co组早期(821-726 Ma)沉积于一个后造山陆内裂谷盆地中,沉积环境在后期(<726-721 Ma)变的更加稳定,此时的Nam Co带以及华南可能进入壳内尺度伸展,形成稳定的板内沉积。
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