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云开造山带元古宙变基性超基性岩成因及构造演化

时间:2022-02-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:云开造山带变基性超基性岩主要分为两大类。云开造山带浅变质云开群底部的层状、似层状变基性岩,岩石类型以斜长角闪岩为主,伴生一套细碧角斑岩系及少量硅质岩,还零星出露超基性岩。斜长角闪岩岩石地球化学和同位素地球化学的研究表明,这套变基性岩原岩为形成于EMORB和NMORB构造环境的拉斑玄武岩,为蛇绿岩的重要组成部分。
云开造山带元古宙变基性超基性岩成因及构造演化_武汉地质调查中心

■云开造山带元古宙变基性超基性岩成因及构造演化

项目来源:国家自然科学基金委员会

起止时间:2001—2003年

项目负责:彭松柏

主要完成人:彭松柏,付建明,刘云华等

成果概况:本研究的主要目的是通过对云开造山带变基性—超基性岩及其相关变沉积岩和花岗岩形成环境、岩石地球化学、变形变质作用机制、多元同位素示踪和定年以及ThUPb微区热演化年代学研究,确定变基性超基性岩的成因和大地构造背景,建立变形变质热事件年代格架,阐明云开前寒武纪大地构造演化的动力学过程,为华南元古宙超大陆重建研究提供依据。取得的主要成果如下。

(1)云开造山带变基性超基性岩主要分为两大类。第一类主要沿两广交界的石窝—贵子—楼洞—罗罅一线分布,为赋存于浅变质云开群底部的一套层状、似层状变基性超基性岩(斜长角闪岩、蛇纹石化橄榄岩),并遭受后期构造变形变质的强烈改造,其中部分基性岩遭受加里东期花岗岩接触变质作用的改造。第二类主要分布于云开隆起信宜—高州一带,呈岩株、岩墙分布于条带—眼球状(环斑)花岗质杂岩中。

(2)云开造山带浅变质云开群底部的层状、似层状变基性岩,岩石类型以斜长角闪岩为主,伴生一套细碧角斑岩系及少量硅质岩,还零星出露超基性岩(蛇纹石化橄榄岩)。斜长角闪岩岩石地球化学和同位素地球化学的研究表明,这套变基性岩原岩为形成于EMORB和NMORB构造环境的拉斑玄武岩,为蛇绿岩的重要组成部分。在信宜贵子和陆川石窝的层状、似层状变基性岩(斜长角闪岩)中分别获得821Ma±60Ma和815Ma±62Ma的SmNd全岩同位素等时线年龄表明,云开地区的蛇绿岩是在扬子与华夏中元古末超大陆形成之后的新元古裂解作用中形成的,这为华南地区存在新元古代大洋提供了重要证据。

(3)云开造山带隆起区条带—眼球状(环斑)花岗岩,以及其中呈岩株、岩脉分布的侵入基性岩(辉长岩、角闪岩、角闪辉石岩)的岩石地球化学和同位素地球化学表明,它们形成于俯冲碰撞活动大陆边缘火山弧构造环境。高州石板的辉长岩体中获得的SmNd岩石—矿物等时线年龄为392Ma±50Ma和条带—眼球状(环斑)花岗岩的锆石离子探针(SHRIMP)定年获得一批467~413Ma的年龄表明,条带—眼球状(环斑)花岗质杂岩与侵入其中的辉长岩等是在加里东期活动大陆边缘构造背景下形成的一套俯冲碰撞火山弧杂岩,侵入基性岩的形成标志加里东期俯冲碰撞造山作用的结束和伸展作用的开始。

(4)云开造山带隆起区条带—眼球状(环斑)花岗质杂岩岩石地球化学和同位素地球化学的研究表明,它们是形成于俯冲—碰撞活动性大陆边缘的岩浆岩系列。从条带状花岗岩、眼球状(环斑)花岗岩、紫苏花岗岩到含榴片麻状花岗岩,岩浆结晶锆石离子探针(SHRIMP)年龄从466Ma、467Ma、435Ma到413Ma,其形成大地构造环境由俯冲—碰撞环境(条带状花岗岩)转换为碰撞造山后环境(眼球状、环斑花岗岩),直到变为典型的碰撞后伸展环境(紫苏花岗岩、含榴片麻状花岗岩),而且紫苏花岗岩已变为碰撞造山后伸展构造环境有关的A型紫苏花岗岩。

(5)云开隆起区条带—眼球(环斑)花岗岩及紫苏花岗岩中锆石阴极发光和离子探针(SHRIMP)定年结果表明,大部分锆石分成三部分,即内核残留锆石、中间变质结晶过渡带和外壳的岩浆结晶部分,内核的残留锆石年龄变化较大,为1 600~2 800Ma,中间变质结晶带年龄相对集中分布于1 100~900Ma,外壳岩浆结晶带年龄集中分布于413~467Ma,结合紫苏花岗岩中麻粒岩获得的SmNd全岩等时线年龄1 164Ma±56Ma,以及前人获得的麻粒岩中变质锆石UPb不一致上交点年龄为950Ma,为云开地区存在四堡期(格林威尔)造山作用事件麻粒岩相变质作用提供了重要依据。

(6)对云开造山带环斑花岗岩环斑结构和A型紫苏花岗岩中等压降温后成合晶变质结构形成与韧性变形关系的研究表明,它们的形成都与俯冲碰撞之后快速抬升伸展揭顶作用过程有关,而且环斑结构和等压降温后成合晶变质结构在形成时序上略晚于伸展作用形成的面状韧性变形。据此,我们提出造山带环斑花岗岩中环斑结构的形成与碰撞造山后快速抬升伸展揭顶变质变形动力学作用过程具有密切关系的新认识。

(7)云开隆起区西北缘石窝—贵子—楼洞—罗罅—木塘一线零星出露的透镜状、似层状变基性岩中的石榴石辉石岩岩石化学和电子探针的分析表明,透镜状、似层状石榴石辉石岩实际上是钙铁石榴石+铁辉石矿物组合,并遭受后期强烈变质变形改造,而且相伴的一套似层状磁铁矿层与海南岛石绿铁矿特征十分相似,这可能暗示云开地区与海南岛至少在新元古代曾经处于同一大地构造单元,它们的分离可能与特提斯洋的打开有关,这不仅对前寒武纪地层的划分和对比具有重要意义,而且对在云开西北缘寻找石绿式铁矿提供了重要线索。

(8)首次在云开造山带西侧大容山—十万大山花岗岩带中发现印支期紫苏花岗岩体及其中的大量麻粒岩、片麻岩包体(钦州地区)。紫苏花岗岩及麻粒岩包体中发育典型的等温减压后成合晶结构,这与云开高州云炉一带紫苏花岗岩中发育的等压降温后成合晶结构完全不同,显示出它们经历了不同的造山演化过程。紫苏花岗岩中锆离子探针(SHRIMP)定年表明,云开高州地区紫苏花岗岩形成时代为435Ma,而桂东南钦州地区的紫苏花岗岩形成时代为248Ma。但无论是高州还是钦州的紫苏花岗岩均具有A型紫苏花岗岩的特征,它们是碰撞造山作用结束或由造山作用转变为造山后拉张环境的重要标志。

(9)云开造山带西侧印支期大容山—十万大山花岗岩带中印支期紫苏花岗岩锆石的阴发光和离子探针(SHRIMP)定年研究表明,大部分锆石分为内核和外壳两部分:内核具变质和岩浆结晶结构特征。外壳具岩浆结晶结构特征。内核年龄集中分布在950~1 100Ma,而外壳年龄集中于248Ma。内核年龄显示出扬子与华夏中元古末四堡造山事件(格林威尔期)存在的重要信息,为扬子与华夏中元古末江绍造山带的南延提供了重要证据,而外壳年龄则提供了印支期造山作用结束的时间。

(邓爱云 编)

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