华夏地块幕式岩浆作用与大陆地壳增生和再造

发布时间：2018-04-01 18:45

  本文选题：洋-陆俯冲　切入点：增生型造山带　出处：《南京大学》2015年博士论文

【摘要】：华南由位于西北部的扬子地块和东南部的华夏地块在新元古代碰撞拼合形成。新元古代之前,华夏和扬子地块具有各自独立的演化史。与发育太古代-古元古代结晶基底的扬子地块不同,华夏地块至今未找到证据确凿的太古代基底岩石,古元古代的基底岩石也仅出露于浙西南和闽西北地区。新元古代之后,华夏和扬子地块拼合成形成统一的华南地块并经历了多期的构造-岩浆活动叠加,包括早古生代(加里东期)、早中生代(印支期)和晚中生代(燕山期)。华夏地块发育的幕式岩浆作用导致不同程度的壳-幔相互作用以及地壳的幕式增生和再造。浙西南八都杂岩中的古元古代变质岩和侵入成因的花岗岩是华夏地块目前发现的最古老的岩石。本文对金罗后(里庄)和靖居花岗质杂岩以及茶坦斜长角闪岩中5个样品分选出的锆石进行了SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb定年,定年结果揭示了古元古代的岩浆作用和早古生代、早中生代热事件的叠加。金罗后含石榴石黑云母花岗岩(1878±28 Ma)具有高的A/CNK比值(1.28-1.42),富含黑云母和石榴石,表现出S型花岗岩的特征,可能形成于较低的水逸度环境并具有较高的锆饱和温度(792～809℃)。靖居中粗粒钾长花岗岩(1861±35 Ma)、靖居中细粒钾长花岗岩(1849±30 Ma)和金罗后片麻状花岗闪长岩(1877±10Ma)为准铝-强过铝质(A/CNK=0.97～1.26),具有富集的全碱和高场强元素含量以及高的Ga/Al和FeOT/(FeOT+MgO)比值。它们较高的锆饱和温度(840～854℃)以及高的Rb/Nb和Y/Nb比值表明其应属于A型花岗岩中的A2亚类。含石榴石黑云母花岗岩中继承锆石的年龄(2088～2929 Ma)揭示本区太古代物质的存在,S型和A型花岗岩的锆石Hf同位素和全岩Nd同位素以及地球化学组成表明这些花岗岩来源于太古代到古元古代地壳物质的熔融,并有不同比例新生幔源物质的加入。茶坦斜长角闪岩(1879±42 Ma)与古元古代S型和A型花岗岩近同时侵入,暗示其均形成于板内伸展环境,代表了一幕重要的地壳的增生和再造事件。金罗后片麻状花岗闪长岩和靖居钾长花岗岩的下交点年龄(224～231 Ma)以及茶坦斜长角闪岩的下交点年龄(418±23 Ma)指示本区在后期又经历了两次重要的热事件的叠加。普遍被接受的华夏和扬子地块在新元古代的碰撞拼合过程的动力学模型为：两个地块间的洋盆由于北西向的俯冲,形成了扬子活动大陆边缘；随后扬子和华夏地块闭合和陆-陆碰撞导致了江南造山带的隆起。前人认为华夏地块只是被动大陆边缘,但最近报道了一系列具有陆缘弧和弧后火山岩特征的镁铁质和长英质岩浆岩,包括庙后和山后杂岩中具有陆缘弧岩浆岩特征的辉长岩、闪长岩和花岗岩,使得这一观点受到挑战。根据最近对华南新元古代岩浆岩及相关岩石的时空分布规律的研究,我们辨别出了新元古代洋内岛弧、陆-弧-陆的碰撞以及扬子和华夏地块间的三条构造-岩浆带。洋内岛弧带现今位于扬子和华夏地块之间,与东南方向的华夏地块以江山-绍兴-萍乡-双牌-信宜深大断裂带相隔,与西北方向的扬子地块以景德镇-益丰-万载深大断裂带相隔。我们综合了最近发表的可靠的华南新元古代岩浆岩的地质年代学、地球化学和同位素数据,建立了新的扬子和华夏地块碰撞拼合过程的构造-岩浆演化模型：约1000～860 Ma时,北西向的洋-洋俯冲和南东向的洋-陆俯冲导致俯冲板片的脱水和熔融,形成了洋内岛弧带和华夏活动陆缘的岩浆活动；约860～825 Ma时,更大角度的俯冲导致洋内岛弧带弧后盆地的发育,华夏地块由于俯冲板片后撤产生了弧和弧后背景的岩浆作用；同时,低角度的北西向洋-陆俯冲形成了扬子活动陆缘；约825～805 Ma时,扬子和华夏之间陆-弧-陆的碰撞以及最终的拼合导致了江南造山带的形成；约805～750 Ma时,江南造山带发生构造垮塌,南华裂谷盆地形成,将之间已经拼接在一起的扬子活动陆缘和洋内岛弧带的西段重新分隔开。我们的研究表明华南不存在Grenvillian期造山事件或是地幔柱的活动,表明华南应位于Rodinia超大陆的边缘。华南早古生代造山事件通常被认为是一次陆内造山作用,而同期的岩浆活动(440～390Ma)主要分布于华夏地块,主要为花岗质岩浆作用,并伴随有少量中-基性岩浆岩的发育。前人的研究认为华南早古生代花岗岩主要为过铝质的S型花岗岩,而含角闪石的Ⅰ型花岗岩仅为零星出露。然而,通过对早古生代花岗岩研究的总结归纳,我们发现有相当数量的早古生代花岗岩同时具有部分S型或Ⅰ型花岗岩的特征。因此,我们将华南早古生代的花岗岩分为两组：A组花岗岩数量较少,具有较高的εHf(t)值(集中于-3.0到+9.0之间)和εNd(t)值(-5.2到+1.3之间)以及高的初始温度(810～850℃)：B组花岗岩广泛发育,具有较低的εHf(t)值(集中于-16.0到-1.0之间)和εNd(t)值(-13.2到-4.1之间)以及低的初始温度(700～830℃)。下湾二长花岗岩和墩头花岗闪长岩是典型的A组花岗岩,锆石U-Pb年龄为约410 Ma。对早古生代花岗岩、镁铁质包体以及中-基性岩浆岩进行的地球化学及同位素分析表明包括下湾和墩头花岗岩在内的A组花岗岩是由软流圈来源的岩浆与地壳深部的变沉积岩相互作用,发生广泛的同化混染与分离结晶(AFC)作用而产生；而B组花岗岩主要是由于同期底侵的起源于岩石圈地幔的玄武质岩浆与基底变质岩反应导致的同化混染与分离结晶(AFC)作用而产生。后碰撞阶段的拆沉作用导致软流圈的上涌并直接参与了A组花岗岩的形成,同时诱发了岩石圈地幔熔融和B组花岗岩的形成。以往对于华夏地块早中生代岩浆作用的研究主要集中于S型和Ⅰ型花岗岩,而正长岩-二长岩-A型花岗岩的组合没有得到足够的重视,但这一岩浆岩组合通常指示了局部或区域性的伸展环境和壳-幔相互作用。华夏地块发育的早中生代正长岩以富集大离子亲石元素和轻稀土元素亏损高场强元素为特征,并具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,其岩浆起源于古老俯冲事件形成的交代岩石圈地幔。早中生代二长岩以靖居似斑状石英二长岩(226±1Ma)为代表,具有相对正长岩较低的大离子亲石元素和轻稀土元素含量和同样富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,指示这些二长岩可能起源于富集岩石圈地幔高程度的部分熔融。早中生代A型花岗岩以翁山似斑状黑云母二长花岗岩(约230 Ma)为代表,锆石Hf同位素和全岩Nd同位素组成指示早古生代的A型花岗岩可能来源于基底沉积岩来源熔体与底侵的幔源熔体的混合。早中生代正长岩-二长岩-A型花岗岩组合的成因与华南地块和印支地块碰撞的远程效应引起的走滑断裂活动有关。华南晚中生代的岩浆作用主要形成长英质的火山岩和侵入岩。不同于沿海区域,内陆地区的岩墙群的侵位时代要稍早一些,也缺乏详细的研究。庙后和山后岩墙群侵入新元古代岩体。其中,花岗闪长斑岩(127±2 Ma)具有“埃达克质”岩石特征的地球化学组成,暗示内陆地区的“埃达克质”岩浆活动时间从约175 Ma一直持续到约130 Ma。大部分内陆地区的“埃达克质”岩为钙碱性,其Sr-Nd-Hf-O同位素组成指示其来源于下地壳的新元古代弧岩浆岩的熔融。花岗斑岩具有A型花岗岩的地球化学特征,与辉绿岩墙近同时侵位,形成于约130 Ma。广泛发育的A型花岗岩和同期的辉绿岩墙构成了内陆地区北东-南西向展布的双峰式岩浆带。部分A型花岗岩中发育镁铁质包体,其Sr-Nd-Hf同位素组成表明这些双峰式岩浆岩形成于基底沉积变质岩熔融产生的熔体与同期的幔源熔体的混合。内陆地区从“埃达克质”到双峰式岩浆作用的转变指示了构造体制的转变。从中侏罗世到早白垩世,随着古太平洋板块向华南的北西向俯冲角度逐渐增大,在内陆地区由板缘应力的远程效应导致的局部的板内伸展环境转变为俯冲板片后撤诱发的弧后伸展环境。
[Abstract]:The ancient Proterozoic metamorphic rocks and the late Mesozoic era ( 1877 卤 10Ma ) have high A / CNK ratios ( 1 . 28 - 1.42 ) , rich in biotite and garnet .
In this paper , the authors conclude that the Cathaysian block is only the passive continental margin , but it has recently reported a series of magmatism , diorite and granite with the characteristics of continental margin arc and volcanic rocks .
At 860 - 825 Ma , the subduction of larger angles results in the development of the basin after arc - arc in the Indian Ocean , and the Cathaysian block has the magmatism of arc and post - arc background due to the back of the subduction plate .
At the same time , the low - angle North - west subduction of the ocean - land forms the continental margin of the Yangtze River ;
At about 825 - 805 Ma , the collision between the Yangtze and the Cathaysian continent - arc - land and the final splicing led to the formation of the Jiangnan orogenic belt ;
The study shows that the early Paleozoic granite in South China is mainly of S - type granite with low 蔚 Hf ( t ) and 蔚 Nd ( t ) values ( - 13.2 to - 4.1 ) and 蔚 Nd ( t ) values ( - 13.2 to - 4.1 ) and low initial temperature ( 700 ~ 830 鈩，

本文编号：1696793