扬子陆块东南缘成冰纪冰川作用的启动时限、碎屑物源及全球对比

发布时间：2020-08-06 12:19

【摘要】：成冰纪冰川作用是地球演化史上备受瞩目的全球性科学问题,华南扬子陆块作为成冰纪地层保存最为完整的地区之一,为成冰纪研究提供了大量素材。尽管如此,华南江口冰期和南沱冰期的确切启动时间及其全球对比关系仍未有定论。基于此,本文对扬子陆块东南缘桂北地区成冰纪(南华纪)长安组底部和南沱组底部冰成杂砾岩开展了碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学研究,以期限定两套冰成杂砾岩的最大沉积时间以及南华系底界年龄,厘定江口冰期和南沱冰期的确切启动时限及其全球对比关系,并建立冰期地层的碎屑锆石U-Pb年龄谱,对其物源及古地理意义展开讨论。长安组样品HJC-N1的碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于958～717 Ma,最年轻一组206Pb/238U年龄的加权平均值为719.6 ± 6.1 Ma;长安组样品FL-N3的碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于979～719 Ma,7颗最年轻锆石的206?bb/238UU年龄加权平均值为723.0 ±8.1Ma。结合CL图像分析表明,江口群冰成杂砾岩的最大沉积年龄为ca.720 Ma,因而江口冰期的启动应不早于720 Ma。此年龄值证明南华系底界年龄应标定为ca.720 Ma,而非780Ma。结合已发表的相关年龄数据可知,江口冰期很可能启动于ca.715Ma,与塔里木、阿拉伯-努比亚、劳伦等古陆块的Sturtian冰川作用高度同步。南沱组样品FL-N1的碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于987～649 Ma,3颗最年轻锆石的206Pb/238U年龄加权平均值为649.3 ± 6.2 Ma;样品SLK-N1的碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于939～650 Ma,最年轻一组206Pb/238U年龄加权平均值为652.1±6.7 Ma。结合CL图像分析表明,南沱组冰成杂砾岩最大沉积年龄应650 Ma,而南沱冰期的启动应晚于650 Ma,与西伯利亚、澳大利亚、劳伦古陆等陆块的Marinoan冰川作用基本同步。同时,本文样品碎屑锆石U-Pb年龄谱的新元古代年龄分布可与扬子北缘、西缘及东南缘相关地层完全对比:均集中于750～850Ma之间,在ca.800Ma处普遍存在最大峰值,且在850Ma、820Ma及750 Ma处普遍存在显著峰值,体现了华南新元古代的幕式构造热历史。长安组和南沱组碎屑锆石U-Pb年龄分布特征几乎一致,表明两期冰期沉积具有基本一致的物质来源。与相关地层的年龄谱对比分析显示,样品年龄谱与区内冰前地层相似度极高。结合CL图像及岩石学特征分析表明,研究区长安组和南沱组的碎屑物质可能主要来源于冰川作用对就近的南华裂谷盆地边缘地带下伏新元古代岩浆岩和沉积岩的刨蚀。综合现有资料推知,华南板块在脱离Rodinia超大陆主体进入独立演化状态后,其陆内裂谷伸展作用并未结束,可能一直持续至Marinoan冰期结束。
【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P343.6
【图文】：

地层分布,陆块,地层分布,克拉通

劳伦；ＮＡ—澳大利亚北部；ＮＣ—华北；Ｒ—里约普拉塔；Ｓ■－撒哈拉；ＳＡ—澳大利亚南部；ＳＣ—华南；Ｓｆ－＾弗朗逡逑西斯科；Ｓｉ—西伯利亚；Ｔ—塔里木；ＷＡ—西非逡逑图１－１克拉通陆块当今位置图及全球Ｓｔｕｒｔｉａｎ冰期地层分布（陆块分布据Ｌｉｅｔａｌ．（２０１３）；邋Ｓｔｕｒｔｉａｎ逡逑冰期地层分布据ＨｏｆｆｍａｎａｎｄＬｉ（２００９）、赵彦彦和郑永飞（２０１０）修改）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｐｒｅｓｅｎｔ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｆｏｒ邋ｃｒａｔｏｎｓ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｓｔｕｒｔｉａｎ邋ｇｌａｃｉｇｅｎｉｃ邋ｓｔｒａｔａ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｅａｒｔｈ邋（ｔｈｅ逡逑ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｃｒａｔｏｎｓ邋ａｒｅ邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ａｆｔｅｒ邋Ｌｉ邋ｅｔ邋ａｌ．（２０１３）；邋ｔｈｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｓｔｕｒｔｉａｎ邋ｇｌａｃｉｇｅｎｉｃ邋ｓｔｒａｔａ邋ａｒｅ逡逑ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ａｆｔｅｒ邋Ｈｏｆｆｍａｎ邋ａｎｄ邋Ｌｉ邋（邋２００９），邋Ｚｈａｏ邋ａｎｄ邋Ｚｈｅｎｇ邋（２０１０））逡逑成冰纪冰期地层作为地球前寒武纪极端气候事件的沉积记录，其层内在全球范围广逡逑泛存在的条带状铁矿层（Ｈｏｆｆｍａｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，１９９８ｂ；邋Ｈｏｆｆｉｎａｎ邋ａｎｄ邋Ｓｃｈｒａｇ，２００２）及冰期沉积之逡逑上广泛发育的“盖帽碳酸盐岩”是进行成冰纪冰期地层全球对比的重要标志层，并为冰川逡逑的结束机制研究提供了启发（Ｗｈｉｔｉｃａｒ邋ｅｔ邋ａＬ

成冰,划分方案,地层划分,大塘坡组

大塘坡组）两部分。修订后的富禄组又可对比于两界河段（可对比渫水河组）和古城段逡逑（可对比铁丝坳组和东山峰组，对应古城冰期）之和。经厘定后，扬子地区成冰纪（南逡逑华纪）地层自下而上依次为江口群（长安组、富禄组）、大塘坡组和南沱组（图１－３），逡逑分别为江口冰期、大塘坡间冰期和南沱冰期沉积（张启锐和储雪蕾，２００６；邋Ｚｈａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，逡逑２００８ａ；邋Ｌａｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１４，邋２０１５ａ）。鉴于相应冰期地层在沉积学以及岩石学特征等方面的相逡逑似性，江口冰期和南沱冰期分别与国际ｓｔｕｒｔｉａｎ冰期和Ｍａｒｉｎｏａｎ冰期相对应（张启锐和逡逑储雪蕾，２００６）。逡逑屮Ｎ地丨＾中位逡逑埃迪妗拉系逦赓互系逦陡山沱饥逡逑南沱绀逡逑大塘坡组逡逑２逦＜１逦富逦古城段／铁蜱拗ｍ冻山峰ｍ逡逑系逦系逦丨｜逦ｍ逦两界河段／渫水河组逡逑群长安ｍ逡逑拉伸系逦Ｇｌ＇ＩＭ系逦洲群／板溪仉逡逑图１－３华南扬子地区成冰纪地层划分（采用张启锐和储雪蕾（２００６）的划分方案）逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃ邋Ｓｕｂｄｉｖｉｔｉｏｎ邋ｏｆＣｒｙｏｇｅｎｉａｎ邋ｉｎ邋Ｙａｎｇｔｚｅ邋Ｂｌｏｃｋ，邋Ｓｏｕｔｈ邋Ｃｈｉｎａ邋（ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ邋ｔｈｅ逡逑ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋Ｚｈａｎｇ邋ａｎｄ邋Ｃｈｕ，邋２００６）逡逑近年来，围绕华南成冰纪冰川作用期次划分、启动时间及其全球对比开展了大量研逡逑宄工作

复原图,超大陆,复原图,裂谷盆地

２０１２；邋Ｚｈａｏ邋ａｎｄ邋Ｇｕｏ，邋２０１２）。Ｌｉｅｔａｌ，邋（２００８ｂ）根据大量数据恢复了邋Ｒｏｄｉｎｉａ邋超大陆从聚合逡逑到裂解期间重要时间节点的古大陆构型。研究表明，裂谷盆地发育初期（８２５邋Ｍａ），华逡逑南陆块位于澳大利亚和劳伦大陆之间（图２－１），即Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆的核心位置，而在全逡逑球性冰期开始时（７２０邋Ｍａ），华南板块和东南极洲陆块－澳大利亚陆块之间形成了扩张洋逡逑脊，^u始从Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆主体发生裂离。在Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆裂解引发的全球性裂谷事逡逑件中（Ｌｉ邋ｅｔａｌ．，１９９９；邋Ｌｉｅｔａｌ．，邋２００８ｂ），华南板块沿江南造山带发生陆内裂谷并形成了板逡逑内最大的新元古代沉积盆地，即扬子陆块东南缘南华裂谷盆地（Ｗａｎｇ邋ａｎｄ邋Ｌｉ，邋２００３；邋Ｌｉ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２００８ａ，邋ｂ）。同时，扬子北缘碧口一汉南裂谷盆地、扬子西缘康滇裂谷盆地也同期开逡逑启，与南华裂谷盆地共同组成华南扬子陆块新元古代裂谷盆地系统（图２－２）。逡逑１３逡逑

【参考文献】