华南早古生代与早中生代陆内构造演化

发布时间：2018-03-12 11:48

  本文选题：早古生代　切入点：早中生代　出处：《南京大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：华南由华夏块体在新元古代(900-800 Ma)沿江山-绍兴-萍乡--祁东-茶林断裂带朝扬子块体俯冲-碰撞而成。显生宙期间,它经历了多期次强烈的构造岩浆事件和大陆再造。对于华南前寒武纪的演化和新元古代的地球动力学模型等问题,前人已取得丰硕的研究成果。然而,对于华南早古生代(加里东期)和早中生代(印支期)花岗岩的构造背景以及华南在早古生代与早中生代时期的构造属性和地球动力学演化等问题,至今仍存在俯冲造山与陆内造山观点的争议。为更好的认识华南早古生代与早中生代的构造演化,本论文以越城岭、海洋山、南岭诸广山和云开大山等地区为主要研究区,结合野外地质学、岩相学和构造变形特征的研究,重点对华南两期花岗岩体进行了详细的锆石U-Pb定年、全岩地球化学和Hf同位素的分析研究,并探讨了花岗岩体的时代、成因和构造背景,为华南早古生代和早中生代构造演化过程提供了科学依据。野外地质调查发现华南显生宙地层发育基本完整。在震旦纪-晚奥陶世期间,为稳定的泥砂质板岩岩石组合,并发育浅海相沉积构造;志留纪地层区域缺失;中晚泥盆世-中三叠世由粗碎屑岩与碳酸盐岩构成,含浅海相生物化石及沉积构造。同时,华南古生代地层并无代表深海环境的具鲍马序列的浊积岩、火山熔岩和粗火山碎屑岩。因此,我们初步判断古生代期间,华南为稳定的沉积环境,并非活动大陆边缘环境。本论文对云开地区的越城岭-苗儿山、南岳-塔山和南岭地区的诸广山-鲁溪等区段的重要地质现象进行了详细观察、剖面测制和系统采样。研究表明,华南前泥盆纪岩层发生过广泛的褶皱和逆冲推覆,构造线多数呈NE走向(少数早期的近E-W走向),运动学标志如压力影、云母鱼、不对称旋转残斑系等指示SE盘岩块向NW逆冲。同时,华南广泛发育区域性的角度不整合沉积接触界面,表现为未变质的中上泥盆统角度不整合覆于下伏不同时代地层之上以及上三叠统或下侏罗统角度不整合于前侏罗纪强烈褶皱变形的岩层之上,表明华南寒武纪-侏罗纪期间至少发生过2次区域规模的褶皱造山事件:早古生代(主要是志留纪)构造事件和早中生代(中-晚三叠世)构造事件。华南早古生代岩体分布广泛,出露了 200多个岩体,面积近20,000 km2,多呈岩基或岩床产出。本次重点研究了越城岭、海洋山、金溪和青州四个早古生代岩体。野外调查表明,这些岩体均侵入于前泥盆纪地层中,之后又被中泥盆世砾岩等碎屑岩角度不整合覆盖。岩体的主要岩性为黑云母花岗岩、白云母花岗岩和二云母花岗岩,主要有片麻状和块状两种构造。从岩体中心到边部,在结构上具有粗粒花岗岩-中粗粒花岗岩-中细粒花岗岩-弱定向片麻状花岗岩-片理化花岗岩的渐变过渡现象。岩体边部常含有外形不规则的围岩残留体,残留体内部的产状与围岩(片岩、千枚岩等)相一致。此外,在岩体边部,其长石自形晶普遍被定向压扁并拉长,构成岩浆流面,其产状与围岩(片岩、千枚岩)一致,表明岩体为同构造期岩体。研究表明,这些岩体中的锆石CL图像展示了清晰的岩浆韵律环带,其岩浆锆石U-Pb测年数据分别为 427.0 ± 3.2 Ma、435.5 ± 3.7 Ma、442.3 ± 3.5Ma 和 436.3 ± 3.4 Ma,均为志留纪时代。岩体的锆石Hf同位素初始值εHf(t)为-1.44～-36.84,二阶段模式年龄为1.3-3.7 Ga,表明岩浆来源于古-中元古代甚至太古代基底物质的部分熔融,很少有幔源物质的加入。早古生代岩体普遍含有白云母等富铝矿物,其A/CNK值多数大于1.1,表明为强过铝质花岗岩。岩体呈明显的轻稀土富集和Eu元素负异常的地球化学特征,表明斜长石的分离结晶成因。同时,Ba,Sr,Nb和Ti的强烈亏损与Rb,Th,U和Pb的富集,表明早古生代花岗岩是壳源物质部分熔融的产物。本论文也对前人研究结果做了统计,华南早古生代岩体的结晶年龄在379-468 Ma之间,其峰值集中在423-443 Ma。同时,弥散型分布的花岗岩体,在由SE向NW、由沿海向陆内或由东向西、由云开到武夷的方向上,均没有年龄的新老演化趋势,说明华南早古生代的构造-岩浆活动与板块的俯冲作用无关。华南早中生代岩浆活动强烈,出露的岩体总面积达20,900 km2。岩体集中分布在雪峰山、武夷山、南岭和云开大山地区。岩体多侵入于前三叠纪地层中,或早古生代花岗岩中,普遍被晚中生代地层角度不整合覆盖。本研究选择区内将军庙、塔山、王仙岭、南岳、鲁溪、琅南和诸广山复合岩体七个岩体作为重点研究对象,开展了系统的岩相学、地球化学和同位素地质学(包括测年和铪同位素成分与演化)研究。研究表明,这7个岩体主要由黑云母花岗岩(含少量角闪石)、白云母花岗岩和二云母花岗岩组成,具块状和片麻状两种构造。其岩相学的过渡规律与早古生代类似,从岩体中心向边部,矿物颗粒由粗变细,定向排列由弱变强,岩体边部常含与围岩产状一致的残留体和流线、流面构造,表明它们为同构造期岩体。这些早中生代岩体以S型花岗岩为主,岩石中常含白云母等富铝矿物,A/CNK值均大于1.1,表明其强过铝特征。其中A1203,Ti02,MgO,CaO,P205,(MgO+ FeOT+TiO2),Ba,Sr,Yb和Zr的含量与Si02含量呈负相关,这表明造岩矿物如斜长石、钾长石等的分离结晶成因。地球化学测试结果显示,岩体富集轻稀土,具明显的Eu元素负异常,同时,强烈亏损Ba,Sr,Nb和Zr,而富集Rb,Th,U和Cs。岩体中锆石CL图像呈完整的震荡环带,表明其岩浆成因。锆石U-Pb测年结果表明,岩体结晶时代为三叠纪,其年龄分别为 217.5 土 1.8 Ma(将军庙);222.4 土 3.6Ma(塔山);220.6 土 2.0Ma(王仙岭);228.4 ± 1.6 Ma(南岳);224.4 ± 3.1 Ma(鲁溪);231.3 ± 3.0 Ma(W棠，

本文编号：1601425