2016年04月08日 星期五

科研成果

胡培远、翟庆国等-PR:扬子地块西缘前寒武纪构造演化方面取得新进展

来源:地调局地质所 作者:胡培远,科技处 发布时间:2021-06-24
   古老大陆的起源以及超大陆的恢复与重建是全球地球科学家关注和竞相研究的热点。国内扬子地块新元古代岩石的成因和构造背景研究对揭示罗迪尼亚超大陆的形成与演化过程至关重要。目前,主要有以下两种认识:(1)地幔柱模式,扬子西缘洋壳俯冲过程起始于1100–1000 Ma,并且一直持续至850 Ma左右,随后的岩浆作用受控于850–830 Ma830–795 Ma780–745 Ma的多期地幔柱活动;(2)洋壳俯冲模式,扬子西缘洋壳俯冲过程从1100 Ma一直持续到750 Ma左右,相关岩浆作用与洋壳俯冲和弧后拉张相关。基于此,项目组对扬子西缘地区的石棉杂岩开展了一系列的研究工作,取得了阶段性进展。

  详细的野外调研、剖面测制和室内综合研究表明(图1),石棉杂岩保留了3期中新元古代岩浆作用记录。1期(1066 Ma)包括变质橄榄岩、玄武岩、辉长岩、辉绿岩和少量异剥钙榴岩。其中,玄武岩和辉长岩兼具N-MORB和岛弧玄武岩的特征,明显亏损的锆石Hf同位素(εHf(t)=+10.8~+18.3)和类似于幔源的锆石氧同位素组成(δ18O=4.6–5.6‰),与典型俯冲相关型(SSZ)蛇绿岩特征类似。2期(937 Ma),主要为辉长岩,侵入于1变质橄榄岩中,具有相对稍微富集的锆石Hf同位素(εHf(t)=+7.9~+17.1)和类似于壳源的锆石氧同位素组成(δ18O=6.0–7.7‰),这些特征与岛弧玄武岩类似。3期(839–836 Ma),包括辉绿岩和流纹岩;辉绿岩呈脉状侵入于1变质橄榄岩中,具有岛弧玄武岩类似的地球化学特征;流纹岩地球化学组成类似于A型花岗岩。综上所述,石棉杂岩记录了中新元古代罗迪尼亚超大陆周缘的洋壳俯冲过程。

  值得注意的是,扬子西缘地区尚没有与SSZ型蛇绿岩(1066 Ma)同时代岛弧岩浆岩的报道。已知的最古老弧岩浆岩为盐边地区的冷水箐岩体(936 Ma)和本次研究获得的第2辉长岩937 Ma)。扬子北缘存在近同时代的SSZ型蛇绿混杂岩(庙湾:1115 Ma)和弧岩浆岩(神农架:1103 Ma)以及稍年轻的弧岩浆岩(西厢群下段:950 Ma)。在综合这些研究资料的基础上,研究团队初步提出扬子西缘中新元古代穿时性俯冲消减的新见解:(1)约1100–1000 Ma,扬子北缘开始发生洋壳的俯冲消减,形成了神农架弧,庙湾和石棉蛇绿混杂岩记录了相应的弧后扩张作用(图2a;(2)约1000–940 Ma,随着扬子北缘持续的洋壳俯冲,西厢群下段的玻安质岩石形成,与此同时扬子西缘的洋壳俯冲刚刚开始,并形成了冷水箐岩体和石棉蛇绿混杂岩中的新元古代基性岩脉(图2b;(3)约940–780 Ma,受俯冲板片后撤及断离的影响,扬子地块西北缘岩浆活动逐渐增强,形成了广泛分布的俯冲增生杂岩和火山弧岩浆带(图3。本研究成果符合前人提出的洋壳俯冲模式,对深入理解罗迪尼亚超大陆形成与演化过程具有重要的科学意义。

  上述研究受到了国家自然科学基金(4187224042072268)、中国地质调查局(DD20190060DD20190370)等项目的资助。相关研究成果发表在国际知名地学期刊《Precambrian Research》上。

  1. Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Jun Wang, Yue Tang, Guang-ming Ren, Zhi-cai Zhu, Hao Wu. 2020. U–Pb zircon geochronology, geochemistry, and Sr–Nd–Hf–O isotopic study of Middle Neoproterozoic magmatic rocks in the Kangdian Rift, South China: Slab rollback and backarc extension at the northwestern edge of the Rodinia. Precambrian Research 347, 105863. 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105863

  2. Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Jun Wang, Yue Tang, Guang-ming Ren. 2017. The Shimian ophiolite in the western Yangtze Block, SW China: Zircon SHRIMP U-Pb ages, geochemical and Hf-O isotopic characteristics, and tectonic implications. Precambrian Research 298, 107-122. 原文链接:http://dx.doi.org/10.1016/j.precamres.2017.06.005

            

 

                

       1 扬子地块西缘及石棉地区地质简图及中新元古代主要岩浆记录的时空分布 

               

      2 扬子地块西缘中元古代晚期新元古代早期穿时性俯冲造山示意图 

        

               

        3 扬子地块西缘俯冲增生杂岩和火山弧岩浆带形成示意图