湘桂地区基底变质岩的地球化学和年代学研究

【摘要】：研究区位于华南的中部,为扬子地块与华夏地块在西南地区的边界交接地带。研究区的西北部为属于扬子地块的江南造山带,而其东南部为属于华夏地块的加里东造山带。这里是研究华南基础地质问题和扬子与华夏地块界线以及相互关系的理想场所。 本文主要将湘东、湘南、湘西南-桂东北、桂北四个地区的前寒武-寒武纪地层浅变质沉积岩作为研究对象,进行了岩相学、岩石地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学以及锆石Lu-Hf同位素的研究。 根据野外观察,结合岩相学和地球化学的分析结果,指出这些浅变质岩的原岩均为陆源碎屑沉积岩。它们具有中等风化程度,总体形成于被动大陆边缘,少量扬子南缘的新元古代沉积岩可能形成于活动大陆边缘。 地球化学和碎屑锆石U-Pb年龄特征表明湘西南-桂东北苗儿山地区寒武纪沉积岩,湘南金鸡地区岭震旦纪和寒武纪沉积岩和大义山地区震旦纪沉积岩的碎屑物组成相似,以含有大量的Grenville期年龄的碎屑锆石为特征,且缺少800-700Ma的锆石峰值,表现出与华夏地块明显的亲缘性。而湘西南-桂东北苗儿山地区板溪群、震旦纪地层,桂北摩天岭地区四堡群和湘东歇马地区板溪群沉积岩与上述样品不仅在地球化学上不同,而且以含丰富的800-700Ma碎屑锆石为特征,具有扬子地块亲缘性。碎屑锆石年龄信息与岩石地球化学特征相吻合,都表明苗儿山地区沉积盆地的物源区在中晚寒武纪(505Ma之间)前发生了重大改变,由扬子地块变为了华夏地块。说明在震旦纪与寒武纪之间发生了一次构造运动,使华夏地块源区进一步隆起或苗儿山盆地进一步沉陷(沉降盆地中心发生迁移)。同时也表明扬子地块和华夏地块这时已经聚合,而它们在西南地区的分界线应该就从苗儿山和金鸡岭之间通过,摩天岭和歇马地区位于分界线的西部。 碎屑锆石以及Hf模式年龄都显示扬子地块和华夏地块存在太古代基底。碎屑锆石记录了扬子地块在2600-2500Ma、1800Ma、1500Ma、800-700Ma分别有岩浆事件发生。其中在2500Ma左右湘东地区的东部有新生地壳生成,而同期在桂北等地区却主要表现为老的地壳融熔改造。1800Ma左右的岩浆活动主要是以古老地壳改造为主,而～1500Ma在湘东地区可能有新生地壳的形成(有地幔物质加入)。新元古代800Ma左右是扬子地块一期强烈的岩浆活动时期,湘东地区主要表现为古老的地壳的再循环,而在湘西-桂东北和桂北地区则表现为既有新生地壳组分的生长,又有古老地壳的再循环。碎屑锆石记录了华夏地块在2461Ma、1585Ma和1300Ma-1000Ma的岩浆事件。在太古代和古元古代,华夏地块主要以老的地壳改造为主。在新元古代1300-1000Ma华夏地块既有地幔物质的加入,又有古老地壳的改造。