扬子克拉通黄陵背斜地区出露有华南最古老的前南华纪基底,是研究前南华纪地壳形成演化、元古宙Rodinia超大陆聚合与裂解等重大地质科学问题的关键地区。本文以扬子克拉通黄陵背斜南部出露比较完整的元古宙庙湾蛇绿杂岩为研究对象,运用野外典型地质剖面观察与实测、高精度大比例尺地质露头填图、岩相学、矿物学、地球化学、地质年代学和同位素示踪等方法,对其进行了比较系统的研究,并在扬子克拉通前南华纪庙湾蛇绿杂岩的成因演化过程、中-新元古代大地构造演化,以及新元古代黄陵花岗岩成因构造背景等重大地质科学问题等方面取得以下主要新成果和新认识。庙湾蛇绿杂岩出露于华南扬子克拉通内黄陵背斜南部太平溪-邓村一带,呈北西西向带状展布,蛇绿岩岩石地质单元出露齐全,主要由早期强变形蛇纹石化纯橄岩(蛇纹岩)、方辉橄榄岩、韧性变形辉长岩、变玄武岩、变辉绿质席状岩墙(岩脉)、似枕状玄武岩(绿帘岩)、条带-条纹状石英岩-黑云母片岩-大理岩(原岩硅质岩-泥质岩-泥质灰岩),以及晚期弱变形块状、层状和伟晶(少量)变辉长岩、变辉绿岩组成。早期蛇纹石化纯橄岩、方辉橄榄岩呈透镜状岩块、岩片分布于整个蛇绿杂岩带的中部,两者均经历了早期韧性变形(高温变形面理、线理)和晚期韧-脆性变形(紧闭褶皱、片理、劈理、脆性断裂),铬铁矿呈浸染状、豆荚状、同心环状和脉状主要赋存于蛇纹石化纯橄岩(蛇纹岩),少量赋存于蛇纹石化方辉橄榄岩。变玄武岩(细粒斜长角闪岩)呈层状、似层状分布于变超镁铁岩的北侧,经历了强烈变形变质作用,以普遍发育走向北西西向,倾向总体向北陡倾的晚期透入性片理、劈理和线理构造为特征,常见早期轴面与晚期透入性片理、劈理近于一致的紧闭褶皱。韧性变形辉长岩、条带-条纹状石英岩-黑云母片岩-大理岩均呈透镜状、似层状岩片分布于变玄武岩之中,其中韧性变形辉长岩糜棱面理发育,条带-条纹状石英岩-黑云母片岩-大理岩互层顺层片理发育。变辉绿质席状岩墙(岩脉)则位于强变形变质蛇纹石化纯橄岩(蛇纹岩)、方辉橄榄岩南侧,主要由变辉绿岩墙(岩脉)和少量晚期侵入穿插斜长花岗岩脉组成,席状岩墙以发育双向冷凝边为主,局部可见少量单向冷凝边。变辉绿岩墙南侧还发育有少量似枕状玄武岩(绿帘岩)。变形变质杂砂岩、云母石英片岩、云母片岩、变质砂岩等变沉积岩(复理石建造)则分布于蛇绿杂岩带南部基底冲断带南侧,并发育一系列高角度逆冲断层和宽缓褶皱构造。晚期弱变形块状、层状和伟晶变辉长岩、变辉绿岩,主要出露于早期强变形变质蛇纹石化纯橄岩(蛇纹岩)、方辉橄榄岩南侧与变辉绿岩墙(岩脉)之间,呈相互侵入穿插关系。庙湾蛇绿杂岩野外地质构造特征的详细观察和研究显示,早期蛇纹石化纯橄岩、方辉橄榄岩、变玄武岩、变辉绿质席状岩墙,以及似枕状熔岩等岩石单元均经历了强烈变形变质作用,而晚期块状和伟晶变辉长岩、变辉绿岩变形较弱,局部发育弱片麻状变形构造,普遍与早期强变形岩石单元呈高角度断层接触关系,局部地段可见变伟晶辉长岩脉沿蛇纹石化方辉橄榄岩中发育的脆性断裂或裂隙侵入。早期强变形岩石单元中变玄武岩、变辉绿质席状岩墙和似枕状熔岩高精度大比例尺填图和变形面理、线理的统计研究结果表明,透入性面理和线理走向总体呈北西西向,高角度倾斜(60°-85°),倾向北北东,并与蛇绿杂岩南缘基底冲断带与变沉积岩系(复理石建造)中发育的构造面理和高角度逆冲断层方位一致,也与整个蛇绿杂岩带的展布方位和变形运动学特征一致,表明庙湾蛇绿杂岩的构造变形侵位主要受控于近南北向的挤压构造应力场。庙湾蛇绿杂岩中早期强变形蛇纹石化纯橄岩和方辉橄榄岩的岩相学和矿物学特征表明,其经历了强烈蛇纹石化、透闪石化等构造变质作用,橄榄石颗粒多蚀变为蛇纹石,呈残留孤岛状,Fo=91.07～91.85,辉石多蚀变为透辉石、透闪石,并常见辉石假象。铬铁矿呈侵染状、豆荚状、同心环状,发育典型的核-边结构,其核部铬、镁、铝含量高,Fo和Cr+值分别为26.71～41.59和0.61～0.67,呈明显负相关,而边部铁、钛、锰含量增高,Fo和Cr+值分别为98.11～99.09和0.84～0.96,相关性不明显,但两者均属高铬低铝型铬铁矿。铬铁矿成因构造环境判别图解显示,核部铬铁矿落入与大洋地幔有关的洋中脊与俯冲岛弧构造环境过渡区,而边部铬铁矿则均落入俯冲岛弧有关构造环境,表明铬铁矿形成于大洋地幔有关的构造环境,而与大陆(陆内)地幔构造环境无关。早期强变形变玄武岩、韧性变形辉长岩,以及晚期弱变形块状和伟晶变辉长岩、变辉绿岩中辉石大多均已退变质为镁角闪石,其中变玄武岩、变辉长岩中斜长石牌号为拉长石-倍长石,均属基性斜长石系列,变辉绿岩中少量斜长石为中长石。此外,庙湾蛇绿杂岩所夹互层条带-条纹状石英岩-黑云母片岩-大理岩变沉积岩岩片,常发育有石榴石、透辉石等矿物,并在透辉石边部常见退变质形成的角闪石,这表明蛇绿杂岩带中所夹部分条带-条纹状石英岩-黑云母片岩-大理岩经历了可达高角闪岩相的构造变质作用。庙湾蛇绿杂岩中早期韧性变形辉长岩、变辉绿质席状岩墙底部变形辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb成岩年龄分别为1118±24 Ma和1096±32 Ma,早期强变形蛇纹石化纯橄岩、方辉橄榄岩、变玄武岩和韧性变形辉长岩组成的Sm-Nd全岩等时线年龄为1135±54Ma,两者成岩年龄在误差范围内一致,表明蛇绿杂岩带早期蛇绿岩各岩石单元的形成时代介于1135～1096 Ma。晚期弱变形侵入蛇纹石化方辉橄榄岩的块状变辉长岩、伟晶变辉长岩和变辉绿岩的锆石U-Pb成岩年龄分别为1002±19-999±17 Ma、974±11-971±16 Ma和978±12 Ma,晚期侵入变辉绿岩席状岩墙(岩脉)变斜长花岗岩锆石U-Pb年龄为983±7 Ma,晚期变伟晶辉长岩、块状变辉长岩和变辉绿岩组成的Sm-Nd全岩等时线年龄为1007±62Ma,其成岩年龄在误差范围内一致,表明蛇绿杂岩晚期弱变形蛇绿岩岩石单元的形成时代介于1007～971 Ma。庙湾蛇绿杂岩高精度同位素年代的研究结果揭示,庙湾蛇绿杂岩形成于中元古晚期(1135～1096 Ma)和新元古早期(1007-971 Ma)两个构造岩浆演化阶段。庙湾蛇绿杂岩变玄武岩中所夹条带-条纹状石英岩-大理岩的岩浆型碎屑锆石核部的年龄频谱分别为967～1105 Ma(峰值1009±32 Ma)和1011-1095 Ma之问(峰值1054±13 Ma),代表了该变沉积岩的最大沉积年龄。岩浆型碎屑锆石边部变质年龄分别为941±12 Ma、936±18 Ma和1052±18 Ma,其中1052±18 Ma的变质年龄与其核部岩浆型碎屑年龄1054±13Ma近于一致,可能代表了变质过程中未被完全改造的残留锆石年龄,而941±12 Ma和936±18 Ma的变质年龄则代表了庙湾蛇绿杂岩构造变形侵位过程中发生角闪岩相(高角闪岩相)变质作用的时代,即扬子克拉通内新元古代早期发生碰撞造山构造变质事件的峰期时代应介于941～936 Ma,这一构造变质年龄也是华南首次发现的与世界范围内格林威尔期碰撞造山事件时代基本一致的重要变质年代记录。庙湾蛇绿杂岩变辉绿质席状岩墙南缘的后期花岗质岩脉和野复理石-复理石序列中的弱／未变形花岗质砾石的锆石U-Pb年龄为870～810 Ma,其与新元古黄陵花岗杂岩的形成时代相当,表明它们可能为同时期成因的花岗质侵入岩脉体和砾石。庙湾蛇绿杂岩早期强变形蛇纹石化纯橄岩、方辉橄榄岩地球化学特征均表现出低Ti和Al的特征,稀土总量较高,轻稀土略亏损和“U”型分布特征,微量元素含量绝大部分都低于原始地幔,显示蛇纹石化纯橄岩、方辉橄榄岩具有与俯冲有关构造环境大洋残余地幔橄榄岩的地球化学特征,这也与矿物化学成分所得到的结论一致。庙湾蛇绿杂岩中早期强变形玄武岩和韧性变形辉长岩的轻稀土呈弱亏损或平坦的N-MORB特征,亏损Th、Ti、Zr和Hf等元素,相对略富集Nb元素,在不活动微量元素Ta/Yb-Nb/Yb和La/Yb-Nb/Yb构造环境判别图解中,均落入大洋地幔岩石序列中的N-MORB和E-MORB之间,表明其主要受岩浆源区控制。晚期弱变形块状、伟晶变辉长岩、变辉绿岩呈轻稀土略富集的E-MORB特征,亏损Nb相对富集Th元素,在不活动微量元素Ta/Yb-Nb/Yb投图结果显示其也落入大洋地幔岩石序列中,但在不活动微量元素La/Yb-Nb/Yb构造环境判别图解中偏离大洋地幔岩石序列,暗示该岩石单元除了受岩浆源区控制外,后期构造变质作用过程(如俯冲板片流体交代／板片熔体等)对其有较强影响,而且早期强变形岩石单元形成时代为1135～1096 Ma,晚期弱变形单元则形成于1007～971 Ma,两者相差约120 Ma,因此推测它们应形成于中-新元古代不同构造岩浆演化阶段。此外,庙湾蛇绿杂岩中早期强变形蛇纹石化纯橄岩和方辉橄榄岩、变玄武岩、韧性变形辉长岩εNd(t)值介于+5.7～+7.6之间(加权平均+7.0),韧性变形辉长岩锆石8Hf(t)值介于+12.75～17.35之间(加权平均13.91±0.82),一阶段Hf模式年龄为1131～931 Ma(加权平均1069±44 Ma)。晚期弱变形块状、伟晶变辉长岩、变辉绿岩εNd(t)值介于+6.0～+7.2之间(加权平均+6.7),锆石εHf(t)值则分别介于+11.91～+13.82(加权平均+12.69±0.45)、+11.95～+13.06(加权平均12.63±0.41)和+11.73-+13.54之间(加权平均为12.71±0.47),阶段Hf模式年龄分别为1061-987 Ma(加权平均1032±28 Ma)、1035～979 Ma(加权平均1008±28 Ma)和1049～974 Ma(加权平均1008±28 Ma),变斜长花岗岩εHf(t)值介于+13.24～+16.96之间(加权平均+14.32±0.64),一阶段Hf模式年龄为1051～898 Ma(加权平均999±31 Ma)。这些Hf-Nd同位素数据均落入亏损地幔演化线附近,而且其成岩年龄与一阶段Hf模式年龄相似,也进一步证明扬子克拉通在中元古晚期(1135～1096 Ma)和新元古早期(1007～971 Ma)经历了新生洋壳的生长和再造两个构造岩浆演化阶段,而且中元古代晚期和新元古代早期地幔均具有亏损地幔源区特征。庙湾蛇绿杂岩夹于变玄武岩中的条带状石英岩-大理岩的锆石Hf同位素结果显示,其初始εHf(t)值可分为两类：第一类为+2.61～+7.41(加权平均5.90+2.90),落在亏损地幔和陆壳之间,一阶段Hf模式年龄为1456～1254 Ma(加权平均1345±130 Ma)；另一类则为+9.2～+14.08(加权平均11.42±0.93),落入亏损地幔演化线附近,一阶段Hf模式年龄为1215～984 Ma(加权平均1130±40 Ma)。在不活动微量元素Th-Sc-Zr/10和La-Th-Sc构造环境判别图解中,条带状石英岩-大理岩样品绝大多数落入大洋岛弧和大陆岛弧区域,暗示两者的原岩初始形成于大洋岛弧环境并逐渐过渡到大陆岛弧环境,而且后者在沉积作用过程中扮演着越来越重要的角色。此外,这套变玄武岩-石英岩(变硅质岩)-大理岩(变泥质灰岩)岩石单元地层层序与典型大洋盆地地层不同,而与弧前构造环境沉积地层序列特征一致,因此,推测条带状石英岩和大理岩的原岩应沉积于弧前构造环境。此外,出露于杂岩带基底冲断带南侧变复理石沉积建造中的浅变质沉积砂岩在不活动微量元素Th-Sc-Zr/10和La-Th-Sc构造判别图解中全部落入大陆岛弧区域,接合其源区成熟度较低和活动构造环境的特征,推测这套变质砂岩的物源应来自于庙湾蛇绿杂岩侵位被动大陆边缘冲断带前缘的增生楔。庙湾蛇绿杂岩野复理石序列中后期新元古代花岗岩质砾石的岩浆锆石εHf(t)可分为两类：一类εHf(t)值介于-24.99～-35.00(加权平均-29.2±2.80),二阶段Hf模式年龄为2989～3528 Ma(加权平均3219±150 Ma),其与黄陵花岗杂岩黄陵庙超单元Hf同位素特征相似；另一类εHf(t)介于+9.53～-+10.03(加权平均值+9.90±1.30),二阶段Hf模式年龄为1077～1104 Ma(加权平均1091±69 Ma),这与庙湾蛇绿杂岩中变镁铁质岩和变斜长花岗岩的Hf同位素特征相似。这可能暗示新元古代黄陵花岗岩侵入体的形成,除了太古宙地壳物质的重熔,还有中元古代晚期新生洋壳物质的加入。尽管庙湾蛇绿杂岩中早期强变形和晚期弱变形岩石单元均来自亏损地幔源区,但两者形成时代相差约120 Ma,而且地球化学特征也具有明显差别,表明它们应形成于不同的构造岩浆演化阶段。根据庙湾蛇绿杂岩综合研究结果,我们提出扬子克拉通前南华基底中-新元古代经历了以下俯冲-碰撞构造演化阶段：(1)中元古代晚期(1130～1100 Ma)扬子克拉通南部基底地块北缘洋盆(黄陵洋)向北俯冲形成钙碱性玄武岩、拉斑质安山岩等组成的神农架岛弧,并在弧前形成庙湾蛇绿杂岩早期岩石单元。(2)中元古末(～1000 Ma),扬子克拉通南部基底地块与神农架岛弧地块发生碰撞造山,庙湾蛇绿杂岩早期岩石单元逆冲推覆构造侵位；(3)中元古末-新元古代早期(1000～970 Ma)亲澳大利亚板块属性的神农架岛弧北侧发生弧后拉张形成新的洋盆(秦岭洋?),之后洋盆发生向南的俯冲作用形成玄武质和安山质熔岩组成的西乡岛弧,同时俯冲洋壳板片的深度熔融形成了由块状、伟晶变辉长岩、变辉绿岩岩脉组成的庙湾蛇绿杂岩晚期岩石单元。(4)新元古代早期(940～930 Ma)扬子克拉通南部基底地块-神农架岛弧与澳大利亚板块发生碰撞造山,沿基底冲断带南侧前缘盆地形成一套野复理石-复理石沉积序列并发生变形变质改造。(5)新元古代晚期(870～810 Ma)造山阶段后期由地壳增厚导致的伸展垮塌作用形成了新元古黄陵花岗质杂岩和同期的岩浆侵入体。