【摘 要】
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扬子陆块是我国最大的前寒武克拉通地块之一,太古代-中元古代的岩浆记录仅零星分布在其周缘,导致其前寒武纪的地质演化历史难以约束,也制约了扬子陆块在前寒武超大陆的重建。本文以扬子板块北缘的钟祥杂岩和西南缘的撮科杂岩中新太古代-晚中古元代的花岗质岩浆岩为研究对象,开展了系统的岩相学、全岩地球化学(含Nd同位素)、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的组分分析,主要获得以下认识:(1)钟祥杂岩体中识别的二长花岗
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扬子陆块是我国最大的前寒武克拉通地块之一,太古代-中元古代的岩浆记录仅零星分布在其周缘,导致其前寒武纪的地质演化历史难以约束,也制约了扬子陆块在前寒武超大陆的重建。本文以扬子板块北缘的钟祥杂岩和西南缘的撮科杂岩中新太古代-晚中古元代的花岗质岩浆岩为研究对象,开展了系统的岩相学、全岩地球化学(含Nd同位素)、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的组分分析,主要获得以下认识:(1)钟祥杂岩体中识别的二长花岗岩形成于~2.73 Ga,它们具有高Si O2(73.11-74.01 wt.%),K2O(3.93-5.48 wt.%),Na2O(3.93-4.86 wt.%)和低Ca O(0.30-0.69 wt.%),Mg O(0.17-0.30 wt.%),Ti O2(0.14-0.17 wt.%),P2O5(0.01-0.06wt.%),Al2O3(14.11-14.37 wt.%)的含量,及弱过铝质的特征(A/CNK=1.04-1.11),表现为I型花岗岩的特征。它们一致的全岩Nd和锆石Hf同位素组成暗示其派生于一个均质的熔体。~2.73 Ga的二长花岗岩具有近球粒陨石的εHf(t)值(-2.0~0.8)和εNd(t)值(1.4-2.1),相应的两阶段模式年龄的范围为3.1-3.2 Ga,暗示了它们的源岩是年轻的地壳成分,且几乎没有老地壳物质的加入。该组研究样品具有相当高的Nb/Ta比值,揭示了榴辉岩相的形成条件,推测形成于碰撞挤压的构造体制。结合前人在钟祥杂岩体中识别的~2.73 Ga和2.67-2.62 Ga的A型花岗岩,可能分别指示了造山或碰撞挤压的环境和随后的后碰撞的伸展环境,揭示了新太古代造山事件的存在。基于扬子陆块太古代时期的构造热事件、锆石Hf同位素组成、岩性组合的变化以及构造热演化史的对比,我们推测在新太古代期间崆岭和钟祥发生了拼合,而其他太古代基底在新太古代之后才与崆岭和钟祥杂岩进行拼合。(2)撮科地区识别了三期古元古代岩浆作用,分别形成于1.93 Ga、1.88 Ga和1.84 Ga。样品CKN09(1.88 Ga)和DA060(1.84 Ga)显示了高钾I型花岗岩的特征,样品CKN08(~1.93 Ga)和DA854(~1.84 Ga)被划分为钠长花岗岩。其中,~1.93Ga的钠长花岗岩具有I型花岗岩的特征,而~1.84 Ga的钠长花岗岩展示了A型花岗岩的特征。~1.88 Ga和~1.84 Ga的高钾I型花岗岩的全岩地球化学及锆石Hf同位素的分析结果(3.1-3.0 Ga)表明它们是由古老的长英质火成岩(如英云闪长岩)通过部分熔融产生;而~1.93 Ga和~1.84 Ga的钠长花岗岩源自富斜长石层的部分熔融。综合前人的研究成果,我们推测1.93-1.88 Ga的花岗质熔体形成于同碰撞晚期向后碰撞的过渡环境,而~1.84 Ga的花岗质熔体形成于后碰撞的伸展环境。通过对北东、北西和西南扬子陆块在古元古代的构造热事件和地质演化史的对比,我们主张扬子陆块的最终拼合在~1.93 Ga时完成,随后开始发生广泛的克拉通化。此外,扬子西南缘太古代-古元古代的构造热事件与Laurentia大陆的Rae克拉通几乎一致,显示明显的亲缘性;北东部崆岭-钟祥地块的岩浆记录及地壳演化信息与Siberia大陆的Aldan陆块具有较好的吻合;北西部的鱼洞子和陡岭杂岩被推测在早古元古时期与Anabar块体毗邻。这些结果表明扬子陆块不仅参与了Nuna超大陆的聚合,且在~1.93 Ga时完成了扬子陆块统一基底的最终拼合。(3)撮科地区新识别了形成于1.18-1.14 Ga的二长花岗岩,它们显示了A1型花岗岩的地球化学特征,且具有一致的全岩εNd(t)值(-6.9~-5.7)、锆石εHf(t)值(-7.4~-2.5)及相应的二阶段模式年龄(2.4-2.1 Ga)。它们是由早古元古代的长英质火成岩在高温低压条件下部分熔融形成。考虑到扬子西南地块同时期的基性岩浆作用和沉积序列的形成环境,我们推测1.18-1.14 Ga的A1型二长花岗岩极有可能侵位于大陆裂谷环境。综合扬子陆块周缘晚中元古代的岩浆记录,扬子地块在1.2-1.1 Ga时可能发生了广泛的大陆裂谷作用,随后发生了始于1.1 Ga的大洋板块俯冲作用。由此,我们推测扬子地块在1.2-1.1 Ga时期可能是一个孤立的板块,在~1.1 Ga之后开始向Rodinia超大陆漂移。
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