桂北龙胜上朗变镁铁质岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

2022-03-10 13:26冯佐海邢全力薛云峰
关键词:铁质热液锆石

秦 亚,冯佐海,万 磊,吴 疆,吴 杰,邢全力,薛云峰

1.广西有色隐伏金属矿产勘查与新材料开发协同创新中心/桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室,广西 桂林 541004 2.湖南宏禹工程集团有限公司,长沙 410011

0 引言

桂北龙胜地区丹洲群中出露一套镁铁质—超镁铁质岩。长期以来,该套镁铁质—超镁铁质岩是桂北地区构造演化研究的焦点。最初被认为是元古宙岛弧型蛇绿岩、含洋壳碎片的蛇绿混杂岩[1],与扬子和华夏陆块的挤压碰撞有关。随着研究的深入,其成岩构造背景存在多种不同的认识:Rodinia超大陆约825 Ma裂解之后的另一次裂解事件[2];形成于俯冲造山背景,与扬子和华夏陆块的持续俯冲作用有关[3];蛇绿混杂岩[4];与Rodinia超大陆的裂解作用有关[5]。上述成岩构造背景的不同认识很大程度上取决于对镁铁质—超镁铁质岩的成岩时代及其与围岩接触关系的认识。

越来越多的研究者认为桂北龙胜地区的镁铁质—超镁铁质岩与围岩并非呈“冷侵位”的构造接触关系,而在某些地方可见围岩的角岩化等热接触变质现象[6-13]。一些地方见到接触部位呈明显的变形和片理化现象也非“冷侵位”的结果,而是顺层贯入的镁铁质—超镁铁岩席在原地经历变形分解而成的透镜体[7]。张桂林等[7]总结认为桂北龙胜地区的镁铁质—超镁铁质岩与丹洲群呈两种接触关系:一种是侵入接触,岩体边缘接触变质较弱,在大的岩体周缘可见角岩化[6-7,10];另一种是镁铁质—超镁铁质岩与围岩遭受变形分解而强烈片理化[7]。近年来,作者在桂北龙胜地区野外地质调查中发现镁铁质—超镁铁质岩常常一侧与围岩呈侵入接触关系,另一侧因变形而呈片理化,如金结辉绿岩、吊竹山辉绿岩及古桃山辉长辉绿岩等与围岩的接触关系。

龙胜地区镁铁质—超镁铁质岩与围岩的侵入接触关系表明其成岩时代应晚于丹洲群围岩,同时暗示其可能并非“蛇绿混杂岩”。因遭受变形分解而呈片理化的镁铁质—超镁铁质岩的宏观构造、显微构造和岩石磁组构的研究表明,其多为NNE向的韧性剪切带[10,14-15]。大型韧性剪切带是大陆变形过程中地壳较深层次的构造形迹,也是碰撞造山作用或陆内变形的主要表现方式之一,常是陆块碰撞拼贴带及地体增生拼合的重要组成部分,多发育在活动板块或地块的边界上及其附近[16]。桂北地区一系列NNE向展布的韧性剪切带多是前人研究认为的早古生代扬子和华夏陆块的西南段边界断裂[17-19]。因此,对桂北地区韧性剪切带的研究有助于揭示早古生代扬子和华夏陆块的汇聚拼合。

本文对出露于桂北龙胜上朗地区的变镁铁质岩开展野外地质调查,发现其一侧与丹洲群围岩呈侵入接触关系,一侧遭受变形而呈片理化。在此基础上,通过系统的样品采集,对其开展岩相学、显微构造及年代学研究,约束桂北龙胜地区镁铁质—超镁铁质岩的成岩时代及后期构造变形时代,为华南大陆构造演化研究提供年代学数据。

1 地质背景

华南大陆由华夏和扬子陆块于新元古代初期碰撞拼贴而成,碰撞拼贴带称为江南褶皱带或江南造山带[20-23](图1 a)。其后随着Rodinia超大陆的解体而形成一系列裂谷盆地[25-27]。裂解后的华夏和扬子陆块于加里东期再次汇聚形成现今的构造格局[23]。

桂北地区位于江南造山带西段(图1 a)。区域上,出露的最老地层为新元古界四堡群,其上不整合覆盖丹洲群。丹洲群为具有裂谷充填性质的沉积地层,其上整合覆盖南华冰期沉积地层。冰期沉积地层之上为震旦系和下古生界。上古生界泥盆系在不同位置与下古生界寒武系、奥陶系和志留系呈角度不整合接触。中生界在桂北地区零星出露(图1 b)。桂北龙胜地区主要出露丹洲群和南华系,丹洲群自下而上分为白竹组、合桐组(三门街组)和拱洞组。丹洲群的主体岩性为浅变质砂岩、砾岩、板岩和千枚岩,以及少量的碳酸盐岩、细碧岩和火山岩[29-31]。

研究区受多次构造运动的影响而表现出复杂的构造形迹,褶皱、断裂构造均十分发育(图1 b)。受加里东运动的影响,区域构造线整体呈NNE向展布。桂北地区断裂构造十分发育,但主体断裂呈NNE向展布,自西向东依次出露摩天岭断裂、四堡断裂、元宝山断裂、三江断裂、寿城—三门断裂和龙胜断裂(图1 b)。褶皱构造样式多样,不同构造层展现的褶皱形态不一。四堡期以EW向紧闭褶皱为主,而丹洲期则以宽缓开阔的褶皱为主。加里东期褶皱的轴迹以NNE向为主,在桂北龙胜地区自西向东依次出露三门—瓢里背斜、龙胜背斜和马海背斜等(图1 b)。

新元古代岩浆事件是扬子陆块东南缘的典型特征[2,32]。桂北地区新元古代岩浆活动非常活跃,镁铁质—超镁铁质岩和花岗质岩均有广泛出露[2-3,32]。桂北地区主要出露两套镁铁质—超镁铁质岩,一套分布于四堡群,一套分布于丹洲群[3,9,33]。花岗质岩主要分布于桂北地区四荣、三防和黄金一带(图1)。龙胜地区的岩浆岩以出露于丹洲群中的镁铁质—超镁铁质岩为主[33],而花岗质岩石分布则相对局限(图1b, c)。

2 地质特征及样品采集

2.1 地质特征

NNE向寿城—三门断裂延伸经过研究区,切割新元古界丹洲群、南华系、震旦系和下古生界以及镁铁质—超镁铁质岩(图1b, c)。桂北龙胜上朗变镁铁质岩出露于龙胜各族自治县三门街镇上郎村的华美滑石矿区,位于寿城—三门断裂带内(图1c)。

a.大地构造位置图,据文献[24]修编;b.桂北地区断裂构造分布简图,据文献[28]修编;c.研究区地质简图,据文献[29]修编。断裂分布:①摩天岭断裂;②四堡断裂;③元宝山断裂;④三江断裂;⑤寿城—三门断裂;⑥龙胜断裂。

黄靖哲[15]研究表明,寿城—三门断裂带由两条平行的宽约5 km的主应变带及边缘弱应变带组成,走向呈NNE,倾向为NWW,倾角33°~85°。卷入变形的岩石包括丹洲群及其相应时代的镁铁质—超镁铁质岩。韧性变形特征显著,带内发育有密集的透入性片理、拉伸线理和A型褶皱等宏观韧性变形标志,以及石英波状消光、动态重结晶和S-C组构等显微韧性变形标志。

龙胜上朗变镁铁质岩呈近SN向展布,出露宽度约100 m。其东、西两侧与丹洲群合桐组接触界线弯曲不平(图2a, b),西侧接触部位的镁铁质岩发生强烈的变形和片理化(图2c, d),东侧接触部位的镁铁质岩则呈块状构造。同时,内部含大小不等的围岩捕虏体(图2a, e),表明上朗变镁铁质岩与丹洲群合桐组呈侵入接触关系,并非前人认为的构造侵位的“冷接触”。张桂林等[7]认为片理化的镁铁质—超镁铁质岩是顺层贯入的基性—超基性岩席在原地经历变形分解而成的透镜体。详细的野外地质调查和显微组构研究表明,片理化的镁铁质—超镁铁质岩为韧性剪切变形的结果,其S-C组构、拉伸线理、眼球状构造和旋转碎斑等糜棱组构十分发育(图2e, f, g, h)。

黄靖哲[15]研究认为上朗变镁铁质岩的野外宏观特征具有多期韧性变形的特征,早期以左旋逆冲性质为主,后期伴有右旋伸展性质(图2e)。韧性变形后,还经历脆性变形阶段,在早期韧性变形的面理上,可观察到脆性变形的擦痕和阶步(图2f)。野外宏观变形特征表明,上朗变镁铁质岩具有多期、多性质的变形特征。

2.2 样品采集及显微组构

本文分别采集上朗变镁铁质岩中呈片理化构造(HM19024)和块状构造(NGB1910)的样品进行年代学研究。样品HM19024采样坐标为109°51′11″E,25°38′03″N,样品NGB1910采集于样品HM19024的NE方向约200 m处。上朗变镁铁质岩主要矿物成分为辉石和长石,具有强烈的绿泥石化、碳酸盐化蚀变(图2g, h),辉石因强烈的蚀变而难以识别其矿物亚类。强烈片理化的变镁铁质岩显微糜棱组构发育,可见显微S-C组构、书斜构造和旋转碎斑等。绿泥石定向排列,与碳酸盐矿物构成显微S-C组构,显示右旋剪切(图2g);斜长石矿物构成书斜构造,指示左旋剪切;碳酸盐矿物呈定向拉长、细粒化的残斑。

a.变镁铁质岩(N2)与合桐组(Pt3h)呈侵入接触,含围岩捕虏体;b.变镁铁质岩与合桐组呈侵入接触,接触界线弯曲;c.变镁铁质岩与合桐组呈侵入接触,变镁铁质岩发生强烈片理化;d.强烈片理化的变镁铁质岩;e.变镁铁质岩的硅化大理岩捕虏体,指示正滑剪切;f.片理化岩石中的擦痕和阶步;g.S-C组构指示右旋剪切(+);h.变镁铁质岩的绿泥石化和碳酸盐化(+)。Chl.绿泥石;Cb.碳酸盐矿物;C.剪切面理;S.剪切带内面理。

野外宏观特征及显微组构均表明,上朗变镁铁质岩具有多期脆、韧性变形的特征。

3 分析测试方法

首先对野外采集的约50 kg样品进行锆石单矿物分选,并对分选出的单颗粒锆石进行制靶,开展反射光、透射光和阴极发光(CL)照相。最后利用LA-ICP-MS进行锆石U-Pb年龄测试。单矿物的分选、制靶、照相委托北京锆年领航科技有限公司完成,而锆石U-Pb年龄和微量元素测试则在桂林理工大学广西隐伏金属矿床勘查重点实验室进行。

ICP-MS为Agilent 7700a,激光剥蚀系统为GeoLas 2005,工作波长193 nm,激光剥蚀束斑直径为32 μm,脉冲频率为6 Hz。利用标准矿物GJ-1和Plesovice作为外标物质进行同位素校正。每隔8个分析点,加测2个标样各2次。分析数据的离线处理采用ICPMSDataCal 10.7 软件进行[34]。微量元素含量利用NIST610作为外标、29Si作为内标元素进行定量计算。年龄谐和图及频谱图采用Isoplot 3.0程序完成[35]。锆石CL图像以及相关的年龄图解采用Coreldraw X3进行完善。

4 LA-ICP-MS锆石年龄

本文对龙胜上朗变镁铁质岩的2件样品(HM19024和NGB1910)开展LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。样品HM19024共测试69颗锆石,而样品NGB1910共测试33颗锆石。锆石U-Pb年龄测试数据见表1,锆石微量元素测试数据见表2。

2件样品具有极其复杂的阴极发光图像(图3)。根据锆石U-Pb年龄和阴极发光图像特征(图3),样品HM19024的69颗锆石可分为A—F组,而样品NGB1910的33颗可分为Ⅰ—Ⅶ组,各组锆石的特征见表3。各组锆石的形态特征及阴极发光图像的不同(图3),暗示其可能具有不同的成因类型。

黄色实线为样品分界线,黄色虚线为样品内锆石分组界线。

在锆石U-Pb年龄谐和图上,样品HM19024的69颗锆石年龄数据均落入谐和线上及其附近(图4a)。6组锆石U-Pb年龄各不相同(图4b):A组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(114.4±1.9)Ma;B组锆石206Pb/238U年龄为(152.0±5.0)Ma;C组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(213.7±3.6)Ma;D组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(443.1±8.8)Ma;E组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(774.2±5.9)Ma(图4b);F组锆石年龄分布在2 611~820 Ma之间,其中最年轻的6颗锆石206Pb/238U加权平均年龄为(822.0±11.0)Ma。

样品NGB1910的33颗锆石年龄数据均落入谐和线上及其附近(图4c)。7组锆石U-Pb年龄亦各不相同(图4d):Ⅰ组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(115.5±2.7)Ma;Ⅱ组锆石U-Pb年龄约216.0 Ma;Ⅲ组锆石U-Pb年龄约274.6 Ma;Ⅳ组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(441.0±10.0)Ma;Ⅴ组锆石206Pb/238U加权平均年龄为(553.5±9.2)Ma;Ⅵ组锆石U-Pb年龄约773.0 Ma;Ⅶ组锆石U-Pb年龄分布在1 791~824 Ma之间(图4d)。

样品HM19024与样品NGB1910采集自同一变镁铁质岩体,其锆石U-Pb年龄具有相似的频谱图(图4b, d)。将2件样品的锆石U-Pb年龄集合在一起绘制年龄分布频谱图(图5),呈现8个年龄峰值,分别为(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)、(553.5±9.2)、(774.2±5.9)和(822.0±10.0)Ma。

图4 研究区变镁铁质岩的锆石U-Pb年龄谐和图解(a, c)及锆石U-Pb年龄分布频谱图(b, d)

图5 研究区变镁铁质岩的锆石U-Pb年龄分布频谱图

5 锆石成因类型

锆石成因具有复杂性,同一样品不同的锆石颗粒可具有不同的成因,即便同一锆石的不同晶域也可以具有不同的成因类型[36-38]。利用锆石U-Pb年代学对前寒武纪花岗岩类和变质岩的年代学、金成矿时代,以及韧性剪切带变形时限的研究中,常常可以出现多种成因类型的锆石,如碎屑锆石、继承锆石、岩浆锆石、变质锆石和热液锆石等[36-37]。鉴于锆石成因的这种复杂性,只有识别出不同的锆石成因类型,才能给出具有地质意义的合理解释。

除利用锆石的外部形态、CL图像特征及Th/U值进行锆石成因类别判别外,还需结合锆石形态学、地球化学和微区特征等进行综合判别。相比较岩浆锆石、变质锆石,热液锆石具有更加复杂的识别标志。李长民[37]认为热液锆石并不是一个精确的术语,它是指经过热液流体蚀变或改造的锆石(或称为“热液改造锆石”),或直接从热液流体中结晶的锆石(或称为“热液新生锆石”)。在CL图像上,“热液改造锆石”多以岩浆锆石的热液蚀变边的形式出现,或呈孔洞状的形态,具较暗的CL图像[36-37]。而“热液新生锆石”则相对自形,粒径小,具有相对明亮的CL图像。地球化学特征上,热液锆石相对岩浆锆石或非热液成因的变质锆石而言,富集LREE,较高的La含量,较低的(Sm/La)N值,以及微弱的Ce和Eu异常[39-42]。同时,热液锆石拥有区别于其他类型锆石的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线,岩浆锆石从La到Lu之间急剧变化,具有显著的Ce和Eu异常,而热液锆石通常具有比较平缓的轻稀土元素配分曲线[38,41]。

样品HM19024中,A组、B组、C组和D组锆石具有相对较高的∑REE含量和LREE含量,轻微的Eu异常和Ce异常,轻稀土呈相对平缓的配分曲线(图6a)。而E组和F组锆石具有相对较低的∑REE含量和LREE含量,强烈的Eu异常和Ce异常,轻稀土呈现锯齿状的配分曲线(图6a)。

样品NGB1910中,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅴ组锆石具有相对较高的∑REE含量和LREE含量,轻微的Eu异常和Ce异常,轻稀土呈相对平缓的配分曲线(图6b)。而Ⅵ组和Ⅶ组锆石具有相对较低的∑REE含量和LREE含量,强烈的Eu异常和Ce异常,轻稀土呈现锯齿状的配分曲线(图6b)。

图6 研究区变镁铁质岩锆石球粒陨石标准化稀土元素配分模式图

样品HM19024中,A组、B组、C组和D组锆石具有相对较高的La含量,以及相对较低的(Sm/La)N值和δCe值,表现为热液成因锆石的特征(图7a, b)。而E组和F组锆石具有相对较低的La含量,以及相对较高的(Sm/La)N值和δCe值,表现为岩浆成因锆石的特征(图7a, b)。

而样品NGB1910中,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组和Ⅴ组锆石具有相对较高的La含量,以及相对较低的(Sm/La)N值和δCe值,表现为热液成因锆石的特征(图7c, d)。而Ⅵ组和Ⅶ组锆石具有相对较低的La含量,以及相对较高的(Sm/La)N值和δCe值,表现为岩浆成因锆石的特征(图7c, d)。

图7 (Sm/La)N-w(La)(a, c)和δCe-(Sm/La)N图解(b, d)

结合锆石形态、CL图像、Th/U值以及微量元素特征,上朗变镁铁质岩的8个年龄峰值中,(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)和(553.5±9.2)Ma的锆石为热液锆石,既有“热液改造锆石”,也有“热液新生锆石”。多组热液锆石年龄的存在表明研究区遭受多期构造热事件的影响,该特征与区域多个不整合面、片理化岩石的多期构造变形以及显微组构特征相吻合。而(774.2±5.9)Ma的锆石为岩浆锆石,其年龄应代表上朗变镁铁质岩的侵位时代。U-Pb年龄大于820 Ma的锆石应为变镁铁质岩侵位过程中捕获的锆石,与变镁铁质岩中大量围岩捕虏体的特征相吻合。

6 讨论

6.1 岩体侵位时代

桂北地区由于缺乏典型的蛇绿岩套、相应的火山岩和高压变质岩,分布于四堡群和丹洲群中的镁铁质—超镁铁质岩则成为讨论区域构造演化的重要窗口[27, 39-44]。前人对产出于桂北龙胜地区丹洲群中的镁铁质—超镁铁质岩的形成时代及成岩构造背景的认识存在诸多观点。葛文春等[2]获得龙胜塘头辉长辉绿岩的年龄为(761±8)Ma,并认为岩石的成岩构造背景可能与Rodinia超大陆约825 Ma裂解之后的另一次裂解事件有关。Lin等[3]研究认为龙胜地区丹洲群镁铁质—超镁铁质岩形成于新元古代晚期(770~750 Ma),其成岩构造背景为俯冲造山背景。Yao等[4]认为龙胜地区辉长岩、辉绿岩形成于约865 Ma,镁铁质—超镁铁质岩为蛇绿混杂岩。寇彩化等[5]获得湘西长界橄榄辉石岩的成岩时代为(701±11)Ma,其成岩构造背景可能与江南造山带西段的裂谷作用有关。而朱安汉等[45]获得湘桂交界的张里变辉长辉绿岩的时代为(421.9±7.8)Ma,其成岩构造背景可能与扬子和华夏陆块的持续俯冲碰撞有关。上述桂北龙胜地区镁铁质—超镁铁质岩成岩构造背景的不同认识,很大程度是对成岩时代的认识不同。

高精度的年代学研究表明,桂北地区四堡群的沉积时限为860~820 Ma[46-49],丹洲群的沉积时限为820~720 Ma[50-55]。桂北龙胜地区上朗变镁铁质岩与丹洲群合桐组呈侵入接触,而非构造侵位的“冷接触”,暗示其成岩时代应晚于820 Ma,也非蛇绿混杂岩。

上朗变镁铁质岩2件锆石U-Pb年代学样品给出8个年龄峰值,峰值为(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)和(553.5±9.2)Ma的锆石为热液成因锆石,其U-Pb年龄代表成岩后构造热事件的时代,而非变镁铁质岩的侵位时代。(774.2±5.9)Ma的锆石为2件样品中最年轻的岩浆锆石,其时代代表上朗变镁铁质岩的侵位时代。而大于820 Ma的锆石应为成岩过程中捕获物质的年龄。

(774.2±5.9)Ma的岩浆侵位年龄与龙胜地区塘头辉长辉绿岩(761±8)Ma[2]、吊竹山辉绿岩(774.8±7.5)Ma[10,33]和三门街组流纹英安岩(765±14)Ma[56]的时代一致。区域上,湘西地区辉绿岩的侵位年龄(768±28)Ma[56]与该年龄值相近。作者及其团队近年来在桂北地区获得龙胜地区金车辉长岩(773.0±11.0)Ma、金结辉绿岩(774.6±4.7)和(774.9±4.2)Ma、古桃山辉长辉绿岩(774.3±3.4)Ma的时代也与该年龄值相近[33]。因此2件样品中(774.2±5.9)Ma 的岩浆锆石年龄可以代表上朗变镁铁质岩的侵位时代。其成岩构造背景与湘西、黔东南等地同期的镁铁质—超镁铁质岩形成于相同的构造背景,为区域裂解构造背景下岩浆活动的产物[2,5,10,33,56]。

6.2 断裂活动时限

寿城—三门断裂具有多期、多性质的变形特征。黄靖哲[15]研究表明,寿城—三门断裂韧性变形特征显著,既具有左旋逆冲剪切性质,又显示右旋正滑剪切性质。野外地质调查发现片理化的变镁铁质岩上发育脆性断裂的擦痕和阶步,表明其既具有韧性变形的特征,也具有脆性破裂的特征。寿城—三门断裂带内的龙胜上朗变镁铁质岩2件样品给出了多组热液锆石年龄,亦表明该断裂受到多期构造热事件的影响。张成龙等[10]在寿城—三门断裂带中的吊竹山辉绿岩及其围岩中也报道有多组热液锆石年龄,进一步证实该断裂经历了多期构造热事件的影响。

华南大陆自新元古代扬子和华夏陆块碰撞拼贴成统一的大陆块体后,受多次构造运动的影响,表现为广泛的加里东期浅变质岩系、大规模的岩浆活动和成矿作用,海西、印支和燕山期构造岩浆事件及成矿作用[57-61]。上朗变镁铁质岩中多组热液锆石年龄是对上述构造热事件的响应。

加里东期扬子和华夏陆块的碰撞拼贴,致使早古生代地层发生浅变质作用和剧烈的花岗质岩浆活动及成矿作用,同时产生桂北地区一系列近NNE向的韧性剪切带[10,57-61]。如前所述,桂北地区发育一系列NNE向的断裂,自西向东依次平行展布有摩天岭断裂、四堡断裂、元宝山断裂、三江断裂、寿城—三门断裂和龙胜断裂(图1b)。上述断裂具有相似的几何学和运动学特征,韧性变形特征显著,韧性变形常发育于新元古代—早古生代地层及相应时代的岩浆岩中[62-65]。前人根据地质体之间的相互切割关系、Ar-Ar同位素、Rb-Sr同位素和U-Th-Pb同位素等方法将桂北地区NNE向断裂的韧性变形时代限定为450~390 Ma的加里东期[15,65-70]。本次研究在龙胜上朗变镁铁质岩中获得多组热液锆石年龄,其中(442.5±6.7)Ma的热液锆石年龄与前人限定的韧性剪切带的变形时代一致,应代表韧性剪切的变形时代。同时,Qin等[14]和张成龙等[10]在寿城—三门断裂带中的吊竹山辉绿岩体中也获得约440 Ma的热液锆石年龄,并解释为寿城—三门断裂的韧性变形时代。综上所述,寿城—三门断裂的韧性变形时代约为440 Ma的加里东期。

而晚于约440 Ma的热液锆石年龄,包括(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)和(274.6±9.4)Ma,则是寿城—三门断裂韧性变形后构造热事件的反映。无独有偶,李青等[71]在研究桂东早古生界碎屑锆石时,发现寒武系中存在强烈的约250 和100 Ma的热液改造锆石的年龄记录,进一步表明加里东运动后,华南地区遭受多次构造热事件的影响,从而形成多组热液锆石。

6.3 泛非事件的响应

由于华南大陆缺乏与冈瓦纳聚合事件相关的泛非期岩浆活动和变质作用记录,前人[72-73]认为华南大陆不属于冈瓦纳大陆的一部分,且常在众多冈瓦纳大陆重建模型中被忽略。近年来碎屑锆石年代学、古地磁学和古生物学的研究表明,华南大陆与冈瓦纳大陆具有亲缘性[74-80]。Li等[77]也在华夏陆块中首次报道泛非期的变质岩和岩浆岩。

而在华南大陆西南的桂北地区上元古界、下古生界中也发现大量泛非期的碎屑锆石年龄信息,同时作者及其研究团队在桂北地区加里东期龙胜花岗岩体中发现大量的泛非期捕获锆石[81],表明研究区与冈瓦纳大陆具有亲缘性。在上朗变镁铁质岩中,除保留有寿城—三门断裂韧性变形时代的热液锆石(约440 Ma)、后期构造热事件的热液锆石(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)和(274.6±9.4)Ma外,还保留有泛非期的热液锆石年龄记录(553.5±9.2)Ma。泛非期热液锆石年龄记录的存在,表明桂北地区曾受到泛非期构造热事件的影响。

虽然华南地区少见泛非期的构造岩浆事件,但前人[82-86]研究表明,在凝灰岩和碎屑锆石中保存了该时期的构造岩浆热事件信息。结合本文所述的热液锆石年龄记录,表明华南大陆受到泛非事件的影响,具有冈瓦纳大陆的亲缘性。

7 结论

1)桂北龙胜地区上朗变镁铁质岩2件年代学样品给出了8组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄峰值,分别为(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)、(553.5±9.2)、(774.2±5.9)和(822.0±10.0)Ma。(774.2±5.9)Ma为样品中最年轻的岩浆锆石年龄,代表上朗变镁铁质岩的侵位时代,而大于820 Ma的锆石应为岩浆侵位过程中捕获的物质。

2)锆石成因类型研究表明,(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)和(553.5±9.2)Ma为热液锆石年龄,其时代代表成岩后遭受后期构造热事件的时限。(442.5±6.7)Ma代表寿城—三门断裂韧性变形的时代,与区域NNE向断裂的韧性变形时代一致。而小于(442.5±6.7)Ma的热液锆石年龄,则暗示韧性变形后,桂北地区遭受多期构造热事件的影响。(553.5±9.2)Ma泛非期热液锆石的存在,表明华南大陆曾受泛非构造热事件的影响,应具有冈瓦纳大陆的亲缘性。

致谢:桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室余红霞和李政林老师在锆石U-Pb年龄测试中提供的了帮助,在此表示感谢。

猜你喜欢
铁质热液锆石
甜甜的柿子
锆石 谁说我是假宝石
内蒙古自治区黄花窝铺乡达赖沟一带金矿地质特征及成因分析
龙眼肉补血
Pandora冬季恋歌
河南省灵宝秦南金矿区金矿成因分析
茶啡过量 小心贫血
锆石阴极发光和U-Pb年龄特征研究
女性喝茶四不宜