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华东地质调查2011-2015年:主要成果

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:提出大别-苏鲁三叠纪造山带向北延伸可以与位于韩国京畿地块的碰撞造山带相连,华南印支期花岗岩的形成应是周边多板块汇聚俯冲-碰撞-伸展的结果。日本、韩国等地区岩浆活动的间歇期正是华南岩浆-成矿活动的爆发期,证明在太平洋板块大致由南而北的斜向俯冲驱动下,导致华南周边陆块对华南多块体之间以及华夏地块的微陆块群从深部到浅部的动力学不平衡和相互运动,这可能是岩浆-成矿活动的主要成因机制。

华东地质调查2011-2015年:主要成果

“陈蔡俯冲增生杂岩”原称“陈蔡岩群”,主要分布于浙江省诸暨境内,另外在新昌—嵊州一带也有零星出露。“陈蔡俯冲增生杂岩”整体呈北东向断块状展布(图28-1)。前人将“陈蔡俯冲增生杂岩”自下而上划为捣臼湾组、下河图组、下吴宅组和徐岸组4个组(孔祥生等,1995),主要岩石类型有含榴黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及大理岩、片岩、变长石石英砂岩等。“陈蔡俯冲增生杂岩”经受了多期变形变质改造,岩石局部具有较强的混合岩化,其原始的固有的地层特征已经发生明显改变。

图28-1 浙江省诸暨地区“陈蔡俯冲增生杂岩”分布图

1.厘定出了代表洋盆地层系统的洋岛海山组合

该套岩石组合主要出露于诸暨市陈蔡镇下河图村一带,呈北东向条带状展布。斜长角闪岩呈深灰色,呈似层状与大理岩共生,偶见呈团块状夹于大理岩中(图28-2);大理岩多为白色,含少量透辉石等暗色矿物,含少量结晶非常粗大(粒径一般大于2cm)的方解石脉体。

图28-2 浙江省诸暨市陈蔡镇下河图村斜长角闪岩+大理岩组合

高精度的锆石SHRIMP U-Pb测年表明,灰岩(大理岩)中碎屑锆石的最小年龄为479.2±9.5Ma,变质时代为424.7±2.9Ma,其成岩时代应介于二者之间;同时,获得斜长角闪岩中最小的碎屑锆石年龄为507.7±7.8Ma,其成岩年龄应介于507.7~445Ma之间。经综合考虑,斜长角闪岩及大理岩的成岩时代可能介于479~445Ma之间。

下河图斜长角闪岩稀土元素和微量元素特征均表现出类似于OIB的不相容元素配分式形(图28-3),在Nb/Yb-Ta/Yb(Pearce,2008)和La/Yb-Nh/Yb(Green,2006)图解中[图28-4(a),(b)],下河图样品具有类似于OIB特征;在V-Ti和La/Nb-La图解中[图28-4(c),(d)],具有与板内玄武岩和洋岛玄武岩相似的特征,表明该斜长角闪岩的原岩可能形成于与洋岛海山有关的环境

图28-3 下河图斜长角闪岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(球粒陨石、原始地幔、OIB的值据)(Sun & McDonough,1989)

图28-4 下河图斜长角闪岩形成构造环境判别图

(a)Ta/Yb-Nb/Yb图解(地幔演化区范围据Pearce,2008);(b)Nb/Yb-La/Yb图解(地幔演化区范围据Green,2006;不同类型大洋玄武岩标准值据Sun & McDonough,1989);(c)V-Ti图解(据Shervais et al.,1982);(d)La/Nb-La图解(据Regelous et al.,2003)

2.厘定出了代表古老地壳残片的变砂岩及变基性岩组合

该套岩石主体为厚层变砂岩、透镜状/团块状斜长角闪岩,另可见少量后期侵入的花岗岩。变长石石英砂岩的石英和长石均沿片理方向强烈地定向拉长,石英条带和长石条带常常“互层”产出,非常容易被误认为是残留的原生层理,实则为片理(图28-5)。

图28-5 下步溪斜长角闪岩与变砂岩野外照片

(a)变砂岩,夹杂数层斜长角闪岩呈透镜状、团块状产出;(b)后期侵入于变质岩中的花岗岩;(c)高大村片理化的变砂岩类

对下步溪地区变长石石英砂岩的ICP-MS锆石U-Pb测试结果表明,其碎屑锆石具有连续的自新太古代到古元古代的碎屑锆石年龄,其207Pb/206U年龄介于3620~1530Ma之间,谐和线的上下交点分别为1705±120Ma和3314±150Ma。而在碎屑锆石的年龄频率直方图上,显示存在2105~2021Ma和2450Ma两个主峰以及2289Ma的次级峰,其主要物质源区为形成于古—中元古界之交的地壳物质;而下步溪斜长角闪岩变质年龄为424.6±2Ma,与下河图地区斜长角闪岩和大理岩的变质年龄基本一致,推测为同期变质作用的产物。其中斜长角闪岩原岩可分为3类,分别具有类似于OIB型玄武岩、IAB型玄武岩及岛弧拉斑玄武岩的地球化学特征。

第一类斜长角闪岩在Ta/Yb-Th/Yb图解中主要投影于OIB区域[图28-6(a)],在Zr-TiO2图解中[图28-6(b)]主要落入板内玄武岩区,在La-La/Nb构造环境判别图解中[图28-7(b)],该类斜长角闪岩全部落入洋岛玄武岩(OIB)区;在2Nb-Zr/4-Y图解(图28-8d)(Meschede,1986)中全部落入板内碱性玄武岩和板内拉斑玄武岩区内,推测该类斜长角闪岩的原岩是洋岛玄武岩(OIB),原岩可能形成于与洋岛海山有关的环境。

图28-6 下步溪斜长角闪岩构造环境判别图(www.xing528.com)

(a)Ta/Yb-Th/Yb图解(Wilson,1989);(b)Zr-TiO2图解(Moore et al.,1994)

图28-7 下步溪斜长角闪岩构造环境判别图

(a)Zr-Zr/Y图解;(b)La-La/Nb图解

第二类斜长角闪岩在La-La/Nb构造环境判别图解中[图28-7(b)],样品全部落入岛弧玄武岩(IAB)区;在Ti/100-Zr-Y×3图解(据Pearce & Cann,1973)中[图28-8(a)],样品落入岛弧拉斑玄武岩和岛弧玄武岩区内;在Ti/100-Zr-Sr/2图解(据Pearce & Cann,1973)中[图28-8(b)],样品落入岛弧玄武岩和钙碱性玄武岩区内;而在Hf/3-Th-Ta图解(据Wood,1980)中[图28-8(c)],样品落在岛弧拉斑玄武岩区内,因此推断第二类斜长角闪岩原岩为岛弧玄武岩(IAB)。

图28-8 下步溪斜长角闪岩构造环境判别图

(a)Ti/100-Zr-Y×3图解(Pearce & Cann,1973);(b)Ti/100-Zr-Sr/2图解(Pearce & Cann,1973);(c)Hf/3-Th-Ta图解(Wood,1980);(d)2Nb-Zr/4-Y图解(Meschede,1986)

第三类斜长角闪岩地球化学特征类似于第二类斜长角闪岩,但是Nb含量较低,指示其原岩为岛弧玄武岩(IAB),产生于与俯冲消减作用有关的岩浆活动。在Zr-TiO2图解(Pearce,1983)上[图28-6(b)],样品落入火山弧玄武岩区内;在Zr-Zr/Y图解(据Peace et al.,1979)中[图28-7(a)],样品落入岛弧拉斑玄武岩和板内玄武岩区域;La-La/Nb构造环境判别图解中[图28-7(b)],样品落在岛弧玄武岩(IAB)区内;在Ti/100-Zr-Y×3图解(据Pearce & Cann,1973)[图28-8(a)]和Ti/100-Zr-Sr/2图解[图28-8(b)](据Pearce & Cann,1973)中,样品分别落入岛弧玄武岩和岛弧拉斑玄武岩区内;而在Hf/3-Th-Ta图解[图28-8(c)](据Wood,1980),样品全部落入岛弧拉斑玄武岩。因此,该类斜长角闪岩的原岩可能为岛弧拉斑玄武岩,形成于消减带的岛弧环境。

在Bhatia(1983)提出的常量元素、微量元素构造背景判别图中(图28-9),变长石石英砂岩落入或者靠近活动大陆边缘区域;在SiO2、CaO、Mg O、TFeO、K2 O、MnO、A12 O3、Na2 O和TiO2相关的F1-F2变量物源构造环境图解中,所有变砂岩样品均落入活动大陆边缘或者大陆岛弧的环境,显示变砂岩主要为来自活动大陆边缘背景下的产物。

图28-9 下步溪变长石石英砂岩构造环境判别图解(据Bhatia,1983)

3.厘定出了陈蔡俯冲增生杂岩可能的基质为片麻岩或者片岩类

片麻岩的主要矿物共生组合为黑云母+石榴石+石英+斜长石±矽线石±钾长石±白云母。本研究利用ICP-MS锆石U-Pb法测得片麻岩中岩浆锆石年龄介于(1469±16)~(598±7)Ma之间(多数介于840~780Ma之间),反映其物源主要来自于新元古代;其变质年龄为441±3Ma,推测该套岩石的成岩年龄应介于598~441Ma之间。

图28-10 陈蔡片麻岩构造环境判别图解

(a)Si-[(al+fm)-(c+alk)]判别图解;(b)Hf-La/Th判别图解;(c)Th-Co-Zr/10判别图解

在Simonen(1953)提出的Si-[(al+fm)-(c+alk)]判别图解中[图28-10(a)],所有的样品均落入砂质沉积岩和泥质沉积岩的分界线附近,暗示其原岩主要为砂泥质沉积岩。在La/Th-Hf判别图解中[图28-10(b)],样品基本落在长英质源区的右侧,沿“增加古老沉积物成分”趋势线分布,暗示其原岩主要仍是砂泥质沉积岩,且有大量古老沉积物的加入。全岩地球化学分析表明,样品具有岛弧岩浆岩的地球化学特征,在Th-Co-Zr/10判别图解中[图28-10(c)],样品多数落入大陆岛弧区域,暗示其可能形成于活动大陆边缘或大陆岛弧环境的沉积岩,主要碎屑物质来源于周围的火山弧。

综上所述,片麻岩、片岩的原岩主体为形成于活动大陆边缘或岛弧环境的砂泥质沉积岩类,并有古老碎屑物质的加入;碎屑锆石年龄表明片麻岩原岩的主要物源供给者为新元古代的地质体;最年轻的碎屑锆石时代为598Ma,暗示其成岩时代在早古生代,经历了加里东期(432~440Ma)变质作用。

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