馮洋洋, 付 偉, 馮佐海, 李賽賽, 龐崇進(jìn), 萬(wàn)宏宇,3, 張潤(rùn)澤, 李澤民,4

(1.北部灣大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院， 廣西 欽州 535011; 2.桂林理工大學(xué) a.地球科學(xué)學(xué)院; b.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 桂林 541006; 3.重慶南江工程勘察設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司, 重慶 401120; 4.長(zhǎng)沙迪邁數(shù)碼科技股份有限公司, 長(zhǎng)沙 410083)

碎屑鋯石廣泛存在于各種碎屑沉積物中, 是由巖漿活動(dòng)或者變質(zhì)作用產(chǎn)生的原生巖漿鋯石或者變質(zhì)鋯石經(jīng)過(guò)風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)、堆積而來(lái)[1]。 碎屑鋯石的年齡譜不僅可以限定沉積盆地最大的沉積年齡,而且還對(duì)源區(qū)屬性、沉積環(huán)境以及沉積盆地構(gòu)造演化等多方面的信息有重要的指示意義[2-8]。近年來(lái),通過(guò)對(duì)沉積碎屑巖鋯石年齡譜的差別來(lái)判斷區(qū)域構(gòu)造事件的年代并追溯碎屑物質(zhì)來(lái)源方面取得了豐碩成果。

華南地塊地處歐亞大陸東南緣, 瀕臨西太平洋, 北鄰秦嶺-大別造山帶, 西接滇藏造山系松潘-甘孜造山帶和三江造山帶[9], 是我國(guó)重要的地質(zhì)單元。 它主要由揚(yáng)子地塊和華夏地塊組成, 并且有著不同的前寒武紀(jì)地殼演化歷史[10-16]。 兩地塊聚合的界線一直備受爭(zhēng)議, 其中, 界線的東南段為江山-紹興斷裂帶的觀點(diǎn)已被大多數(shù)學(xué)者所接受, 而西南段因蓋層覆蓋嚴(yán)重, 其界線劃分仍存在很大的分歧, 概括起來(lái)如下: ①師宗-彌勒-羅甸斷裂[17-18]; ②憑祥-南寧-柳州-荔浦-恭城斷裂[19-20]; ③郴州-臨武斷裂[21]; ④吳川-四會(huì)斷裂[22], 等。 兩地塊縫合線位置的不確定性對(duì)于理解華南板塊形成過(guò)程有著一定的制約。

廣西西大明山地區(qū)地處華南大地構(gòu)造演化的關(guān)鍵位置[23], 受“加里東運(yùn)動(dòng)”的影響, 使得區(qū)內(nèi)寒武紀(jì)末至泥盆紀(jì)早期之間出現(xiàn)沉積間斷, 在間斷面上下發(fā)育了一系列厚度巨大的碎屑沉積巖地層, 是研究華南地塊演化過(guò)程和源區(qū)屬性的關(guān)鍵地區(qū)之一。 本文對(duì)西大明山地區(qū)寒武系頂部黃洞口組和泥盆系底部蓮花山組中的碎屑巖進(jìn)行系統(tǒng)的LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年代學(xué)研究。 根據(jù)碎屑鋯石年齡譜的組成特征,對(duì)研究區(qū)沉積源區(qū)特征和沉積時(shí)代上限進(jìn)行限定,為判斷研究區(qū)基底組成與揚(yáng)子地塊或華夏地塊的親緣性以及兩地塊西南端的縫合界線提供重要依據(jù)和約束。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

廣西西大明山地區(qū)位于大瑤山-西大明山隆起帶的西南部, 大地構(gòu)造位置上地處華夏地塊和揚(yáng)子地塊結(jié)合處(圖1)。 在長(zhǎng)期的地史演化中,研究區(qū)遭受了強(qiáng)烈的剝蝕、變質(zhì)作用,造成寒武系與上覆泥盆系之間的角度不整合,缺失奧陶系與志留系, 形成了寒武系和泥盆系為主的地層,局部分布有少量石炭系, 第四系星散分布于溝谷和地勢(shì)低洼地帶。 其中寒武系是由小內(nèi)沖組和黃洞口組組成的沉積碎屑巖系, 屬于半深海相沉積;巖性主要為長(zhǎng)石石英砂巖、長(zhǎng)石石英雜砂巖、含泥粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等, 構(gòu)成了西大明山復(fù)式背斜的基底; 而泥盆系主要沿寒武系周邊分布, 構(gòu)成了西大明山復(fù)式背斜的兩翼, 由下至上分別為蓮花山組、那高嶺組、郁江組、東崗嶺組和融縣組, 其中下部的蓮花山組至郁江組為一套紫紅色-灰綠色-灰黃色的石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、泥質(zhì)巖和粉砂巖組成的沉積碎屑巖, 而上部的東崗嶺組至融縣組為中厚層狀—厚層狀的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r等碳酸鹽巖。下泥盆統(tǒng)蓮花山組與下伏寒武系呈角度不整合接觸(圖2), 與上覆那高嶺組、郁江組成整合連續(xù)接觸沉積。區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜, 地層褶皺強(qiáng)烈, 主要經(jīng)歷了震旦紀(jì)—志留紀(jì)的基底構(gòu)造演化,泥盆紀(jì)—中三疊世區(qū)域伸展裂陷以及晚三疊世—新生代擠壓構(gòu)造變形和隆升剝蝕3個(gè)階段[24]。斷裂錯(cuò)綜分布,主要斷裂呈NE-NEE向,對(duì)本區(qū)影響較大的斷裂主要有荔浦?jǐn)嗔褞?、憑祥-大黎斷裂帶、靈山斷裂帶、博白-岑溪斷裂斷等。研究區(qū)巖漿活動(dòng)雖然頻繁,但出露規(guī)模相對(duì)有限, 僅有少量酸性巖脈和輝綠巖脈分布在西大明山復(fù)式背斜的核部及兩翼;另外,深部存在隱伏巖體多處,主要以酸性巖為主,包括黑云母花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖、石英斑巖、閃長(zhǎng)玢巖等。

圖1 華南前寒武變質(zhì)基底分布圖(a)和西大明山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(a引自文獻(xiàn)[21，24]; b據(jù)文獻(xiàn)[25-26], 有修改)Fig.1 Simplified distribution map of Precambrian basement metamorphic rock in South China (a) and geologic map of Xidamingshan district(b)Q—第四系;C—石炭系;D3r—泥盆系融縣組;D2d—泥盆系東崗嶺組;D1l-D1y—泥盆系蓮花山組-郁江組;∈h-x—寒武系黃洞口組-小內(nèi)沖組;①師宗-彌勒斷裂;②茶陵-柳州-南寧-憑祥斷裂;③郴州-臨武-北海斷裂;④吳川-四會(huì)斷裂;⑤江山-紹興斷裂

圖2 寒武系與泥盆系之間的角度不整合野外照片F(xiàn)ig.2 Field outcrops of angular unconformity between Cambrian and Devonian

2 采樣位置及分析方法

本次以廣西西大明山地區(qū)的中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組為分析對(duì)象(圖1、圖2), 分別對(duì)位于不整合面上下地層單元中的碎屑巖系進(jìn)行碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)研究。 從采樣位置處(N 22°54′30″, E 107°34′50″)可觀察到： 不整合面下部為中寒武統(tǒng)黃洞口組中薄層狀泥巖夾砂巖(樣品號(hào)17006-N1), 巖層產(chǎn)狀為15°∠67°, 局部可見(jiàn)明顯的泥巖板巖化; 上部為泥盆系蓮花山組厚層含礫砂巖(樣品號(hào)17006-N2), 礫石成分為石英, 礫徑3～5 mm, 巖層產(chǎn)狀為340°∠18°。

樣品的破碎及鋯石分選在河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院實(shí)驗(yàn)室完成;鋯石的制靶、拋光、陰極發(fā)光(CL)顯微成像、背散射照像在重慶宇勁科技公司完成;鋯石U-Pb年齡測(cè)定在廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成,儀器為美國(guó)Agilient 7500cx電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和美國(guó)ESI的NWR-193(193 nm)激光器。在測(cè)試前先結(jié)合鋯石陰極發(fā)光圖像、透射光和背散射圖像,標(biāo)定合適的鋯石顆粒;分析測(cè)試過(guò)程中采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1和TEM作為外標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校正,每隔5個(gè)分析點(diǎn),加測(cè)兩個(gè)標(biāo)樣各一次。原始數(shù)據(jù)采用ICP-MSDataCal軟件[27]處理,普通鉛校正根據(jù)實(shí)測(cè)的204Pb進(jìn)行, 同位素比值誤差為1σ, 鋯石年齡諧和圖采用Isoplot 3.0完成[28]。 對(duì)于鋯石年齡大于1 000 Ma的數(shù)據(jù),采用207Pb/206Pb年齡; 而對(duì)于小于1 000 Ma的數(shù)據(jù), 采用206Pb/238U年齡。

3 分析結(jié)果

3.1 中寒武統(tǒng)黃洞口組

用于測(cè)試分析的樣品17006-N1中,鋯石顆粒多為透明狀或淺黃色,表面裂隙、凹坑較發(fā)育,大多數(shù)鋯石顆粒表面形態(tài)呈磨圓狀,且顆粒磨圓度相差很大,從長(zhǎng)柱狀到橢圓狀均有出現(xiàn),反映了物源搬運(yùn)距離或沉積期次有很大差別,長(zhǎng)軸長(zhǎng)度多在80～150 μm,長(zhǎng)寬比在1∶1～2∶1。鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像顯示(圖3a),大多數(shù)鋯石不同程度地保留著巖漿結(jié)晶成因特征的振蕩環(huán)帶,Th/U值范圍在0.03～2.89,多大于0.1,與巖漿成因鋯石特征相吻合[1,29],顯示其蝕源區(qū)鋯石以巖漿成因?yàn)橹鳌?/p>

圖3 部分代表性鋯石的陰極發(fā)光圖像Fig.3 Typical CL images of zircons in samples

對(duì)該樣品進(jìn)行了72粒鋯石分析,去掉諧和度較差的數(shù)據(jù),獲得了69個(gè)有效數(shù)據(jù)(諧和度大于90%), 測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。 從相應(yīng)的諧和關(guān)系圖(圖4a)和年齡頻率分布直方圖(圖5a)可知, 黃洞口組砂巖中主要為前寒武紀(jì)鋯石,指示了沉積物來(lái)自前寒武紀(jì)不同時(shí)代的大陸源區(qū)和(或)再循環(huán)的陸源物質(zhì), 其中一粒鋯石的207Pb/206Pb表面年齡為3 264 ± 36 Ma(測(cè)點(diǎn)16), 可能代表了最古老的古太古代地殼源區(qū)物質(zhì)。 另有5粒諧和鋯石構(gòu)成了新太古代早期年齡組,其值為2 507～2 984 Ma。除此之外,1粒諧和鋯石顯示出中元古代早期年齡,而另外19粒諧和鋯石構(gòu)成了中元古代晚期年齡組,其范圍為1 102～1 656 Ma。新元古代諧和鋯石可分為2組,分別由6粒和26粒鋯石組成,相應(yīng)的年齡為750 Ma和843～1 033 Ma。樣品中還存在6粒早寒武世鋯石, 其206Pb/238U表面年齡為550 Ma。 由此可見(jiàn), 碎屑鋯石年齡主要峰值為550、750、1 000 Ma和1 400～1 500 Ma。 此外, 有1粒年輕鋯石的206Pb/238U年齡為450±9 Ma, 但該鋯石U含量相對(duì)較高(>1 000×10-6), 同時(shí)CL圖像顯示的顏色較暗, 暗示該年齡值可信度較低, 所以不作考慮。

圖4鋯石U-Pb年齡諧和圖 Fig.4 Diagrams of U-Pb concordia from the Xidamingshan district of Guangxi

圖5 碎屑鋯石統(tǒng)計(jì)年齡頻率直方圖(c、d根據(jù)張雄等[30]修改)Fig.5 Detrital zircon age frequency histograms

表1 西大明山地區(qū)中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡分析結(jié)果Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb analyses of sandstones from the Cambrian Huangdongkou Formation (Sample 17006-N1)and Devonian Lianhuashan Formation(Sample 17006-N2) from the Xidamingshan district of Guangxi

續(xù)表1

3.2 下泥盆統(tǒng)蓮花山組

樣品17006-N2中碎屑鋯石顆粒大多呈近圓狀、橢圓狀,與黃洞口組鋯石基本相近。對(duì)應(yīng)的CL圖像大部分顯示出震蕩環(huán)帶,顏色呈灰白色、灰黑色(圖3b)。鋯石的Th/U值范圍在0.02～2.67(表1),除測(cè)點(diǎn)23、36和37外, 其余Th/U值均大于0.1, 為巖漿成因鋯石。 對(duì)該樣品進(jìn)行了72個(gè)測(cè)點(diǎn)的分析,有56個(gè)點(diǎn)的年齡諧和度≥90%, 相應(yīng)的諧和關(guān)系圖和年齡頻率分布直方圖見(jiàn)圖4b和圖5b。 多數(shù)分析數(shù)據(jù)點(diǎn)在諧和線附近(圖4b), 其中最年輕的1顆鋯石諧和年齡為499.9±7 Ma(測(cè)點(diǎn)10, Th/U=0.38,諧和度=98%), 其余測(cè)試數(shù)據(jù)在510 ～3 534 Ma,將其分為3組:第1組年齡是510～515 Ma,有7顆鋯石,占全部測(cè)點(diǎn)的13%,峰值為515 Ma; 第2組580～785 Ma, 有8顆鋯石,占全部測(cè)點(diǎn)的14%, 此區(qū)間內(nèi)峰值為750 Ma; 第3組年齡830～984 Ma, 有18顆鋯石, 占全部測(cè)點(diǎn)的 32%, 其峰值為950 Ma。 以上這些碎屑鋯石年齡圖譜以515和950 Ma峰值最為明顯, 指示碎屑物質(zhì)可能主要來(lái)源于～515、750和～950 Ma的源區(qū)、并以～950 Ma 的源區(qū)為主。 除了以上這些鋯石顆粒外, 還有一些弱小的峰值, 其中,207Pb/206U年齡大于3 Ga的鋯石有4顆, 年齡介于3 364～3 534 Ma, 分別是測(cè)點(diǎn)4、8、26、59, 這些較老的鋯石Th/U值分別為0.54～1.22, CL圖像顯示韻律環(huán)帶并有顯著的磨圓,指示這些鋯石為巖漿成因鋯石,并且經(jīng)歷了搬運(yùn)、沉積等地質(zhì)過(guò)程。

4 討 論

4.1 沉積時(shí)代的限定

沉積巖中的碎屑鋯石是來(lái)自剝蝕源區(qū)經(jīng)歷了風(fēng)化、剝蝕作用的巖石。一般而言,利用碎屑鋯石年齡譜來(lái)限定沉積巖的形成時(shí)代,所遵循的原理是在寄主巖石中鋯石的U-Pb同位素體系封閉條件下,地層的沉積時(shí)代一定小于所分析樣品中最年輕碎屑鋯石的年齡,此年齡可作為原巖的最大沉積年齡考慮[31]。前人對(duì)中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組的沉積時(shí)代的研究雖有涉及,但未深入,僅李青等[32]對(duì)大瑤山地區(qū)寒武系黃洞口組砂巖和泥盆系蓮花山組石英砂巖進(jìn)行鋯石的U-Pb同位素分析,獲得了最年輕的顯生宙年齡(74～104、105、251 Ma)。此外結(jié)合CL圖像特征分析,揭示這些鋯石都是經(jīng)過(guò)燕山期巖漿熱改造事件而發(fā)生溶解和重結(jié)晶作用的熱液鋯石。近年來(lái),鄒和平等[33]對(duì)大明山兩側(cè)的黃洞口組粉砂巖進(jìn)行了碎屑鋯石研究,獲得了最年輕碎屑鋯石年齡為535±5 Ma和538±5 Ma。本次獲得最小的年齡峰值為550 Ma， 與鄒和平等的結(jié)果較為一致。因此,根據(jù)本文最新數(shù)據(jù)結(jié)合前人報(bào)道,可暫將寒武系黃洞口組的最大沉積時(shí)代限定為535～550 Ma。

對(duì)于泥盆系蓮花山組的沉積時(shí)代, 喬龍[34]對(duì)右江盆地大明山地區(qū)蓮花山組砂巖樣品進(jìn)行碎屑鋯石年代學(xué)研究,取得了454、550、646、782、966～996、1 772、2 472、3 584 Ma的主要年齡峰值,以及一些介于其間顯示為436、522、918 Ma的次要峰值。本文分析得到的蓮花山組砂巖中年輕的碎屑鋯石年齡為499～515 Ma,其加權(quán)平均值為511±5 Ma(n=8),這些年輕年齡的碎屑鋯石也具有巖漿成因的韻律環(huán)帶。綜合以上結(jié)果,發(fā)現(xiàn)該蓮花山組中都有加里東期鋯石的出現(xiàn)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是研究區(qū)曾受華南加里東事件的影響, 在寒武紀(jì)晚期到泥盆紀(jì)早期(或志留紀(jì)晚期)之間出現(xiàn)沉積間斷,導(dǎo)致泥盆系直接覆蓋在寒武系之上,從而使得泥盆紀(jì)地層中會(huì)遺留有加里東期的巖漿鋯石。在泥盆紀(jì)時(shí)期,西大明山地區(qū)所在的右江盆地呈現(xiàn)出淺海臺(tái)地與深海水沉積相隔的構(gòu)造格局[35]。早泥盆世早-中期右江盆地碎屑沉積以蓮花山組、大瑤山組砂巖、粉砂巖等為主,到了中晚泥盆世才得以碳酸鹽沉積為主[34]。所以蓮花山組物源區(qū)碎屑沉積物來(lái)自于早古生代被剝蝕的沉積巖和巖漿巖的再循環(huán),所獲得最年輕的碎屑鋯石年齡為寒武紀(jì)。

4.2 物源分析

利用沉積物中碎屑鋯石年齡譜是揭示源區(qū)和進(jìn)行親緣性對(duì)比的有效研究方法之一[22,36-38]。本次研究采集的西大明山樣品中包含中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組樣品各一件樣品,共測(cè)得125個(gè)諧和度≥90%的年齡數(shù)據(jù)。碎屑鋯石的U-Pb年齡頻率直方圖(圖5)可以看出,中寒武統(tǒng)黃洞口組碎屑鋯石共有5個(gè)峰值,分別是550、750、1 000、1 400～1 500、2 470～2 600 Ma,其中1 000 Ma年齡峰值最為顯著且均為巖漿成因鋯石,指示黃洞口組碎屑物主要來(lái)源于約1 000 Ma巖漿巖,其次也有550和750 Ma的巖漿巖。下泥盆統(tǒng)蓮花山組碎屑鋯石年齡除了515、750、950 Ma 峰值外,還有幾個(gè)次要峰值。對(duì)比兩組碎屑鋯石年齡組成,發(fā)現(xiàn)除2 600～2 470 Ma和1 500～1 400 Ma這兩峰值外,兩者表現(xiàn)出相似的鋯石年齡譜,年齡分布主要在515～750、800～1 100和>1 200 Ma,分別對(duì)應(yīng)著泛非構(gòu)造巖漿熱事件、格林威爾-晉寧構(gòu)造巖漿熱事件和變質(zhì)基底早期年齡記錄。具體分析如下:

515～750 Ma:在年齡頻率直方圖上(圖5a、b),可以見(jiàn)到550 Ma,到目前為止,華南還未報(bào)到有該年齡段的地質(zhì)體,這一年齡段對(duì)應(yīng)于全球性的泛非事件(550～600 Ma)[39-41]。 “泛非事件”是在莫桑比克洋閉合時(shí),東、西岡瓦納逐步聚合,并最終形成岡瓦納大陸的過(guò)程[42]。同時(shí)代的巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用主要發(fā)育在印度、澳大利亞、非洲等塊體[43-46]。說(shuō)明泛非事件對(duì)該物源區(qū)的影響是比較顯著的,在一定程度上響應(yīng)了全球Gondwana大陸匯聚演化事件。而在黃洞口組和蓮花山組沉積碎屑巖中均發(fā)現(xiàn)有750 Ma年齡峰值,該年齡區(qū)間位于晉寧運(yùn)動(dòng)與泛非運(yùn)動(dòng)之間。這部分鋯石都具有明顯的環(huán)帶特征且磨圓度較好,表明這些鋯石經(jīng)歷了長(zhǎng)距離的搬運(yùn)過(guò)程,這可能與Rodinia超大陸的裂解密切相關(guān)[47-50]。在此期間,揚(yáng)子地塊和華夏地塊的東南部發(fā)生了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng),產(chǎn)生了大規(guī)模的花崗巖和酸性火山巖,以及一系列大陸裂谷型鎂鐵-超鎂鐵巖、雙峰式巖墻群[11,51-53]。本文記錄的750 Ma年齡峰值的碎屑鋯石可能來(lái)源于此。

800～1 100 Ma: 根據(jù)資料顯示, 粵中、贛南、閩北、湘中等地區(qū), 沉積巖碎屑鋯石中均發(fā)現(xiàn)大量Grenville造山期年齡, 例如, 粵中和平縣古寨花崗閃長(zhǎng)巖中發(fā)現(xiàn)大量910～1 070 Ma的繼承鋯石[39]; 粵中增城和贛南鶴仔3件基底變質(zhì)巖測(cè)年獲得了900～1 000 Ma的變質(zhì)年齡[54]; 閩北建甌葉坑變石英角斑巖中發(fā)現(xiàn)(1 100±19)Ma的巖漿鋯石[55]; 桂東南云開(kāi)群變質(zhì)巖中獲得的鋯石年齡值變化于900～1 035 Ma[56]; 湘中大乘山地區(qū)長(zhǎng)安組發(fā)現(xiàn)842～1 005 Ma的碎屑鋯石[57]。 本次沉積巖樣品獲得的碎屑鋯石年齡譜圖中分別存在950和1 000 Ma年齡峰值, 對(duì)應(yīng)于Grenville造山期年齡, 揭示物源區(qū)可能曾是Grenville期造山帶的一部分。

>1 200 Ma: 中寒武統(tǒng)黃洞口組有兩個(gè)不同于下泥盆統(tǒng)蓮花山組的碎屑鋯石年齡峰值(圖5a、b), 其中1 400～1 500 Ma出現(xiàn)的較寬的年齡譜對(duì)應(yīng)于Columbia大陸的裂谷期,指示其源區(qū)物質(zhì)可能與Columbia大陸的裂谷作用相關(guān)。而另一個(gè)在2 470～2 600 Ma碎屑鋯石年齡區(qū)間與全球新太古代末-古元古代古陸核生長(zhǎng)事件相對(duì)應(yīng),指示物源區(qū)可能在太古代就已形成,它對(duì)深入開(kāi)展華夏古陸的演化具有重要的借鑒價(jià)值。值得注意的是,在測(cè)試的所有數(shù)據(jù)中,207Pb/206U年齡大于3.0 Ga且諧和性大于90%的有5顆,分別為黃洞口組 3 264±35 Ma， 蓮花山組 3 334±43、3 363±49、3 391±40和3 460±35 Ma。 這些鋯石呈現(xiàn)出很好的磨圓度,指示很可能經(jīng)歷了一次或多次搬運(yùn)和再循環(huán)過(guò)程,記錄到了源自太古代剝蝕區(qū)遺留下來(lái)的物質(zhì)信息。

“廣西運(yùn)動(dòng)”被認(rèn)為是揚(yáng)子地塊與華夏地塊在古生代發(fā)生碰撞的代表性事件, 受“廣西運(yùn)動(dòng)”的影響, 研究區(qū)所在的華南地殼在奧陶紀(jì)晚期(460 Ma左右)開(kāi)始縮短、抬升, 在這過(guò)程中地殼逐漸抬升、加厚, 形成的大量花崗質(zhì)巖漿也在地殼抬升過(guò)程中不斷被暴露剝蝕。 與此同時(shí), 形成了下泥盆統(tǒng)蓮花山組與中寒武統(tǒng)黃洞口組的不整合界面, 以及界面上覆的奧陶系、寒武系等碎屑巖一起抬升、剝蝕、沉積再循環(huán), 為該地區(qū)志留系提供了大量沉積物。 直至泥盆紀(jì)時(shí)期, 隨著“廣西運(yùn)動(dòng)”的結(jié)束, 古特提斯洋打開(kāi),使得早古生代沉積巖和巖漿巖被剝蝕,沉積在乃至整個(gè)華南地塊之上,由此可以推斷出,研究區(qū)泥盆系直接覆蓋在寒武系之上的地層接觸關(guān)系,可能是兩期造山事件疊加的結(jié)果,以及泥盆紀(jì)時(shí)期物源部分來(lái)自于下伏寒武紀(jì)地層的再循環(huán)。

4.3 揚(yáng)子地塊和華夏地塊的西南界線初步探討

揚(yáng)子地塊與華夏地塊西南端界線問(wèn)題一直存在爭(zhēng)議,眾多地質(zhì)學(xué)家分別通過(guò)多島洋體系[58]、地層學(xué)方面[59]、火山巖和花崗巖研究[18]、地殼地震波分析[22]、深部地球物理資料[60]、古地理特征[61]等方法給出了不同的界線劃分。由于華夏地塊和揚(yáng)子地塊具有不同的前寒武紀(jì)演化歷史,所以在新元古代之前,兩地塊之間在巖石組成、時(shí)代組合、地球化學(xué)以及后期地質(zhì)演化等都存在明顯差異。本文依據(jù)兩地塊前寒武紀(jì)鋯石年齡具有不同的特征,通過(guò)對(duì)西大明山地區(qū)碎屑鋯石年齡譜系的研究,為揚(yáng)子地塊和華夏地塊西南段界線的界定提供了新的證據(jù)[12-16,62]。其中,華夏地塊新元古代沉積巖以包含大量的Grenville期(～1.0 Ga)和新太古代(～2.5 Ga)碎屑鋯石為特征(圖5d)[11,22,38,63-64], 而且在華夏地塊的南緣很可能曾經(jīng)存在一個(gè)Grenville 期造山帶[40]。 而揚(yáng)子地塊則以大量的新元古代(740～840 Ma)巖漿事件為標(biāo)志, 這期巖漿活動(dòng)廣泛分布于揚(yáng)子地塊的周緣,但在華夏地塊卻很弱,僅限于東華夏的北武夷地區(qū)[65]。本次沉積巖樣品獲得的碎屑鋯石年齡譜圖與鄒和平等[33]報(bào)道的廣西東部大瑤山-大明山地區(qū)寒武系碎屑鋯石中存在950～1 020 Ma的年齡峰值一致。本文將其與揚(yáng)子地塊和華夏地塊碎屑鋯石年齡譜系分別進(jìn)行對(duì)比(圖5),發(fā)現(xiàn)本次樣品特征與華夏地塊的年齡組成非常相似,而明顯區(qū)別于揚(yáng)子地塊的年齡組成,表明中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組都與華夏地塊具有親緣性,暗示了其剝蝕源區(qū)可能曾是華夏地塊Grenville期造山帶的一部分,進(jìn)而指示揚(yáng)子與華夏地塊之間的西南段界線應(yīng)位于西大明山地區(qū)以北,與陳凌云等[20]推測(cè)的揚(yáng)子與華夏地塊在廣西境內(nèi)的分界線一致，即可能是以憑祥-南寧-柳州-荔浦-恭城斷裂帶為界。

此外, 中寒統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組碎屑鋯石年齡譜系中, 均存在750 Ma的年齡峰值, 正如前文所說(shuō), 揚(yáng)子地塊以大量 Rodinia裂解期(840～740 Ma)巖漿事件為標(biāo)志, 而這期事件在華夏地塊反映不明顯, 推測(cè)研究區(qū)可能接受來(lái)自前寒武紀(jì)時(shí)期揚(yáng)子地塊的物質(zhì)沉積, 也就是說(shuō)華夏地塊與揚(yáng)子地塊在Rodinia裂解時(shí)期已經(jīng)完成了碰撞, 從而使得研究區(qū)的構(gòu)造基底發(fā)生了物質(zhì)轉(zhuǎn)換。

5 結(jié) 論

(1)對(duì)西大明山地區(qū)中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組中的2件砂巖樣品進(jìn)行了碎屑鋯石的LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)測(cè)試, 結(jié)果顯示: 黃洞口組諧和年齡數(shù)據(jù)顯示出550、750、1 000、1 400～1 500、2 470～2 600 Ma 5個(gè)主要峰值區(qū);蓮花山組碎屑鋯石年齡主要呈現(xiàn)出3個(gè)比較明顯的峰值,分別是515、750、950 Ma。

(2)中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組碎屑鋯石年齡譜系表現(xiàn)出基本相似的分布特征,說(shuō)明兩組碎屑鋯石在某種程度呈現(xiàn)出沉積再循環(huán)作用,其中750 Ma與Rodinia超大陸的裂解事件相關(guān);而950～1 000 Ma則揭示物源區(qū)曾是Grenville期造山帶的一部分。

(3)將本次獲得的中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組碎屑鋯石年齡圖譜分別與揚(yáng)子地塊和華夏地塊碎屑鋯石年齡譜系進(jìn)行對(duì)比,可發(fā)現(xiàn)本次樣品與華夏地塊的年齡組成非常相似,而明顯區(qū)別于揚(yáng)子地塊的年齡組成,表明了西大明山地區(qū)中寒武統(tǒng)黃洞口組和下泥盆統(tǒng)蓮花山組都與華夏地塊具有親緣性,揭示揚(yáng)子與華夏地塊之間的西南段界線應(yīng)位于西大明山地區(qū)以北。