华南东部侏罗纪安第斯型活动陆缘的演化：来自浙江地区侏罗纪火山岩与盆地构造-沉积响应的证据

摘要

侏罗纪华南东部内陆地区处于陆内伸展背景逐渐成为学术界共识，但对于该时期东部陆缘构造环境是挤压还是伸展仍然有不同的观点。本文以浙江地区出露的中-下侏罗统为研究对象，首先通过对浙东南毛弄组火山岩开展了年代学、岩石学和地球化学方面的系统研究，揭示华南东部陆缘侏罗纪岩浆作用的特征及其构造背景;然后以浙西北地区广泛出露的中-下侏罗统为对象，在野外地质调查和盆地构造特征分析的基础上，重点开展了盆地沉积充填特征和碎屑物源的时空演化特征研究，进而探讨侏罗纪盆地的构造属性及其演变。综合分析侏罗纪岩浆-构造-沉积作用，揭示侏罗纪华南东部内陆与陆缘的构造背景时空差异性。
　　浙江侏罗纪火山岩以浙东南松阳毛弄剖面较具代表性，总体上是一套以英安质晶屑凝灰岩和流纹质玻屑凝灰岩为主的火山岩组合。本次研究在毛弄组下段获得的流纹质玻屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为153±2Ma。综合前人研究表明，毛弄组火山岩主要形成于180-148Ma。毛弄组火山岩属于镁质钙碱性系列，且表现出明显的轻稀土元素富集特征，其中早侏罗世毛弄英安质凝灰岩Eu负异常不明显，而晚侏罗世毛弄流纹质凝灰岩具有显著的Eu负异常;两组凝灰岩均富集K、Rb、Th等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Zr和Hf等高场强元素。毛弄英安质火山岩的源区残留相组合可能为“斜长石+石榴石+角闪石”，而毛弄流纹质凝灰岩则可能为“斜长石+角闪石”，这一差异可能代表它们具有不同的源区深度。毛弄组火山岩的Sr-Nd-Hf同位素特征与华夏陆块古元古代基底岩体相似，其可能主要起源于基底地壳物质的部分熔融，并有少量地幔新生物质的加入。结合构造背景分析认为，毛弄组火山岩等陆缘岩浆岩形成环境为相对低温的“安第斯型”俯冲环境。通过不同时代区域岩体锆石氧逸度计算发现，早侏罗世东南海域岩浆岩的氧逸度比大陆陆缘更高，且大陆陆缘岩浆岩的氧逸度从晚三叠世至晚侏罗世不断升高，可能标志着陆缘地区俯冲流体的影响有着从东南海域向大陆陆缘扩散的趋势。
　　浙西北地区普遍缺失三叠系和上侏罗统，中-下侏罗统与下伏前中生界和上覆白垩系普遍呈角度不整合接触。区域上侏罗系主要呈北东向条带状断续出露，构造变形以冲断-褶皱变形为特点，与上覆白垩系普遍受控正断层的伸展变形形成鲜明对照。浙西北地区侏罗系岩性基本为碎屑沉积，未见有火山岩发育，自下而上连续发育，主要分为下侏罗统王沙溪组、中-下侏罗统马涧组和中侏罗统渔山尖组。野外地质剖面调查和碎屑骨架颗粒成分分析表明，王沙溪组主要为成分成熟度极高的石英砂砾岩、砂岩，反映了水动力极强的无障壁海岸沉积，很可能代表了华南侏罗纪早期大型陆内海相克拉通盆地的边缘相建造;而马涧组下部为粉砂岩、泥岩等浅湖相沉积，上部则为长石岩屑砂岩、合砾砂岩所构成的辫状河相沉积;渔山尖组总体以复成分块状砾岩为主，局部可见紫红色砂岩、泥岩等，为典型的冲积扇相沉积。马涧组和渔山尖组的沉积特征总体反映了该区侏罗纪盆地经历了以快速沉积充填和低成熟度为特征的陆相湖盆演化过程。碎屑锆石U-Pb年代学结果表明，浙西北下侏罗统王沙溪组碎屑锆石年龄以500-400Ma和1000-700Ma两个年龄组为主，反映了早侏罗世王沙溪组沉积时期，加里东期岩浆岩（变质岩）和新元古代岩体是其主要的物源区岩石。从空间分布上看，浙西北地区侏罗纪盆地两侧的扬子和华夏陆块应是王沙溪组碎屑的潜在物源区。另一方面，马涧组和渔山尖组的碎屑锆石年龄峰值与王沙溪组有较大的差异，以1900-1800Ma、250-210Ma和200-180Ma等年龄为主，反映侏罗纪、三叠纪岩浆岩和古元古代的岩浆岩成为其主要的碎屑源区岩石构成。结合这些岩浆岩的分布特征表明，这一时期碎屑物源主要来自于东部陆缘。综合侏罗纪盆地构造与沉积充填与物源特征，提出浙西北侏罗纪盆地可能从克拉通浅海盆地向快速充填的弧后前陆盆地转变。值得关注是，200-180Ma的早侏罗世年龄峰的出现，可能是对侏罗纪显著的陆缘岩浆作用的响应。结合陆缘岩浆岩的特征进一步表明:侏罗纪华南东部可能发育一个与古太平洋板块俯冲有关的“安第斯型”陆缘岩浆弧，其时代可能最早可以追溯到早侏罗世早期，并持续到晚侏罗世。
　　综合侏罗纪华南东部陆缘的岩浆作用特征和陆缘盆地的构造-沉积演变规律，认为华南东部陆缘侏罗纪总体处于构造挤压主导的构造环境，与同时期华南陆内广泛的构造伸展形成鲜明对比。古太平洋水平俯冲板片在晚三叠世-早侏罗世发生相变下沉，在华南陆块形成一个克拉通浅海盆地。其后拆沉，正常太平洋俯冲开启，并形成陆缘弧岩浆作用。这一过程导致了陆缘受到古太平洋俯冲重启的直接作用而形成弧后挤压环境，并在浙西北地区形成弧后前陆盆地。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题目的和意义

1．2 华南中生代构造研究现状与进展

1．3 拟解决的科学问题

1．4 主要研究内容

1．5 完成的工作量

1．6 取得的新认识

2 研究区的区域地质概况与地层特征

2．1 华南前侏罗纪大地构造演化

2．2 侏罗纪大地构造背景

2．3 华南东部中生代的主要地层序列简况

2．4 浙江侏罗纪地层划分与特征

3 华南东部陆缘侏罗纪岩浆作用特征与构造背景

3．1 地质背景

3．2 样品采集与岩石学特征

3．3 测试方法

3．3．1 锆石U-Pb测年和微量元素

3．3．2 全岩主量、微量元素和Sr-Nd同位素测试方法

3．4 分析结果

3．4．1 锆石U-Pb测年结果

3．4．2 锆石微量元素和氧逸度计算结果

3．4．3 全岩元素、Sr-Nd同位素地球化学特征

3．5 讨论

3．5．1 浙东南及邻区毛弄组火山岩形成时代

3．5．2 浙东南及邻区毛弄组火山岩源区特征

3．5．3 毛弄组火山岩形成的构造背景

3．5．4 华南东部陆缘侏罗纪岩浆作用的演化

3．6 本章小结

4 浙西北早中侏罗世盆地发育特征研究

4．1 浙西北中-下侏罗统典型剖面特征分析

4．1．1 常山大桥头地区侏罗系典型剖面

4．1．2 兰溪马涧地区侏罗系典型剖面

4．1．3 诸暨同山地区侏罗系典型剖面

4．1．4 临安麻车埠地区保罗系典型剖面

4．2 浙西北早中侏罗世盆地沉积充填与古地理特征

4．3 本章小结

5 浙西北早中侏罗世盆地碎屑物源特征与时空演变研究

5．1 砂岩骨架颗粒成分分析

5．2 渔山尖组砾岩砾石统计分析

5．3 碎屑锆石测年样品采集

5．4 碎屑锆石年代学测试方法

5．5 锆石U-Pb年龄分析结果

5．5．1 兰溪剖面碎屑锆石U-Pb年龄结果

5．5．3 诸暨剖面碎屑锆石U-Pb年龄结果

5．5．4 临安剖面碎屑锆石U-Pb年龄结果

5．6 浙西北地区侏罗纪盆地碎屑物源组成与时空演变特征

5．6．1 王沙溪组碎屑物源特征分析

5．6．2 马涧组碎屑物源特征分析

5．6．3 渔山尖组碎屑物源特征分析

5．6．4 浙西北早中傈罗世沉积物源的转变

5．7 本章小结

6 华南东部陆缘盆地的沉积-岩浆-构造演化：对华南侏罗纪构造演化的制约

6．1 浙西北侏罗纪盆地性质及其转变

6．2 华南东部陆缘侏罗纪安第斯型陆缘岩浆弧

6．3 盆地的形成背景与华南陆缘侏罗纪构造体制的演化

7 结论

参考文献

附录

作者简历