龙泉群形成时代与构造属性及对华夏地块演化的限定

摘要

浙西南地区出露的龙泉群，一直被认为是华夏地块古老变质基底的一部分。对于变质基底形成时代和构造属性的研究可以为认识当时华夏地块构造背景以及演化过程提供重要的信息。本文以龙泉群变质岩为研究对象，以地球化学分析和碎屑锆石地质年代学分析为主要手段，揭示了龙泉群原岩性质、形成时代以及构造背景，并对早古生代的华夏地块构造演化过程提出了解释。本次研究主要取得了以下几点认识:
　　(1)龙泉群变质岩主要岩性为片岩、变质砂岩、片麻岩以及变粒岩类，以副变质岩为主。主微量元素地球化学特征以及地球化学判别图解显示，龙泉群副变质岩原岩以砂泥质沉积岩为主，主要的原岩类型为杂砂岩，少数可能为粘土岩，原岩具有大陆岛弧以及活动大陆边缘的构造背景;同时还在龙泉群中发现了斜长角闪岩，其具有富集大离子亲石元素（如:Rb、Ba、K等）、亏损高场强元素(如:Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Ti)的微量元素特征，该地化特征与岛弧玄武岩十分相似。结合地球化学判别图解结果，其原岩为岛弧钙碱性玄武岩，形成于与俯冲带有关的大陆边缘火山弧构造环境中。地球化学分析指示了龙泉群形成时，该地区可能处于大洋板片向大陆俯冲的汇聚板块边界上，从而形成了具有大陆弧环境以及活动大陆边缘构造环境特征的岩石单元。
　　(2) LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，龙泉群3个副变质岩样品碎屑锆石年龄特征具有高度的一致性。锆石年龄集中出现在1150-900 Ma以及600-540Ma两个年龄区间，具有990Ma和560Ma的年龄峰。3个样品最年轻的碎屑锆石年龄分别为541Ma、523Ma和537Ma，约束了龙泉群副变质岩原岩的最大沉积年龄。因此，龙泉群的形成时代应该晚于560 Ma，可能形成于早-中寒武世。龙泉群斜长角闪岩与陈蔡斜长角闪岩及黑云斜长角闪岩具有十分一致的原岩类型和构造环境，可以将龙泉群斜长角闪岩原岩形成时间约束在早古生代。
　　(3)将龙泉群变沉积岩碎屑锆石年龄分布特征与华南地块岩浆活动记录以及华夏地块新元古代晚期到奥陶纪沉积地层碎屑锆石年龄分布特征进行对比，龙泉群变沉积岩碎屑锆石年龄分布中缺乏华南地块前寒武纪岩浆活动对应的峰值，整个华夏地块寒武纪沉积岩显示出冈瓦纳物源的年龄分布特征。寒武纪华南地块内部不可能作为龙泉群乃至整个华夏地块沉积地层的主要物源，这个物源区最有可能是位于华夏地块东南侧的冈瓦纳大陆。从新元古代晚期到奥陶纪，华夏地块持续接受来自冈瓦纳大陆的物源沉积。
　　(4)龙泉群斜长角闪岩与陈蔡早古生代斜长角闪岩和黑云斜长角闪岩原岩均为岛弧玄武岩类，指示了在早古生代浙江龙泉-陈蔡地区发育了一个大陆火山弧，结合龙泉群副变质岩构造背景，表明当时华夏地块北东部可能处于板块汇聚边缘环境下，经历了一期洋-陆俯冲的构造事件。
　　(5)根据龙泉群原岩性质、构造背景、形成时代以及物源区碎屑锆石特征分析工作，结合前人的研究成果，提出了新元古代晚期到奥陶纪华夏地块的构造演化过程。华南地块从新元古代晚期开始与冈瓦纳大陆聚合，最初华夏地块西部与印度北西部碰撞，此后华夏地块东南缘不断拼贴到了印度北部上，到龙泉群形成时的寒武纪中期，华夏地块已经大部分和作为冈瓦纳大陆一部分的印度北部拼合到了一起，冈瓦纳大陆为整个华夏地块寒武纪沉积地层提供了主要物源。最终的聚合过程发生在华夏地块北东部与澳大利亚之间。从寒武纪到奥陶纪，Kuunga洋向华南地块俯冲，华夏地块北东部处于汇聚板块边界环境下。随着奥陶纪Kuunga洋的最后关闭，华南地块和澳大利亚完成拼合。奥陶纪华南地块与冈瓦纳大陆碰撞聚合的远程效应传到华南地块内部，引发了随后的华南地块早古生代晚期陆内造山作用。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究意义和背景

1．2 研究思路和内容

1．3 研究工作量及创新点

2 研究区区域地质概况

2．1 华南前寒武纪及早古生代构造演化

2．2 浙西南古老变质岩系

2．2．1 变质岩群划分演变

2．2．2 八都群

2．2．3 陈蔡群

2．3 龙泉群地质概况

3 龙泉群剖面地层发育特征

3．1 典型剖面描述

3．1．1 万山-黄弄剖面

3．1．2 大坑程-青坑剖面

3．2 龙泉群岩石单元特征

4 龙泉群的地球化学特征、原岩类型与形成构造环境

4．1 样品的岩相学特征

4．1．1 副变质岩样品的岩相学特征

4．1．2 斜长角闪岩样品的岩相学特征

4．2 地球化学分析测试方法

4．3 龙泉群的地球化学特征分析

4．3．1 副变质岩主微量元素特征

4．3．2 斜长角闪岩主微量元素特征

4．3．3 斜长角闪岩微量元素特征指示意义

4．4 龙泉群原岩类型及构造环境判别

4．4．1 龙泉群副变质岩原岩类型及构造环境判别

4．4．2 斜长角闪岩原岩类型及构造环境判别

4．5 本章小结

5 副变质岩碎屑锆石年代学及其物源区分析

5．1 碎屑锆石年代学分析样品的岩相学特征

5．2 地质年代学分析测试方法

5．3 碎屑锆石特征与年代学结果

5．3．1 样品碎屑锆石特征

5．3．2 碎屑锆石年代学结果

5．4 碎屑锫石物源区分析

5．4．1 华南地块内部源区探讨

5．4．2 华夏地块沉积岩、副变质岩碎屑锆石特征对比

5．4．3 华南地块外部物源区分析

5．5 本章小结

6 早古生代华夏地块构造背景及演化分析

6．1 龙泉群对浙江早古生代火山弧的制约

6．2 早古生代华夏地块演化过程讨论

7 结论

参考文献

作者简介

附录