陳 超, 熊保成, 胡正祥, 周 峰, 楊 成, 孔令耀

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

揚(yáng)子北緣新元古代洋陸轉(zhuǎn)換事件芻議

陳 超, 熊保成, 胡正祥, 周 峰, 楊 成, 孔令耀

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

沿著揚(yáng)子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣,沿著勉略—城口—青峰—襄廣斷裂兩側(cè)斷續(xù)新元古代與洋盆形成、俯沖—消減有關(guān)的蛇綠巖、弧火山—侵入巖組合,這些物質(zhì)建造可能與新元古代揚(yáng)子統(tǒng)一基底形成演化過程有關(guān)。以該帶最新地質(zhì)調(diào)查研究成果為基礎(chǔ),由西往東選取陜西黑木林、漢南—米倉山和湖北耿集、大洪山、蘄春等五個(gè)典型地區(qū)進(jìn)行剖析,重點(diǎn)討論它們的物質(zhì)建造的形成時(shí)代背景以及整體時(shí)空構(gòu)造格架。初步推測(cè)新元古代揚(yáng)子北緣與南秦嶺—大別地塊之間發(fā)生了洋陸轉(zhuǎn)換事件,該過程起始于新元古代早期,結(jié)束于南華紀(jì)初,以南向的俯沖為主要特征,晚期局部發(fā)生北向俯沖。

揚(yáng)子北緣;新元古代;洋陸轉(zhuǎn)換;俯沖—消減

中—新元古代形成與裂解過程一直是華南大陸構(gòu)造演化研究中的重大問題之一[1],而揚(yáng)子地塊作為華南大陸的主要組成部分,該時(shí)期形成演化過程更是備受關(guān)注[2-5]。近年來,揚(yáng)子地塊中—新元古代物質(zhì)組成及形成背景研究不斷取得進(jìn)展,研究者們分別在揚(yáng)子?xùn)|緣、西緣和內(nèi)部找到了相關(guān)的物質(zhì)記錄。揚(yáng)子?xùn)|緣,贛東北樟樹墩、皖南伏川蛇綠巖以及相關(guān)島弧巖漿巖的發(fā)現(xiàn),說明揚(yáng)子地塊與華夏地塊之間新元古代可能發(fā)生過洋陸轉(zhuǎn)換事件[6-14];揚(yáng)子西緣,沿著攀西、鹽邊、康定一帶也有新元古代島弧火山—侵入巖報(bào)道,證明揚(yáng)子西緣新元古代同樣存在俯沖消減作用[15-17];揚(yáng)子內(nèi)部,彭松柏等近年在黃陵地區(qū)發(fā)現(xiàn)廟灣蛇綠巖,鋯石U-Pb測(cè)年將其年齡限定在中—新元古代[18-21],這為揚(yáng)子內(nèi)部存在中—新元古代縫合帶提供了直接證據(jù)。因此,揚(yáng)子?xùn)|緣、西緣和揚(yáng)子內(nèi)部都存在中—新元古代洋陸轉(zhuǎn)換事件,在此過程中形成了相應(yīng)的蛇綠巖和弧巖漿巖組合。

揚(yáng)子北緣方面,雖然西側(cè)的碧口、漢南地區(qū)研究程度較高,基本確定了新元古代島弧火山—侵入巖的存在[22-30];中間隨州南部大洪山地區(qū),近年也厘定了相關(guān)島弧巖漿巖和俯沖增生雜巖[31-34]。但相比揚(yáng)子地塊其他位置,揚(yáng)子北緣中—新元古代構(gòu)造巖漿活動(dòng)及洋陸轉(zhuǎn)換事件的研究、梳理相對(duì)薄弱。另外,秦嶺—大別造山帶南緣也不斷有新元古代蛇綠巖、弧火山巖報(bào)道,在康縣—略陽一帶勉略蛇綠混雜巖、大別山南緣蘄春一帶的弧火山巖中都取得大量800—900 Ma的年代學(xué)證據(jù)[35-37]。根據(jù)Pb同位素組成特點(diǎn),商丹斷裂帶以南的南秦嶺微地塊基底具有親揚(yáng)子地塊的特點(diǎn)[38],其在揚(yáng)子統(tǒng)一基底形成后可能成為了揚(yáng)子北緣的重要組成部分。因此,現(xiàn)今揚(yáng)子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣斷續(xù)分布的新元古代巖石—地層組合似乎存在一定的關(guān)聯(lián)性,它們可能是同一區(qū)域構(gòu)造背景的產(chǎn)物。本文以此為線索,由西往東選取陜西黑木林、漢南—米倉山和湖北耿集、大洪山、蘄春等五個(gè)典型地區(qū)為解剖對(duì)象,重點(diǎn)探討新元古代巖石—地層組合的形成時(shí)代背景及其相關(guān)的洋陸轉(zhuǎn)換過程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

揚(yáng)子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣以勉略—城口—青峰—襄廣斷裂為界,兩側(cè)具有風(fēng)格迥異的巖石、構(gòu)造組合特點(diǎn)(圖1)[39]。揚(yáng)子地塊北緣,僅在碧口、漢南以及鄂北隨棗地區(qū)出露少量前南華基底物質(zhì),此外都為南華紀(jì)及其后的穩(wěn)定陸緣沉積蓋層。變形以前陸逆沖帶逆沖推覆構(gòu)造為主,蓋層中廣泛發(fā)育逆沖斷層,且越靠近造山帶變形越強(qiáng)烈。變質(zhì)作用方面,揚(yáng)子地塊北緣基底和蓋層變質(zhì)程度相對(duì)較弱。而南秦嶺—大別造山帶,西段以泥盆紀(jì)—三疊紀(jì)活動(dòng)陸緣沉積為主,中段主要為南華紀(jì)裂谷火山—碎屑沉積和震旦紀(jì)—三疊紀(jì)(以早古生代為主)蓋層,東段主體為高壓—超高壓變質(zhì)巖;變形以造山帶整體無序混雜為特點(diǎn),局部保留有序的原始沉積序列,斷層、褶皺非常發(fā)育。變質(zhì)方面,中—西段以綠片巖相淺變質(zhì)為主,東段以超高壓榴輝巖相、高壓藍(lán)片巖相為特征。

圖1 秦嶺—大別造山帶及鄰區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖[39]Fig.1 Geological structure diagram of Qinling-Dabie orogenic belt and its adjacent areas1.白堊紀(jì)—第四紀(jì)盆地;2.北秦嶺造山帶;3.南秦嶺古特提斯活動(dòng)陸緣;4.南秦嶺—大別蓋層;5.南秦嶺—大別南華紀(jì)裂谷;6.碧口地塊基底;7.揚(yáng)子地塊基底;8.桐柏—羅田雜巖;9.高壓變質(zhì)帶;10.超高壓變質(zhì)帶;11.中生代花崗巖;12.混雜巖;SDSZ.商丹縫合帶(斷裂);NXF.寧陜—湘河左行走滑剪切;MQXF.勉略—城口—青峰—襄廣斷裂;TLF.郯廬斷裂;Pz1.南秦嶺—大別下古生界。

秦嶺造山帶南緣勉縣—略陽地區(qū)出露大量蛇綠混雜巖,研究發(fā)現(xiàn)其可能代表華北與揚(yáng)子晚古生代—早中生代最終拼合的縫合帶[40-42]。大量學(xué)者認(rèn)為,勉略縫合帶向西可與古特提斯阿尼瑪卿蛇綠巖帶相連,向東延伸到鄂北隨南、鄂東蘄春一帶[43-46],而揚(yáng)子地塊與秦嶺—大別造山帶的邊界斷裂為該縫合帶殘留的主邊界斷層。但也有學(xué)者對(duì)勉略縫合帶東延提出了不同觀點(diǎn),認(rèn)為其向東通過寧陜—湘河大型左行走滑剪切帶和桐柏—大別—蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶相連(圖1)。筆者認(rèn)為,這種認(rèn)識(shí)有其合理性,因?yàn)榻陮?duì)鄂北隨南、鄂東蘄春地區(qū)與縫合帶相關(guān)的巖漿巖進(jìn)行鋯石U-Pb年代學(xué)研究,獲得的年齡顯示其可能形成于新元古代[31-32,37,47-48],而并非前人所認(rèn)為的晚古—早中生代。并且,近年在略陽—勉縣一帶的蛇綠巖中也獲得了大量新元古代年代學(xué)證據(jù)[35-36,49],說明前人定義的“勉略—隨南構(gòu)造帶”背景復(fù)雜。

2 揚(yáng)子北緣新元古代蛇綠巖和弧巖漿巖

2.1 黑木林地區(qū)

本文討論的黑木林地區(qū)包括勉略混雜巖帶康縣—勉縣段和碧口地塊部分(圖2)。勉略混雜巖帶是一條包含前寒武、震旦—寒武紀(jì)、泥盆—石炭紀(jì)地層碎塊和眾多超基性巖、基性輝長—輝綠巖和玄武巖、長英質(zhì)火山巖,以及大理巖和放射蟲硅質(zhì)巖巖塊的復(fù)雜蛇綠構(gòu)造混雜帶。其中的輝綠—輝長巖、玄武巖巖塊地球化學(xué)顯示出洋中脊、洋島、島弧等不同環(huán)境特點(diǎn)[41,50-53]。早期對(duì)混雜帶內(nèi)的火山巖同位素和硅質(zhì)巖放射蟲年代學(xué)進(jìn)行研究,獲得大量晚古生代—早中生代的年代證據(jù)[42,51,54-57],因此大部分學(xué)者認(rèn)為其代表南秦嶺微地塊與揚(yáng)子地塊最終拼合的縫合帶[40,43,45,58-60],向西與古特提斯洋相連[44,50,61],向東可以延伸到湖北省隨州南部[41,46]。然而,近年對(duì)勉略混雜帶內(nèi)巖漿巖年代學(xué)研究獲得了大量新元古代年齡證據(jù)(圖2、表1),如康縣大堡、水泉溝洋脊型基性熔巖812 Ma、826 Ma,三岔子洋脊型斜長花崗巖923 Ma,洋脊型鎂鐵質(zhì)巖877 Ma、808 Ma,島弧型安山巖873 Ma[35-36],以及鏵廠溝島弧玄武巖801 Ma、英安巖802 Ma[49]。這些年齡證據(jù)的獲得說明勉略帶內(nèi)存在大量的蛇綠巖殘塊形成于新元古代,其可能代表一條包含印支期、晉寧期兩期洋陸轉(zhuǎn)換記錄的復(fù)雜縫合帶。

碧口地塊碧口群主要由細(xì)碧巖、玄武巖、玄武安山巖、少量的英安巖、流紋巖及相應(yīng)的火山碎屑巖組成火山—沉積組合,另也伴生許多近同時(shí)代的基性—中酸性侵入巖(圖2)。對(duì)于碧口群火山巖和相關(guān)侵入巖組合的成因,長期以來主要存在島弧[23,62]和裂谷[63-64]之爭(zhēng),也有學(xué)者曾在局部報(bào)道出洋脊型蛇綠巖[65]和洋內(nèi)弧玻安巖[25]。年代學(xué)方面,大量的鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果顯示,碧口群火山巖和相關(guān)侵入巖組合形成于新元古代青白口—南華紀(jì)(圖2、表1)。因此,碧口地塊火山巖、侵入巖可能記錄了揚(yáng)子北緣新元古代俯沖—碰撞洋陸轉(zhuǎn)換至后期伸展、裂谷形成的整個(gè)過程[22,24]。

圖2 黑木林—漢南地區(qū)地質(zhì)簡圖[49,72](圖中測(cè)年位置編號(hào)對(duì)應(yīng)表1)Fig.2 Geological sketch of Heimulin-Hannan area1.白堊—第四系;2.上三疊統(tǒng)—侏羅系;3.泥盆系—中三疊統(tǒng);4.震旦—志留系;5.前寒武系;6.勉略混雜巖;7.基性侵入巖;8.古生代酸性侵入巖;9.前寒武紀(jì)酸性侵入巖;10.地質(zhì)界線;11.斷層(虛線代表推測(cè));12.測(cè)年位置及編號(hào)。

2.2 漢南—米倉山地區(qū)

漢南—米倉山地區(qū)主體為基性輝長—輝綠巖、中酸性閃長巖—石英閃長巖—花崗閃長巖—花崗巖質(zhì)侵入巖體,并含有少量的火山—沉積巖(西鄉(xiāng)群),習(xí)慣上稱之為漢南雜巖、米倉山雜巖。巖性組合與碧口地區(qū)類似,但碧口地區(qū)明顯以碧口群火山—沉積巖為主,而漢南—米倉山地區(qū)以侵入巖為主。形成時(shí)代方面,獲得最老的年齡為西鄉(xiāng)群火山巖950 Ma[29],最年輕的為西鄉(xiāng)地區(qū)正長花崗巖707 Ma[27],大量的同位素年齡集中在730—898 Ma之間(圖2、表1)[26-30,66-70]。形成背景方面,關(guān)于島弧、裂谷成因的爭(zhēng)議也較大,例如有人認(rèn)為望江山基性巖體形成于島弧環(huán)境[28,66],而凌文黎等則認(rèn)為形成于裂谷環(huán)境[71]。盡管存在爭(zhēng)議,但漢南—米倉山地區(qū)與碧口地區(qū)相似,同樣保存了一套完整的俯沖—碰撞—后期伸展的巖石組合的事實(shí)不可否認(rèn),只是對(duì)擠壓向伸展體制轉(zhuǎn)換的時(shí)間點(diǎn)不統(tǒng)一,鄧奇等認(rèn)為該時(shí)間點(diǎn)為820 Ma左右[69],而凌文黎等認(rèn)為到785 Ma±俯沖才結(jié)束[29,66-67,70],Dong等則認(rèn)為俯沖一直可以持續(xù)到707 Ma。

表1 黑木林—漢南地區(qū)部分測(cè)年結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of partial dating results of Heimulin-Hannan area

2.3 耿集地區(qū)

湖北棗陽耿集—板橋地區(qū)位于揚(yáng)子地塊與桐柏—大別造山帶邊界部位,區(qū)內(nèi)北部主要為造山帶南華紀(jì)武當(dāng)群(原隨縣群),南部主要為揚(yáng)子區(qū)震旦紀(jì)陡山沱組、燈影組及以上地層,二者邊界斷裂被上白堊系—第四系掩蓋嚴(yán)重(圖3)。對(duì)耿集—板橋地區(qū)出露的大套淺變質(zhì)火山碎屑巖—沉積巖組合的屬性,一直以來存在爭(zhēng)議。1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查認(rèn)為其可與東側(cè)大洪山地區(qū)青白口紀(jì)“花山群”上部火山—碎屑巖對(duì)比,而耿集地區(qū)變火山—碎屑巖中的白云巖可與大洪山地區(qū)中元古代“打鼓石群陳家沖組”對(duì)比,將它們都?xì)w為揚(yáng)子地塊前南華基底[73]。但后來的研究和1∶25萬地質(zhì)調(diào)查認(rèn)為耿集—板橋地區(qū)與大洪山地區(qū)的火山碎屑巖—沉積巖組合變形、變質(zhì)存在差異,將耿集—板橋地區(qū)的變火山碎屑巖—沉積巖組合劃為武當(dāng)群(原隨縣群),認(rèn)為其為造山帶武當(dāng)群逆沖到揚(yáng)子蓋層之上而局部剝蝕形成的飛來峰構(gòu)造[74-75]。

圖3 耿集—板橋地區(qū)地質(zhì)簡圖及圖切剖面圖Fig.3 Cutting profile map and geological sketch of Genji-Banqiao1.白堊—第四系;2.二疊系—下三疊統(tǒng);3.志留系;4.上寒武統(tǒng)—奧陶系;5.震旦系—上寒武統(tǒng);6.南華系;7.青白口系;8.中元古界;9.輝綠—輝長巖;10.砂巖;11.灰?guī)r;12.白云巖;13.基性、中性、酸性火山巖—碎屑巖;14.雙峰式火山巖—碎屑巖;15.角度不整合;16.逆沖斷層(青峰—襄廣斷裂,武當(dāng)—桐柏—大別造山帶與揚(yáng)子地塊界線);17.逆斷層;18.正斷層;19.片理;20.鋯石測(cè)年位置及結(jié)果。

近年筆者通過對(duì)大洪山和耿集—板橋地區(qū)展開系統(tǒng)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)可能存在晉寧期巖漿弧—俯沖增生雜巖[31-34]。耿集、板橋兩地巖石組合、構(gòu)造特征、形成時(shí)代等方面都存在差異,耿集地區(qū)以疊層石白云巖、變火山—沉積巖(分別為圖3中Pt2、Qb)為主,與上覆震旦紀(jì)陡山沱組主要呈角度不整合接觸,變酸性火山凝灰?guī)r中鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果為817 Ma(未發(fā)表數(shù)據(jù));板橋地區(qū)主要為變火山—沉積巖,后期基性侵入巖發(fā)育,與周圍地層主要呈斷層接觸,變酸性火山凝灰?guī)r中鋯石U-Pb測(cè)年獲得736 Ma的成巖年齡(未發(fā)表數(shù)據(jù))?；谝陨喜町?筆者認(rèn)為耿集地區(qū)白云巖、變火山—沉積巖應(yīng)分別對(duì)應(yīng)大洪山地區(qū)中元古代打鼓石群、弧火山巖(具體見大洪山地區(qū)介紹),火山—沉積巖在晉寧期洋陸轉(zhuǎn)換過程中逆沖到白云巖之上,之后接受震旦紀(jì)陡山沱組角度不整合覆蓋(圖3剖面AB)。而板橋變火山—沉積巖對(duì)應(yīng)北部武當(dāng)群,可能于印支期逆沖推覆到揚(yáng)子早古生代蓋層之上。

2.4 大洪山地區(qū)

湖北隨南大洪山地區(qū)西北毗鄰耿集—板橋地區(qū),同樣處在揚(yáng)子地塊與桐柏—大別造山帶邊界部位,邊界青峰—襄廣斷裂北西—南東向穿過大洪山地區(qū)北部,斷裂以北主要為造山帶南華紀(jì)—古生代地層,以南主要為前南華基底和南華紀(jì)蓮沱組及以上蓋層(圖4)。早期區(qū)域地質(zhì)調(diào)查認(rèn)為,區(qū)內(nèi)前南華系主要為中元古代打鼓石群和青白口紀(jì)花山群[73,76]。后來董云鵬等對(duì)花山群進(jìn)行解體[75],從中解體出“花山蛇綠混雜巖”[77],并根據(jù)地層疊置關(guān)系將“蛇綠巖”時(shí)代定為石炭紀(jì)—早三疊世,認(rèn)為其為晚古生代—早中生代勉略帶向東延伸部分[78],且這種觀點(diǎn)得到了大量學(xué)者的認(rèn)可[40-41,45,79-83]。

然而,近年筆者在大洪山地區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查研究,但并沒有獲得晚古生代—早中生代的年代學(xué)證據(jù),卻取得了大量的青白口紀(jì)鋯石U-Pb年齡,加上特殊的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn),筆者認(rèn)為大洪山地區(qū)可能存在晉寧期縫合帶,其整體由中元古代穩(wěn)定陸緣沉積打鼓石群、增生雜巖和巖漿弧三套物質(zhì)組成(圖4-b)[31,34]。巖漿弧包括基性—中酸性侵入巖和基性—中性—酸性火山巖—沉積巖,巖漿巖地球化學(xué)顯示出島弧成因的特點(diǎn),獲得6個(gè)侵入巖鋯石U-Pb年齡范圍為876—858 Ma,2個(gè)火山巖年齡分別為841 Ma、828 Ma[31-33,47]。增生雜巖以一套碎屑巖為基質(zhì),內(nèi)部構(gòu)造混雜大量鎂鐵質(zhì)玄武巖和輝綠—輝長巖、碳酸鹽巖、硅泥質(zhì)巖、濁積巖巖塊。其中鎂鐵質(zhì)巖巖塊可能形成于洋中脊、洋島、洋內(nèi)弧三種與洋盆演化有關(guān)的環(huán)境,獲得的鋯石U-Pb年齡集中在820 Ma左右[31,84],僅在楊家棚獲得洋脊型輝長巖年齡為947 Ma[47]。穩(wěn)定陸緣沉積打鼓石群以白云巖為主,砂巖次之,其中凝灰?guī)r夾層鋯石U-Pb年齡為～1.2 Ga,巖性組合、時(shí)代、Hf同位素與鄂西神農(nóng)架群有可對(duì)比性[85]。因此,大洪山地區(qū)保存一套由中元古代晚期穩(wěn)定陸緣到新元古代洋盆形成,再到后期俯沖—增生的復(fù)雜洋陸轉(zhuǎn)換過程的物質(zhì)記錄。

圖4 大洪山地區(qū)晉寧期縫合帶地質(zhì)簡圖Fig.4 Geological sketch of Jinning suture zone in Dahongshan area

1.白堊系;2.上古生界;3.下古生界;4.震旦系;5.南華系蓮沱組、南沱組;6.南華系武當(dāng)群、耀嶺河組;7.造山后磨拉石建造;8.島弧火山—碎屑巖;9.島弧侵入巖;10.弧前碎屑巖(基質(zhì));11.洋鎂鐵質(zhì)巖巖塊;12.洋盆硅泥質(zhì)巖巖塊;13.碳酸鹽巖巖塊;14.濁積巖巖塊;15.中元古代打鼓石群;16.古生代基性侵入巖;17.逆沖斷層;18.斷層接觸;19.角度不整合;20.一般地質(zhì)界線;21.韌性剪切、片理化帶;22.鋯石U-Pb測(cè)年位置及年齡。

2.5 蘄春地區(qū)

蘄春地區(qū)位于秦嶺—大別造山帶東端南緣、青峰—襄廣斷裂北側(cè)(圖1),區(qū)內(nèi)主要出露地層為古元古代大別巖群、新元古代紅安巖群以及中—新生代白堊系—第四系,侵入巖包含青白口紀(jì)、南華紀(jì)、古生代、中生代四期。此外,在清水河、橫車、株林三地可見基性—超基性巖出露,黃廠一帶發(fā)育中酸性火山巖—碎屑巖,它們分別與紅安巖群、蘄春青白口紀(jì)中酸性巖體、大別巖群呈斷層接觸,局部被后期巖體侵位(圖5)。賴紹聰?shù)日J(rèn)為蘄春地區(qū)的基性—超基性巖組合與浠水、宿松二郎等地相同巖石組合類似,形成于陸間裂谷—初始洋盆環(huán)境,而黃廠一帶中酸性火山巖—碎屑巖形成于島弧環(huán)境,它們應(yīng)為秦嶺—大別造山帶南緣勉略洋形成演化過程中的產(chǎn)物[41,43]。錢存超也對(duì)蘄春地區(qū)基性—超基性巖和黃廠一帶火山巖進(jìn)行過研究,進(jìn)一步證實(shí)蛇綠巖和島弧火山巖存在的可靠性,同時(shí)其還取得了黃廠中酸性火山巖817 Ma(LA-ICP-MS法)的上交點(diǎn)年齡[37]。由此可知,蘄春地區(qū)可能確實(shí)存在縫合帶物質(zhì)殘余,但這套物質(zhì)具體形成時(shí)代仍存在一定的爭(zhēng)議,從而影響到其大地構(gòu)造背景的準(zhǔn)確判斷。

通過區(qū)域總結(jié)分析,筆者初步判斷蘄春地區(qū)蛇綠巖和島弧火山巖是晉寧期洋陸轉(zhuǎn)換過程中的產(chǎn)物。首先,從巖石建造的形成環(huán)境來看,蘄春地區(qū)存在蛇綠巖、島弧巖漿巖(即縫合帶物質(zhì)殘余)的觀點(diǎn)已經(jīng)基本被認(rèn)可[37,41,86],這些物質(zhì)組合都是洋陸轉(zhuǎn)換過程中的產(chǎn)物。其次,形成時(shí)代方面,蘄春地區(qū)巖石地層以元古界和中—新生界為主,完全缺失古生界,將區(qū)內(nèi)的蛇綠巖與主體形成于晚古生代的勉略帶對(duì)比,其合理性有待商榷。而相反從已經(jīng)獲得的年代學(xué)資料可知,黃廠島弧火山巖形成于817 Ma±,蘄春中酸性侵入巖體中也曾經(jīng)獲得841 Ma、824 Ma的鋯石年齡(測(cè)年位置見圖5)[48],加上大悟—紅安一帶報(bào)道的820 Ma±的花崗巖年齡[86-87],說明大別造山帶南緣廣泛分布820 Ma±的火山—侵入巖,它們可能同為晉寧期巖漿弧的產(chǎn)物。其三,從區(qū)域背景來說,秦嶺—大別造山帶發(fā)育新元古代、早古生代、晚古生代—中生代3期構(gòu)造巖漿活動(dòng)[88-89]。筆者在蘄春地區(qū)野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),蘄春地區(qū)的基性—超基性巖和島弧火山—沉積巖明顯遭受較強(qiáng)的變質(zhì)和多期的變形作用,將其定位于晚古生代—中生代勉略帶演化過程中的產(chǎn)物的觀點(diǎn)與野外現(xiàn)象不符。

圖5 蘄春地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.5 Geological sketch of Qichun area 1.白堊—第四系;2.新元古代紅安巖群;3.古元古代大別巖群;4.中生代酸性侵入巖;5.古生代基性侵入巖;6.南華紀(jì)中酸性侵入巖;7.青白口紀(jì)蘄春巖體中酸性侵入巖;8.黃廠中酸性火山巖—碎屑巖;9.基性—超基性雜巖體;10.斷層界線;11.侵入及普通接觸界線;12.鋯石U-Pb測(cè)年位置及年齡。

2.6 小結(jié)

揚(yáng)子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣沿著邊界勉略—城口—青峰—襄廣斷裂兩側(cè),由西往東,在陜西黑木林、漢南—米倉山和湖北耿集、大洪山、蘄春等5個(gè)地區(qū),斷續(xù)出露新元古代與洋盆形成、俯沖—消減有關(guān)的蛇綠巖、弧火山—侵入巖組合。雖然它們受后期南華紀(jì)—早古生代裂谷火山—巖漿事件、晚古生代—中生代碰撞造山事件疊加改造強(qiáng)烈,但其大體保留了沿著揚(yáng)子北緣呈東西向線狀分布的特點(diǎn),一定程度上說明南秦嶺—大別地塊與現(xiàn)今揚(yáng)子地塊在新元古代可能發(fā)生過拼合、造山過程。

3 揚(yáng)子北緣南華系及其上蓋層特點(diǎn)

揚(yáng)子地塊北緣和秦嶺—大別南緣巖石地層、變形變質(zhì)特點(diǎn)都有明顯的區(qū)別,習(xí)慣上認(rèn)為二者屬于不同地塊,直到中生代才拼貼到一起。但對(duì)比揚(yáng)子地塊北緣和秦嶺—大別南緣南華紀(jì)—早震旦世地層(圖6-a),南華紀(jì)早期揚(yáng)子地塊北緣為蓮沱組陸相沉積[90-91],秦嶺—大別南緣為武當(dāng)群、耀嶺河組裂谷火山—碎屑沉積[92-93]?湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北省區(qū)域地質(zhì)志(新版),待出版。,兩側(cè)差異較大;到了南華紀(jì)晚期,揚(yáng)子地塊北緣廣泛出露南沱組冰磧巖,秦嶺—大別南緣勉略地區(qū)也出現(xiàn)了冰磧巖,武當(dāng)山地區(qū)耀嶺河組上部有一套含火山碎屑巖的類冰川沉積[94],該時(shí)期兩側(cè)沉積有了一定的相似性;震旦紀(jì)—早寒武世,都出現(xiàn)以陡山沱組、燈影組為代表的濱淺海碎屑巖—碳酸鹽巖沉積(武當(dāng)山地區(qū)的江西溝組、霍河組為陡山沱組、燈影組的同物異名;大別山南緣的黃麥嶺組淺粒巖、大理巖分別代表變質(zhì)的碎屑巖、碳酸鹽巖組合,一定程度上可與陡山沱組、燈影組對(duì)比)。這說明揚(yáng)子地塊北緣和秦嶺—大別南緣南華紀(jì)之前同屬于統(tǒng)一揚(yáng)子基底北緣,南華紀(jì)早期揚(yáng)子地塊北緣屬于陸相,秦嶺—大別造山帶南緣屬于裂谷相,南華紀(jì)晚期—寒武紀(jì)早期二者逐漸演化為同一濱淺海相(圖6-b)。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景,南華紀(jì)之前揚(yáng)子地塊和秦嶺—大別南緣最有可能拼貼到一起的時(shí)間為新元古代早期。這從另一個(gè)角度證明,揚(yáng)子地塊和秦嶺—大別南緣在新元古代早期發(fā)生了洋陸轉(zhuǎn)換、拼合—造山事件。

圖6 揚(yáng)子地塊北緣和秦嶺—大別造山帶南緣南華系及其上蓋層對(duì)比圖(a),南華紀(jì)—震旦紀(jì)揚(yáng)子北緣沉積演化模式圖(b)?勉略地區(qū)、碧口地區(qū)、漢南地區(qū)參考陜西區(qū)域地質(zhì)志修編,武當(dāng)山地區(qū)、隨棗地區(qū)、大別山南緣、神農(nóng)架地區(qū)、大洪山地區(qū)參考湖北區(qū)域地質(zhì)志修編。Fig.6 Contrast diagram of the northern margin of Yangtze block,southern margin of Qinling-Dabie orogenicbelt and its upper cover layer and sedimentary evolution model of Nanhua Period-Sinian1.砂巖;2.灰?guī)r;3.白云巖;4.砂礫巖;5.冰磧礫巖;6.酸性火山巖;7.基性火山巖;8.安山巖;9.板巖;10.變沉積巖;11.變碳酸鹽巖;12.變酸性火山巖;13.變基性火山巖;14.中—酸性侵入巖;15.基性侵入巖。

4 揚(yáng)子北緣新元古代洋陸轉(zhuǎn)換過程

揚(yáng)子西北緣碧口地區(qū)、漢南—米倉山地區(qū)發(fā)育大量新元古代島弧火山巖—侵入巖組合(圖2)[23,26-28,62],前人習(xí)慣將它們與揚(yáng)子西緣的攀西、康定一帶的新元古代島弧巖石組合聯(lián)系起來,稱之為“攀西—漢南弧”[16,18,72]。但是,隨著勉略蛇綠混雜巖中新元古代年代學(xué)資料的獲得,少量學(xué)者認(rèn)為碧口—漢南—米倉山地區(qū)的島弧巖石組合為老的新元古代勉略洋向南俯沖的產(chǎn)物[35,72]。對(duì)漢南—米倉山地區(qū)的弧火山巖—侵入巖研究發(fā)現(xiàn),具有從南向北遷移、由初始島弧向成熟島弧演化的特點(diǎn)[68],說明新元古代漢南—米倉山島弧的形成確實(shí)與南向俯沖作用有關(guān)。并且根據(jù)現(xiàn)有的鋯石U-Pb年代學(xué)資料,這種南向的俯沖作用可能開始于890 Ma±,一直持續(xù)到750 Ma±[26-27]。

揚(yáng)子北緣大洪山地區(qū),三里崗—三陽一帶存在一套弧侵入巖—火山巖組合(圖4),其形成時(shí)間集中在947—828 Ma。Xu等認(rèn)為其應(yīng)與黃陵地區(qū)的廟灣蛇綠巖相關(guān)聯(lián),為北向俯沖的產(chǎn)物[32]。但根據(jù)Peng,Jiang等的研究,廟灣蛇綠巖主體形成時(shí)間為1 118—974 Ma[18,95]。二者形成時(shí)間上差異較大,將其歸納為同一洋盆系統(tǒng)下的產(chǎn)物欠佳。三里崗—三陽弧侵入巖—火山巖南側(cè)發(fā)育一套增生雜巖,其中的玄武巖、輝綠巖巖塊測(cè)年結(jié)果都為820 Ma±[31,84]。根據(jù)巖漿弧、增生雜巖的空間展布特點(diǎn)(圖4),很容易讓人想到這是一次由南向北俯沖、碰撞形成的縫合帶。但根據(jù)現(xiàn)有的精確年代學(xué)資料,巖漿弧形成的時(shí)間為876—828 Ma,而增生雜巖形成于820 Ma±,這與先形成洋盆、后產(chǎn)生俯沖的常理悖逆。因此,筆者認(rèn)為大洪山地區(qū)可能早期(947—828 Ma)經(jīng)歷了由北向南的俯沖,產(chǎn)生了三里崗—三陽一帶的巖漿弧,并在弧后形成了820 Ma±的局限洋盆,晚期(817 Ma±)俯沖反向,轉(zhuǎn)為由南向北俯沖,三里崗—三陽一帶南側(cè)形成俯沖增生雜巖,在桐柏南緣耿集地區(qū)和大別南緣形成了相應(yīng)的弧火山巖。

綜合陜西黑木林、漢南—米倉山和湖北耿集、大洪山、蘄春地區(qū)物質(zhì)組合特點(diǎn),以及現(xiàn)有的時(shí)空格架,筆者初步提出新元古代南秦嶺—大別地塊與揚(yáng)子地塊之間發(fā)生了洋陸轉(zhuǎn)換事件,該事件以向南的俯沖為主導(dǎo)地位,晚期可能在東段耿集—大洪山—蘄春一帶發(fā)生了北向的俯沖(圖7)。這次洋陸轉(zhuǎn)換過程開始于新元古代早期,結(jié)束于南華紀(jì)初。

圖7 揚(yáng)子及周緣前寒武巖石、地層分布和(中)新元古代洋陸演化模式圖[95]Fig.7 Evolution pattern diagram of the distribution of the Precambrian rocks and strata and the Neoproterozoic Oceanic land of the Yangtze and its periphery1.揚(yáng)子太古—中元古代地層;2.江南造山帶850—750 Ma火山—沉積盆地;3.江南造山帶825—800 Ma花崗巖;4.揚(yáng)子西緣青白口紀(jì)巖漿弧;5.揚(yáng)子北緣950—750 Ma混雜巖、巖漿弧;6.武當(dāng)—桐柏—大別755—680 Ma裂谷盆地;7.黃陵地區(qū)1 118—974 Ma蛇綠巖;8.黃陵地區(qū)855—826 Ma花崗巖;9.揚(yáng)子750—540 Ma蓋層;XT-MZTF.曉天—磨子潭斷裂;QF-XGF.青峰—襄廣斷裂;TLF.郯廬斷裂;LMSF.龍門山斷裂;ALSF.哀牢山斷裂;SZ-MLF.師宗—彌勒斷裂;JSF.江紹斷裂。

5 結(jié)論

(1) 揚(yáng)子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣斷續(xù)出露新元古代與洋盆形成、俯沖—消減有關(guān)的蛇綠巖、弧火山—侵入巖組合,它們雖受后期構(gòu)造疊加改造強(qiáng)烈,但大體保留了沿二者邊界東西向線狀分布的特點(diǎn),一定程度上說明南秦嶺—大別地塊與揚(yáng)子地塊在新元古代可能發(fā)生過拼合、造山過程。

(2) 綜合現(xiàn)有的物質(zhì)、時(shí)間、空間格架,筆者初步認(rèn)為新元古代南秦嶺—大別地塊與揚(yáng)子地塊之間發(fā)生的洋陸轉(zhuǎn)換過程以向南的俯沖為主,晚期可能在局部(耿集—大洪山—蘄春一帶)發(fā)生向北俯沖,該過程開始于新元古代早期,結(jié)束于南華紀(jì)初。

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A Rustic Opinion of Neoproterozoic Ocean-continent CoversionEvents on the Northern Margin of Yangtze Block

CHEN Chao, XIONG Baocheng, HU Zhengxiang, ZHOU Feng, YANG Cheng, KONG Lingyao

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

Along the northern margin of the Yangtze block,the southern margin of Qinling- Dabie orogenic belt and both sides of Mianlue-Chengkou-Qingfeng-Xiang Guang fault,with the formation of oceanic basin,intermittent Neoproterozoic subduction subduction related ophiolite,arc volcano plutonic assemblage. The formation of these materials may be related to the formation and evolution of the Neoproterozoic integrated basement of the Yangtze River. based on the research results of the latest geological survey,from west to east selecting five typical areas black forest in Shaanxi,Hannan-Micangshan,Genji in Hubei,Dahongshan and Qichun,the paper focuses on the formation background and overall spatial structural framework of their material construction. It is inferred that the oceanic and continental transformation events occurred between the northern margin of the Yangtze River and the southern Qinling Mountains Dabie block. The process started in the early Neoproterozoic and ended in the early period of the Nanhua period,characterized by southward subduction and northward subduction in the late stage.

north margin of Yangtze block; Neoproterozoic; ocean-continent conversion; subduction

P544

A

1671-1211(2017)06-0659-10

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.06.001

2017-08-21;改回日期2017-10-12

湖北省地質(zhì)局科技項(xiàng)目(編號(hào):KJ2017-1)資助。

陳超(1987-),男,助理工程師,碩士研究生,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè),從事基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查與研究工作。E-mail:410104436@qq.com

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20171026.0843.018.html數(shù)字出版日期2017-10-26 08:43

于繼紅)