揚子北緣新元古代洋陸轉換事件芻議

陳 超, 熊保成, 胡正祥, 周 峰, 楊 成, 孔令耀

(湖北省地質調查院,湖北 武漢 430034)

揚子北緣新元古代洋陸轉換事件芻議

陳 超, 熊保成, 胡正祥, 周 峰, 楊 成, 孔令耀

(湖北省地質調查院,湖北 武漢 430034)

沿著揚子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣,沿著勉略—城口—青峰—襄廣斷裂兩側斷續新元古代與洋盆形成、俯沖—消減有關的蛇綠巖、弧火山—侵入巖組合,這些物質建造可能與新元古代揚子統一基底形成演化過程有關。以該帶最新地質調查研究成果為基礎,由西往東選取陜西黑木林、漢南—米倉山和湖北耿集、大洪山、蘄春等五個典型地區進行剖析,重點討論它們的物質建造的形成時代背景以及整體時空構造格架。初步推測新元古代揚子北緣與南秦嶺—大別地塊之間發生了洋陸轉換事件,該過程起始于新元古代早期,結束于南華紀初,以南向的俯沖為主要特征,晚期局部發生北向俯沖。

揚子北緣;新元古代;洋陸轉換;俯沖—消減

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

揚子北緣方面,雖然西側的碧口、漢南地區研究程度較高,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,近年也厘定了相關島弧巖漿巖和俯沖增生雜巖[31-34]。但相比揚子地塊其他位置,揚子北緣中—新元古代構造巖漿活動及洋陸轉換事件的研究、梳理相對薄弱。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的年代學證據[35-37]。根據Pb同位素組成特點,商丹斷裂帶以南的南秦嶺微地塊基底具有親揚子地塊的特點[38],其在揚子統一基底形成后可能成為了揚子北緣的重要組成部分。因此,現今揚子地塊北緣、秦嶺—大別造山帶南緣斷續分布的新元古代巖石—地層組合似乎存在一定的關聯性,它們可能是同一區域構造背景的產物。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、蘄春等五個典型地區為解剖對象,重點探討新元古代巖石—地層組合的形成時代背景及其相關的洋陸轉換過程。

1 區域地質背景

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

圖1 秦嶺—大別造山帶及鄰區地質構造簡圖[39]Fig.1 Geological structure diagram of Qinling-Dabie orogenic belt and its adjacent areas1.白堊紀—第四紀盆地;2.北秦嶺造山帶;3.南秦嶺古特提斯活動陸緣;4.南秦嶺—大別蓋層;5.南秦嶺—大別南華紀裂谷;6.碧口地塊基底;7.揚子地塊基底;8.桐柏—羅田雜巖;9.高壓變質帶;10.超高壓變質帶;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—略陽地區出露大量蛇綠混雜巖,研究發現其可能代表華北與揚子晚古生代—早中生代最終拼合的縫合帶[40-42]。大量學者認為,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。但也有學者對勉略縫合帶東延提出了不同觀點,認為其向東通過寧陜—湘河大型左行走滑剪切帶和桐柏—大別—蘇魯高壓—超高壓變質帶相連(圖1)。筆者認為,這種認識有其合理性,因為近年對鄂北隨南、鄂東蘄春地區與縫合帶相關的巖漿巖進行鋯石U-Pb年代學研究,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證據[35-36,49],說明前人定義的“勉略—隨南構造帶”背景復雜。

2 揚子北緣新元古代蛇綠巖和弧巖漿巖

2.1 黑木林地區

本文討論的黑木林地區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、泥盆—石炭紀地層碎塊和眾多超基性巖、基性輝長—輝綠巖和玄武巖、長英質火山巖,以及大理巖和放射蟲硅質巖巖塊的復雜蛇綠構造混雜帶。其中的輝綠—輝長巖、玄武巖巖塊地球化學顯示出洋中脊、洋島、島弧等不同環境特點[41,50-53]。早期對混雜帶內的火山巖同位素和硅質巖放射蟲年代學進行研究,獲得大量晚古生代—早中生代的年代證據[42,51,54-57],因此大部分學者認為其代表南秦嶺微地塊與揚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,近年對勉略混雜帶內巖漿巖年代學研究獲得了大量新元古代年齡證據(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]。這些年齡證據的獲得說明勉略帶內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、晉寧期兩期洋陸轉換記錄的復雜縫合帶。

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

圖2 黑木林—漢南地區地質簡圖[49,72](圖中測年位置編號對應表1)Fig.2 Geological sketch of Heimulin-Hannan area1.白堊—第四系;2.上三疊統—侏羅系;3.泥盆系—中三疊統;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.前寒武紀酸性侵入巖;10.地質界線;11.斷層(虛線代表推測);12.測年位置及編號。

2.2 漢南—米倉山地區

漢南—米倉山地區主體為基性輝長—輝綠巖、中酸性閃長巖—石英閃長巖—花崗閃長巖—花崗巖質侵入巖體,并含有少量的火山—沉積巖(西鄉群),習慣上稱之為漢南雜巖、米倉山雜巖。巖性組合與碧口地區類似,但碧口地區明顯以碧口群火山—沉積巖為主,而漢南—米倉山地區以侵入巖為主。形成時代方面,獲得最老的年齡為西鄉群火山巖950 Ma[29],最年輕的為西鄉地區正長花崗巖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,關于島弧、裂谷成因的爭議也較大,例如有人認為望江山基性巖體形成于島弧環境[28,66],而凌文黎等則認為形成于裂谷環境[71]。盡管存在爭議,但漢南—米倉山地區與碧口地區相似,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不可否認,只是對擠壓向伸展體制轉換的時間點不統一,鄧奇等認為該時間點為820 Ma左右[69],而凌文黎等認為到785 Ma±俯沖才結束[29,66-67,70],Dong等則認為俯沖一直可以持續到707 Ma。

表1 黑木林—漢南地區部分測年結果統計表Table 1 Statistical table of partial dating results of Heimulin-Hannan area

2.3 耿集地區

湖北棗陽耿集—板橋地區位于揚子地塊與桐柏—大別造山帶邊界部位,區內北部主要為造山帶南華紀武當群(原隨縣群),南部主要為揚子區震旦紀陡山沱組、燈影組及以上地層,二者邊界斷裂被上白堊系—第四系掩蓋嚴重(圖3)。對耿集—板橋地區出露的大套淺變質火山碎屑巖—沉積巖組合的屬性,一直以來存在爭議。1∶20萬區域地質調查認為其可與東側大洪山地區青白口紀“花山群”上部火山—碎屑巖對比,而耿集地區變火山—碎屑巖中的白云巖可與大洪山地區中元古代“打鼓石群陳家沖組”對比,將它們都歸為揚子地塊前南華基底[73]。但后來的研究和1∶25萬地質調查認為耿集—板橋地區與大洪山地區的火山碎屑巖—沉積巖組合變形、變質存在差異,將耿集—板橋地區的變火山碎屑巖—沉積巖組合劃為武當群(原隨縣群),認為其為造山帶武當群逆沖到揚子蓋層之上而局部剝蝕形成的飛來峰構造[74-75]。

圖3 耿集—板橋地區地質簡圖及圖切剖面圖Fig.3 Cutting profile map and geological sketch of Genji-Banqiao1.白堊—第四系;2.二疊系—下三疊統;3.志留系;4.上寒武統—奧陶系;5.震旦系—上寒武統;6.南華系;7.青白口系;8.中元古界;9.輝綠—輝長巖;10.砂巖;11.灰巖;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—桐柏—大別造山帶與揚子地塊界線);17.逆斷層;18.正斷層;19.片理;20.鋯石測年位置及結果。

近年筆者通過對大洪山和耿集—板橋地區展開系統調查,發現區內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、構造特征、形成時代等方面都存在差異,耿集地區以疊層石白云巖、變火山—沉積巖(分別為圖3中Pt2、Qb)為主,與上覆震旦紀陡山沱組主要呈角度不整合接觸,變酸性火山凝灰巖中鋯石U-Pb測年結果為817 Ma(未發表數據);板橋地區主要為變火山—沉積巖,后期基性侵入巖發育,與周圍地層主要呈斷層接觸,變酸性火山凝灰巖中鋯石U-Pb測年獲得736 Ma的成巖年齡(未發表數據)。基于以上差異,筆者認為耿集地區白云巖、變火山—沉積巖應分別對應大洪山地區中元古代打鼓石群、弧火山巖(具體見大洪山地區介紹),火山—沉積巖在晉寧期洋陸轉換過程中逆沖到白云巖之上,之后接受震旦紀陡山沱組角度不整合覆蓋(圖3剖面AB)。而板橋變火山—沉積巖對應北部武當群,可能于印支期逆沖推覆到揚子早古生代蓋層之上。

2.4 大洪山地區

湖北隨南大洪山地區西北毗鄰耿集—板橋地區,同樣處在揚子地塊與桐柏—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北部,斷裂以北主要為造山帶南華紀—古生代地層,以南主要為前南華基底和南華紀蓮沱組及以上蓋層(圖4)。早期區域地質調查認為,區內前南華系主要為中元古代打鼓石群和青白口紀花山群[73,76]。后來董云鵬等對花山群進行解體[75],從中解體出“花山蛇綠混雜巖”[77],并根據地層疊置關系將“蛇綠巖”時代定為石炭紀—早三疊世,認為其為晚古生代—早中生代勉略帶向東延伸部分[78],且這種觀點得到了大量學者的認可[40-41,45,79-83]。

然而,近年筆者在大洪山地區進行了系統的調查研究,但并沒有獲得晚古生代—早中生代的年代學證據,卻取得了大量的青白口紀鋯石U-Pb年齡,加上特殊的物質組成和結構、構造特點,筆者認為大洪山地區可能存在晉寧期縫合帶,其整體由中元古代穩定陸緣沉積打鼓石群、增生雜巖和巖漿弧三套物質組成(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,巖漿巖地球化學顯示出島弧成因的特點,獲得6個侵入巖鋯石U-Pb年齡范圍為876—858 Ma,2個火山巖年齡分別為841 Ma、828 Ma[31-33,47]。增生雜巖以一套碎屑巖為基質,內部構造混雜大量鎂鐵質玄武巖和輝綠—輝長巖、碳酸鹽巖、硅泥質巖、濁積巖巖塊。其中鎂鐵質巖巖塊可能形成于洋中脊、洋島、洋內弧三種與洋盆演化有關的環境,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]。穩定陸緣沉積打鼓石群以白云巖為主,砂巖次之,其中凝灰巖夾層鋯石U-Pb年齡為～1.2 Ga,巖性組合、時代、Hf同位素與鄂西神農架群有可對比性[85]。因此,大洪山地區保存一套由中元古代晚期穩定陸緣到新元古代洋盆形成,再到后期俯沖—增生的復雜洋陸轉換過程的物質記錄。

圖4 大洪山地區晉寧期縫合帶地質簡圖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);11.洋鎂鐵質巖巖塊;12.洋盆硅泥質巖巖塊;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;20.一般地質界線;21.韌性剪切、片理化帶;22.鋯石U-Pb測年位置及年齡。

2.5 蘄春地區

蘄春地區位于秦嶺—大別造山帶東端南緣、青峰—襄廣斷裂北側(圖1),區內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、南華紀、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)。賴紹聰等認為蘄春地區的基性—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—初始洋盆環境,而黃廠一帶中酸性火山巖—碎屑巖形成于島弧環境,它們應為秦嶺—大別造山帶南緣勉略洋形成演化過程中的產物[41,43]。錢存超也對蘄春地區基性—超基性巖和黃廠一帶火山巖進行過研究,進一步證實蛇綠巖和島弧火山巖存在的可靠性,同時其還取得了黃廠中酸性火山巖817 Ma(LA-ICP-MS法)的上交點年齡[37]。由此可知,蘄春地區可能確實存在縫合帶物質殘余,但這套物質具體形成時代仍存在一定的爭議,從而影響到其大地構造背景的準確判斷。

通過區域總結分析,筆者初步判斷蘄春地區蛇綠巖和島弧火山巖是晉寧期洋陸轉換過程中的產物。首先,從巖石建造的形成環境來看,蘄春地區存在蛇綠巖、島弧巖漿巖(即縫合帶物質殘余)的觀點已經基本被認可[37,41,86],這些物質組合都是洋陸轉換過程中的產物。其次,形成時代方面,蘄春地區巖石地層以元古界和中—新生界為主,完全缺失古生界,將區內的蛇綠巖與主體形成于晚古生代的勉略帶對比,其合理性有待商榷。而相反從已經獲得的年代學資料可知,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獲得841 Ma、824 Ma的鋯石年齡(測年位置見圖5)[48],加上大悟—紅安一帶報道的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物。其三,從區域背景來說,秦嶺—大別造山帶發育新元古代、早古生代、晚古生代—中生代3期構造巖漿活動[88-89]。筆者在蘄春地區野外地質調查發現,蘄春地區的基性—超基性巖和島弧火山—沉積巖明顯遭受較強的變質和多期的變形作用,將其定位于晚古生代—中生代勉略帶演化過程中的產物的觀點與野外現象不符。

圖5 蘄春地區地質簡圖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.南華紀中酸性侵入巖;7.青白口紀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測年位置及年齡。

2.6 小結

揚子地塊北緣、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,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個地區,斷續出露新元古代與洋盆形成、俯沖—消減有關的蛇綠巖、弧火山—侵入巖組合。雖然它們受后期南華紀—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烈,但其大體保留了沿著揚子北緣呈東西向線狀分布的特點,一定程度上說明南秦嶺—大別地塊與現今揚子地塊在新元古代可能發生過拼合、造山過程。

3 揚子北緣南華系及其上蓋層特點

揚子地塊北緣和秦嶺—大別南緣巖石地層、變形變質特點都有明顯的區別,習慣上認為二者屬于不同地塊,直到中生代才拼貼到一起。但對比揚子地塊北緣和秦嶺—大別南緣南華紀—早震旦世地層(圖6-a),南華紀早期揚子地塊北緣為蓮沱組陸相沉積[90-91],秦嶺—大別南緣為武當群、耀嶺河組裂谷火山—碎屑沉積[92-93]?湖北省地質調查院,湖北省區域地質志(新版),待出版。,兩側差異較大;到了南華紀晚期,揚子地塊北緣廣泛出露南沱組冰磧巖,秦嶺—大別南緣勉略地區也出現了冰磧巖,武當山地區耀嶺河組上部有一套含火山碎屑巖的類冰川沉積[94],該時期兩側沉積有了一定的相似性;震旦紀—早寒武世,都出現以陡山沱組、燈影組為代表的濱淺海碎屑巖—碳酸鹽巖沉積(武當山地區的江西溝組、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、燈影組對比)。這說明揚子地塊北緣和秦嶺—大別南緣南華紀之前同屬于統一揚子基底北緣,南華紀早期揚子地塊北緣屬于陸相,秦嶺—大別造山帶南緣屬于裂谷相,南華紀晚期—寒武紀早期二者逐漸演化為同一濱淺海相(圖6-b)。結合區域地質背景,南華紀之前揚子地塊和秦嶺—大別南緣最有可能拼貼到一起的時間為新元古代早期。這從另一個角度證明,揚子地塊和秦嶺—大別南緣在新元古代早期發生了洋陸轉換、拼合—造山事件。

圖6 揚子地塊北緣和秦嶺—大別造山帶南緣南華系及其上蓋層對比圖(a),南華紀—震旦紀揚子北緣沉積演化模式圖(b)?勉略地區、碧口地區、漢南地區參考陜西區域地質志修編,武當山地區、隨棗地區、大別山南緣、神農架地區、大洪山地區參考湖北區域地質志修編。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.灰巖;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 揚子北緣新元古代洋陸轉換過程

揚子西北緣碧口地區、漢南—米倉山地區發育大量新元古代島弧火山巖—侵入巖組合(圖2)[23,26-28,62],前人習慣將它們與揚子西緣的攀西、康定一帶的新元古代島弧巖石組合聯系起來,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資料的獲得,少量學者認為碧口—漢南—米倉山地區的島弧巖石組合為老的新元古代勉略洋向南俯沖的產物[35,72]。對漢南—米倉山地區的弧火山巖—侵入巖研究發現,具有從南向北遷移、由初始島弧向成熟島弧演化的特點[68],說明新元古代漢南—米倉山島弧的形成確實與南向俯沖作用有關。并且根據現有的鋯石U-Pb年代學資料,這種南向的俯沖作用可能開始于890 Ma±,一直持續到750 Ma±[26-27]。

揚子北緣大洪山地區,三里崗—三陽一帶存在一套弧侵入巖—火山巖組合(圖4),其形成時間集中在947—828 Ma。Xu等認為其應與黃陵地區的廟灣蛇綠巖相關聯,為北向俯沖的產物[32]。但根據Peng,Jiang等的研究,廟灣蛇綠巖主體形成時間為1 118—974 Ma[18,95]。二者形成時間上差異較大,將其歸納為同一洋盆系統下的產物欠佳。三里崗—三陽弧侵入巖—火山巖南側發育一套增生雜巖,其中的玄武巖、輝綠巖巖塊測年結果都為820 Ma±[31,84]。根據巖漿弧、增生雜巖的空間展布特點(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。但根據現有的精確年代學資料,巖漿弧形成的時間為876—828 Ma,而增生雜巖形成于820 Ma±,這與先形成洋盆、后產生俯沖的常理悖逆。因此,筆者認為大洪山地區可能早期(947—828 Ma)經歷了由北向南的俯沖,產生了三里崗—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,轉為由南向北俯沖,三里崗—三陽一帶南側形成俯沖增生雜巖,在桐柏南緣耿集地區和大別南緣形成了相應的弧火山巖。

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

圖7 揚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.揚子西緣青白口紀巖漿弧;5.揚子北緣950—750 Ma混雜巖、巖漿弧;6.武當—桐柏—大別755—680 Ma裂谷盆地;7.黃陵地區1 118—974 Ma蛇綠巖;8.黃陵地區855—826 Ma花崗巖;9.揚子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 結論

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

(2) 綜合現有的物質、時間、空間格架,筆者初步認為新元古代南秦嶺—大別地塊與揚子地塊之間發生的洋陸轉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)發生向北俯沖,該過程開始于新元古代早期,結束于南華紀初。

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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

湖北省地質局科技項目(編號:KJ2017-1)資助。

陳超(1987-),男,助理工程師,碩士研究生,構造地質學專業,從事基礎地質調查與研究工作。E-mail:410104436@qq.com

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20171026.0843.018.html數字出版日期2017-10-26 08:43

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