發(fā)布時間：2017-01-17 21:05

  本文關(guān)鍵詞：華北南緣中—新元古代地層年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國地質(zhì)大學(xué)》 2015年

華北南緣中—新元古代地層年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

汪校鋒  

【摘要】：華北克拉通的前寒武地質(zhì)研究近年來受到國內(nèi)外學(xué)者的空前重視,近十年來發(fā)表了大量文獻(xiàn),其中的焦點(diǎn)之一就是中-新元古代地層的物質(zhì)組成、沉積時代、劃分對比。在華北克拉通太古宙-古元古宙結(jié)晶基底之上,覆蓋著大面積的中-新元古代沉積蓋層。主要包括北部和東部的長城、薊縣和青白口系,北緣的狼山-渣爾泰山群、白云鄂博群和化德群,和遼南、山東和徐淮地區(qū)分布的沉積巖系,以及南緣的熊耳群火山-沉積巖系(1.80-1.75Ga)及其上的中-新元古代地層等。眾所周知,華北北部燕遼裂谷盆地薊縣地區(qū)的長城系、薊縣系和青白口系地層一直作為中-新元古代標(biāo)準(zhǔn)層序剖面,但自2007年以來,其地層同位素年代學(xué)玉作取得了重大進(jìn)展,下馬嶺組之下的中元古界時代被重新標(biāo)定為1.65-1.32Ga之間,原“薊縣紀(jì),,所代表的1.2-1.0Ga期間的剖面記錄有待重新建立,尋找該時段的標(biāo)準(zhǔn)剖面是華北地層工作者的重要任務(wù),一些學(xué)者寄希望于華北南緣的中-新元古代地層來填補(bǔ)這一空白。此外,中國中元古界的底界時代為長城系(1.8Ga)的底界時代,與國際上的(1.6Ga)不同,其主要依據(jù)就是華北北部燕遼裂谷或華北南緣熊耳裂谷的底界時代,由于燕遼長城系的底界被限定為1.65 Ga左右,表明燕遼裂谷發(fā)育時限比“熊耳裂谷,,(1.80-1.75Ga)起始時限晚,且熊耳群為火山巖,不同于正常沉積地層,因此,有部分學(xué)者主張中國中元古界沉積的起始時限是1.65Ga,與國際接軌。然而這一命題的成立,關(guān)鍵要看華北南緣的熊耳群之上中元古代沉積地層時代,即云夢山組或高山河組時代是否比燕遼地區(qū)常州溝組更老。長期以來,華北南緣熊耳群之上的中-新元古代地層時代也存在爭論,有歸屬長城紀(jì)、薊縣紀(jì)、青白口紀(jì)三種觀點(diǎn),如果沉積時限主要發(fā)生在長城紀(jì),則有可能是熊耳群之后連續(xù)沉積,且表明豫西地區(qū)的“長城系”更為完整,那么長城系的底界是否應(yīng)該以熊耳群的底部為界?如果是原“薊縣紀(jì)”期間沉積,是否可能填補(bǔ)中元古代地層柱的空白?或者如果是青白口紀(jì),那如此長的時空間斷,則構(gòu)造上又作何解釋?這些都與中國中元古代的地層劃分和構(gòu)造演化等重大基礎(chǔ)地質(zhì)問題密切相關(guān)。華北克拉通南緣的中-新元古界主要分布在河南-陜西-山西交界地區(qū),即習(xí)慣稱呼的“豫陜裂谷”當(dāng)中,其中又以河南西南部為主。該區(qū)中-新元古代地層發(fā)育齊全,露頭連續(xù),是華北克拉通中元古代地層出露最好的地區(qū)之一。因其下有熊耳群火山巖、上有羅圈組冰磧巖的特點(diǎn),在華北中-新元古代相關(guān)研究領(lǐng)域不多見,一直是研究的熱點(diǎn)地區(qū)之一：二十世紀(jì)九十年代以來,在該地地層中發(fā)現(xiàn)一些宏觀藻類、特殊的微古植物及疑似遺跡化石,使該地區(qū)又成為早期生命演化的重要研究窗口；近年來,華北南緣又作為一些學(xué)者所提出的“華北中部造山帶”的南部主體,是作為探討中-新元古代華北克拉通與哥倫比亞、羅迪尼亞超大陸演化關(guān)系等重大命題的理想地區(qū),因此,該地區(qū)又一次引起了人們更多的重視。在傳統(tǒng)方案中,河南西南部地區(qū)中-新元古界主要包括中元古界長城系熊耳群、薊縣系汝陽群、薊縣系官道口群(含高山河組)、新元古界青白口系洛峪群、欒川群等,其上被“震旦系”黃連垛組、董家組、羅圈組、或者寒武系辛集組等不整合覆蓋。但令所有研究者感到困擾的是：豫西南地區(qū)中-新元古代地層精確年代學(xué)工作明顯薄弱,各地層一直缺乏可靠的鋯石U-Pb同位素年齡來限定,多年來其沉積時代一直爭論不休,給地質(zhì)生產(chǎn)工作者和科研工作者帶來許多不確定性,因此,確定華北南緣的中-新元古代地層時代問題變得十分迫切。近年來隨著同位素測年技術(shù)的快速發(fā)展及地層學(xué)的精細(xì)研究,精確限定華北南緣的中-新元古代地層的時代正變成可能。地層學(xué)者們逐漸意識到精確限定地層需要合適的測年載體,特別是一些火山巖夾層或者中酸性侵入巖,但豫西南中-新元古代地層似乎缺乏這類物質(zhì),雖然人們早就在汝陽群云夢山組及官道口群高山河組下部分別發(fā)現(xiàn)了偏基性的安山質(zhì)火山巖夾層,但至今未見公開的鋯石U-Pb同位素年齡報道,從而引起了人們的思考,該套火山巖是地層的夾層嗎?其精確時代是否可以確定?除此之外,豫西南地區(qū)中-新元古代地層之中是否存在其他的火山巖夾層?是否能夠獲得精確的同位素年齡值?是否存在與地層密切相關(guān)的、能夠限定地層時代的侵入巖?有沒有其他方法對該套地層時代進(jìn)行約束?筆者于2010年以來在豫西南地區(qū)從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作,圍繞這一目標(biāo)進(jìn)行了大量資料分析、野外調(diào)查和樣品測試分析工作,針對各典型剖面中的高山河組火山巖、云夢山組火山巖、高山河組砂巖、云夢山組砂巖、洛峪口組沉凝灰?guī)r,系統(tǒng)采集樣品,在巖石學(xué)、巖石化學(xué)分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用LA-ICP-MS法進(jìn)行鋯石U-Pb同位素定年,獲得一批可靠的、高質(zhì)量的鋯石U-Pb同位素年齡資料,并廣泛查閱分析區(qū)域內(nèi)侵入巖年代學(xué)資料,從不同角度論證了官道口群、汝陽群、洛峪群等地層的沉積時限,為進(jìn)一步限定華北南緣中-新元古代地層的時代格架提供了重要證據(jù),為建立華北南緣中.新元古代層型剖面和地層格架、為探討華北南緣前寒武紀(jì)地質(zhì)演化提供依據(jù),也為華北克拉通元古界地層的劃分、地層框架的建立和對比以及與全球中元古界層型剖面的對比提供了重要的地質(zhì)基礎(chǔ)。主要認(rèn)識和進(jìn)展如下：(1)通過鋯石U-Pb同位素年代學(xué)研究,獲得了原“高山河組火山巖”、“云夢山組火山巖”鋯石U-Pb同位素年齡值161±1Ma,代表本期火山事件年齡,排除了其限定元古代地層時代的可能性,并結(jié)合一些野外接觸關(guān)系資料,及板內(nèi)背景的地球化學(xué)特征,將原定于汝陽群、官道口群的火山巖重新解體出來,歸于中-晚侏羅紀(jì)超淺成的次火山巖,此外,豫西南地區(qū)中-晚侏羅紀(jì)的火山事件非常稀少,該結(jié)果對燕山早期的構(gòu)造-巖漿事件研究也具有重要意義。(2)確認(rèn)河南汝州陽坡剖面洛峪口組中部層凝灰?guī)r鋯石為巖漿鋯石,獲得其1640±16Ma的高精度年齡,將洛峪群-汝陽群的時代標(biāo)定于固結(jié)紀(jì)(Statherian,1800～1600 Ma)。(3)通過對侵入官道口群的巖體年代學(xué)資料分析,提取了一些重要巖體年代學(xué)信息,其中陜西洛南縣侵入龍家園組地層之中的麻坪堿性正長巖其鋯石年齡值1598±9Ma,侵入馮家灣組的小河巖體的U-Pb年齡上交點(diǎn)年齡1463Ma,近似代表了該群上限時代,可粗略地將官道口群也標(biāo)定為中元古代固結(jié)紀(jì)。(4)通過高山河組底部碎屑巖、云夢山組底部碎屑巖的鋯石U-Pb同位素測年,獲得了其最年輕的年齡數(shù)據(jù)分別為1706±61Ma、1711±37Ma,可初步將其底界限定為1710 Ma左右,即整個華北南緣的官道口群、汝陽群-洛峪群的時限大體應(yīng)在1710～1600 Ma之間,進(jìn)一步限定了中元古代沉積地層的起始時限。通過以上年齡數(shù)據(jù),結(jié)合其他資料,建立了華北南緣的中元古代年代地層格架,這一重要成果對于華北南緣的中元古代地層框架的建立、華北南緣和北緣的地層對比、中元古代長城紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)剖面的建立及底界時代的確立、早期生命演化、哥倫比亞超大陸演化等重大命題的研究,具有重要意義。(5)高山河組及云夢山組五件樣品碎屑鋯石207Pb/206Pb年齡范圍在3.48-1.70 Ga之間,顯示其物源主要為晚太古代-古元古代的地質(zhì)體,并且表現(xiàn)有很明顯的1.83Ga、1.95Ga、 2.15Ga、2.53 Ga、2.73 Ga的年齡峰值,其中1.95Ga、1.83 Ga的年齡峰值代表了華北普遍發(fā)生的兩期峰期變質(zhì)作用。以上資料,為限定華北南緣中-新元古代地層的時代格架、為探討華北南緣前寒武紀(jì)地質(zhì)演化提供重要依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P534.3
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：華北南緣中—新元古代地層年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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