华南新元古代花岗岩的锆石U_Pb年龄及其构造意义
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[ 8] Royden L H. Evolut ion of retreat ing subduction boundaries formed dur ing continental collision[ J] . Tectonics , 1993, 12: 629- 638.
造山运动。赣东北 皖南~ 1. 0 Ga 的蛇绿岩很可能 是在扬子 华夏块体碰撞后期沿后撤板块边缘局部 拉开的小洋盆残片, 与新生代非洲和欧洲板块碰撞 类似[ 8] 。扬子克拉通广泛出露的 830~ 820 Ma 花岗 岩显然与 Grenville 期造山运动无关, 但却和地幔柱 成因的基性侵入岩在时空上密切共生。华南约 825 Ma 地幔柱活动可以在时间、空间和热源上非常合理 地解释这些分布范围广、类型各异、时代一致的花岗 岩成因。按照地幔柱理论, 华南大陆岩石圈下的地 幔柱头在空间范围上应大于 1 000 km, 地幔柱的活 动时间集中在数百万年, 同时, 幔源岩浆底侵到下地 壳将带来大量的热源使地壳发生重熔形成花岗岩。 花岗岩的类型与发生重熔的源岩类型和重熔的 p t 条件相关, MPG 和 CPG 分别是泥质变质沉积岩在富 H2 O 和贫 H2O 条件下重熔形成的, 桂北的黑云母花 岗岩闪长岩和英云闪长岩是泥质变质沉积岩重熔形 成的岩浆混染少量幔源岩浆形成的, 黄陵 TTG 则是 基性斜长角闪岩重熔( 残留相富石榴子石) 形成的, 而峨山 KCG 则是钙碱性火成岩部分熔融的岩浆经 结晶分异演化形成的。少数幔源岩浆侵入到地壳浅 部形成了约 825 Ma 的基性岩墙 岩席。因 此, 华南 新元古代 830~ 820 Ma 花岗岩很可能是地幔柱活动 导致下地壳重熔的产物。
10 Ma、许村岩体为 829 11 Ma。这些结果与已经 发表的湖北黄陵岩体、广西三防、本洞和元宝山岩体 等花岗岩的高精度锆石 U Pb 年龄完全一致( 表 1) ,
表明在 820~ 830 Ma 期间, 扬子克拉通在大于 1 500 700 km 范围内的广大区域内几乎同时发生了广
泛的地壳重熔事件。
区域同位素年代学和地球化学
矿物岩石 地球化学通报 Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry
Vol. 20 No. 4, 2001 Oct.
Biblioteka Baidu
华南新元古代花岗岩的锆石 U Pb 年龄及其构造意义
李献华1, 李正祥2, 葛文春1 , 周汉文1, 3, 李武显1, 刘 颖1
[ 7] Li Z X, Li X H, Zhou H W, et al . Grenville aged continent al colli sion in South China: new SHRIMP U Pb zircon result s and implicat ions for Rodinia configuration[ J] . Geology, 2001 ( submitted) .
花岗岩的形成通常是在地幔向地壳传输热和 或物质的时期, 因此也常常和一些重大地质构造事 件相关。扬子块体周缘和内部广泛分布新元古代花 岗岩, 这些花岗岩传统上被认为是和造山运动有关 的, 如同造山花 岗岩[ 1] 或晚造山 后造山花岗 岩[ 2] 。 然而, Li 等[ 3] 最近根据桂北四堡群中的基性岩脉 岩 席的 SHRIMP 锆石U Pb 年龄为 828 7 Ma 和澳大利 亚 Gairdner 地幔柱成因的岩墙群( 827 6 Ma) 年龄一 致, 以及这一时期大规模地壳抬升去顶以及随后形 成裂谷, 提出华南存在~ 825 Ma 的地幔柱。在桂北 地区, 819~ 826 Ma 的花岗岩与 828 Ma 的基性岩在 时空上密切共生, 因此他们将这些花岗岩解释成是 由于地幔柱活动导致地壳重熔所致。
收稿日期: 2001 06 30 第一作者简介: 李献华( 1961 ) , 男, 研究员, 博士生导师, 从事同位素地球化学研究
272
李献华等/ 华南新元古代花岗岩的锆石 U Pb 年龄及其构造意义
表 1 扬子块体新元古代花岗岩年龄 Table 1 Summary of high precision U Pb zircon ages for the Neoproterozoic granitoids in the Yangtze Block, South China
虽然扬子块体周缘和内部 820~ 830 Ma 的花岗 岩在形成时代非常一致, 但各个岩体的岩性与岩石 类型却有很大差异。湖北的黄陵岩体主要为奥长花 岗岩和少量英云闪长岩和花岗闪长岩, 类似于太古 代的 TTG 岩石组合, 属典型的 I 型花岗岩[7] , 或现代 的 埃达克质 花岗岩[5] , 元素地球化学和 Sm Nd 同 位素组成表明黄陵花岗岩是区内太古代崆岭群变质 基性岩重熔的产物。江西北部的九岭岩体和安徽南
[ 6] Mart in H. Archean grey gneisses and the genesis of continental crust [ A ] . Condie A C ed . Archean Crustal Evolution [ M] . Amsterdam: Elsevier, 1994. 205- 259.
start with a mant le plume beneath South China? [ J] . Eart h Planet . , Sci . , Lett . , 1999, 173: 171- 181.
矿物岩石地球化学通报
273
[ 4] 马国干, 张自超, 李华芹, 等. 扬子地台震旦系同位素 年代地层 学的研究[ J] . 宜昌地质矿产研究所所刊, 1989, 14: 83- 123.
在已经提出的各种花岗岩分类方案中, 花岗岩 的类型、成因和形成构造环境之间的关系是花岗岩 研究的重点。现有的大量研究表明花岗岩可以形成 于各种地质构造背景( 如大陆岩石圈伸展和裂谷区, 洋壳 洋壳、洋壳 陆壳和陆壳 陆壳碰撞区, 以及 大陆岩石圈造山后环境等) , 但目前却很少有研究关 注地幔柱活动是否会导致地壳重熔形成花岗岩, 事 实上, 地幔柱活动是地幔向地壳传输热和物质的一 个非常重要的过程。
参考文献:
[ 1] 邢凤鸣, 徐祥, 陈江峰, 等. 江南古陆东南缘 新元古代大陆增 长 史[ J] . 地质科学, 1992, 66: 59- 72.
[ 2] 李献华. 广西北部新元古代花岗岩锆石 U Pb 年代学及其构 造 意义[ J] . 地球化学, 1999, 28( 1) : 1- 9.
[ 3] Li Z X, Li X H, Kinny P D , et al . The breakup of Rodinia: did it
岩体
主体岩性
成因类型
年龄 Ma
分析方法
数据来源
湖北黄陵 广西本洞 广西三防 广西元宝山 云南峨山 江西九岭 安徽许村
奥长花岗岩 黑云母花岗闪长岩 淡色花岗岩 淡色花岗岩 黑云母钾长花岗岩 堇青石花岗闪长岩 堇青石花岗闪长岩
I 型 TTG S 型 CPG S 型 MPG S 型 MPG I 型 KCG S 型 CPG S 型 CPG
根据不同类型花岗岩形成的构造环境[ 5] , MPG 和 CPG 型花岗岩主要形成于陆 陆碰撞造山或造 山后环境, TTG 主要形成于活动大陆边缘或板内底 侵基性岩的重熔, 而 KCG 型花岗岩形成的构造环境 较复杂, 其形成常常代表构造背景的转变, 如产出于 碰撞运动达到顶点后的松弛阶段, 或产出于从挤压 向拉张转变的过程中。扬子块体不同地区的新元古 代花岗岩虽然在成因类型上有很大差别, 但是它们 的形成时代( 820~ 830 Ma) 高度一致, 表明这些不同 类型的花岗岩应形成于相同或相关的构造环境。
根据赣东北 皖南蛇绿岩的年龄约 1. 0 Ga, 许多 研究人员认为华夏和扬子碰撞拼合的时代在 0. 9~ 1. 0 Ga, 然而却明显缺乏这个时期的变质作用记录。 最近 Li Z. X 等[ 7] 在华南识别出 1. 0~ 1. 3 Ga 的变质 作用和岩浆活动, 确认华南存在 Grenville 期的碰撞
注: 成因类型中的 I 型和 S 型采用 Chappell & White( 1992) 的分类方案; MPG、KCG、CPG 等采用的是 Barbarin[ 5] 的分类方
案; TTG 为英云闪长岩 奥长花岗岩 花岗闪长岩[6]
变质沉积岩重熔的形成的, 其中黑云母英云闪长岩 混入了少量的地幔组分。云南峨山钾长花岗岩虽然 显示出过铝质的特征, 但其一系列的地球化学化学 特征表明它是分 异的 I 型花岗岩或 KCG 型 花岗岩 ( 高钾 低镓富钾长石斑晶的钙碱性花岗岩) , 是区域 早 中元古代钙碱性火成岩重熔的产物。
虽然前人已对扬子克拉通周缘新元古代花岗岩 进行过一些年代学工作, 但获得的年龄大多存在精 确度和准确度的问题。我们用高精度高灵敏度离子 探针质谱( SHRIMP) 对扬子克拉通 3 个代表 性的新 元古代花岗岩 云南峨山岩体、江西九岭岩体和 安徽许村岩体进行了锆石 U Pb 年龄测定, 获得的结 果分别是: 峨山岩体为 818 10 Ma、九岭岩体为 818
部的许村、休宁、歙县岩体均为含堇青石的黑云母花
岗闪长岩, 为典型 S 型花岗岩或 CPG 型花岗岩 ( 含 堇青石富黑云母的过铝质花岗岩) , 是区域中元古代 泥质变质沉积岩重熔的形成的。广西北部的花岗岩
包括两类, 一类为含白云母淡色花岗岩( 以三防岩体 和元宝山岩体为代表) , 属 S 型花岗岩或 MPG 型花 岗岩( 含白云母的过铝质花岗岩) , 另一类为黑云母 花岗闪长岩为 S 型花岗岩或不含堇青石的 CPG 型 花岗岩, 而该地区少量的黑云母英云闪长岩则属于 I S 过渡型花岗岩或壳 幔混合型花岗岩, 在 Barb arin[ 5] 的花岗岩分类方案中没有对应的类型。广西 北部的这两类花岗岩主要是区域早 中元 古代 泥质
[ 5] Barbarin B. A review of t he relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments [ J] . Lithos, 1999, 46: 605- 626.
819 07 819 09 826 10 824 04 818 10 818 10 829 11
SHRIMP 锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb 颗粒锆石 U Pb 颗粒锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb
马国干等[4] 李献华[2] 李献华[2] 李献华[2] 本文 本文 本文
( 1. 中国科学院 广州地球化学研究所, 广东 广州 510640; 2. 西澳大利亚大学地质和地球物理系, WA 6009, 澳大利亚; 3. 中国地质大学 地球科学学院, 湖北 武汉 430074)
摘 要: SHRIMP 锆石 U Pb 年龄测定结果表明, 云南峨 山、江西九岭和安徽许村等 3 个岩体的形成年 龄分别为 818 10 Ma、818 10 Ma 和 829 11 Ma, 与广西 北部的本洞、三防、元宝山、湖北 的黄陵岩体 以及的广 西北部的 基性岩墙的年龄完全一致, 表明在 820~ 830 Ma 期间, 扬 子克拉 通在广大 区域内 几乎同 时发生 了广泛 的地壳 重熔和幔源基性岩浆活动。虽然这些花岗岩的类型不 同, 但它 们的形成 时代相当一 致, 表 明这些不同 类型的 花岗岩应形成于相同或相关的构造环境, 很可能是地幔柱活动导致下地壳重熔的产物。 关 键 词: 花岗岩; 锆石 U Pb 年龄; 新元古代; 地幔柱; 华南 中图分类号: P588 12+ 1( 26) P597+ 3 文献标识码: A 文 章编号: 1007 2802( 2001) 04 0271 03
造山运动。赣东北 皖南~ 1. 0 Ga 的蛇绿岩很可能 是在扬子 华夏块体碰撞后期沿后撤板块边缘局部 拉开的小洋盆残片, 与新生代非洲和欧洲板块碰撞 类似[ 8] 。扬子克拉通广泛出露的 830~ 820 Ma 花岗 岩显然与 Grenville 期造山运动无关, 但却和地幔柱 成因的基性侵入岩在时空上密切共生。华南约 825 Ma 地幔柱活动可以在时间、空间和热源上非常合理 地解释这些分布范围广、类型各异、时代一致的花岗 岩成因。按照地幔柱理论, 华南大陆岩石圈下的地 幔柱头在空间范围上应大于 1 000 km, 地幔柱的活 动时间集中在数百万年, 同时, 幔源岩浆底侵到下地 壳将带来大量的热源使地壳发生重熔形成花岗岩。 花岗岩的类型与发生重熔的源岩类型和重熔的 p t 条件相关, MPG 和 CPG 分别是泥质变质沉积岩在富 H2 O 和贫 H2O 条件下重熔形成的, 桂北的黑云母花 岗岩闪长岩和英云闪长岩是泥质变质沉积岩重熔形 成的岩浆混染少量幔源岩浆形成的, 黄陵 TTG 则是 基性斜长角闪岩重熔( 残留相富石榴子石) 形成的, 而峨山 KCG 则是钙碱性火成岩部分熔融的岩浆经 结晶分异演化形成的。少数幔源岩浆侵入到地壳浅 部形成了约 825 Ma 的基性岩墙 岩席。因 此, 华南 新元古代 830~ 820 Ma 花岗岩很可能是地幔柱活动 导致下地壳重熔的产物。
10 Ma、许村岩体为 829 11 Ma。这些结果与已经 发表的湖北黄陵岩体、广西三防、本洞和元宝山岩体 等花岗岩的高精度锆石 U Pb 年龄完全一致( 表 1) ,
表明在 820~ 830 Ma 期间, 扬子克拉通在大于 1 500 700 km 范围内的广大区域内几乎同时发生了广
泛的地壳重熔事件。
区域同位素年代学和地球化学
矿物岩石 地球化学通报 Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry
Vol. 20 No. 4, 2001 Oct.
Biblioteka Baidu
华南新元古代花岗岩的锆石 U Pb 年龄及其构造意义
李献华1, 李正祥2, 葛文春1 , 周汉文1, 3, 李武显1, 刘 颖1
[ 7] Li Z X, Li X H, Zhou H W, et al . Grenville aged continent al colli sion in South China: new SHRIMP U Pb zircon result s and implicat ions for Rodinia configuration[ J] . Geology, 2001 ( submitted) .
花岗岩的形成通常是在地幔向地壳传输热和 或物质的时期, 因此也常常和一些重大地质构造事 件相关。扬子块体周缘和内部广泛分布新元古代花 岗岩, 这些花岗岩传统上被认为是和造山运动有关 的, 如同造山花 岗岩[ 1] 或晚造山 后造山花岗 岩[ 2] 。 然而, Li 等[ 3] 最近根据桂北四堡群中的基性岩脉 岩 席的 SHRIMP 锆石U Pb 年龄为 828 7 Ma 和澳大利 亚 Gairdner 地幔柱成因的岩墙群( 827 6 Ma) 年龄一 致, 以及这一时期大规模地壳抬升去顶以及随后形 成裂谷, 提出华南存在~ 825 Ma 的地幔柱。在桂北 地区, 819~ 826 Ma 的花岗岩与 828 Ma 的基性岩在 时空上密切共生, 因此他们将这些花岗岩解释成是 由于地幔柱活动导致地壳重熔所致。
收稿日期: 2001 06 30 第一作者简介: 李献华( 1961 ) , 男, 研究员, 博士生导师, 从事同位素地球化学研究
272
李献华等/ 华南新元古代花岗岩的锆石 U Pb 年龄及其构造意义
表 1 扬子块体新元古代花岗岩年龄 Table 1 Summary of high precision U Pb zircon ages for the Neoproterozoic granitoids in the Yangtze Block, South China
虽然扬子块体周缘和内部 820~ 830 Ma 的花岗 岩在形成时代非常一致, 但各个岩体的岩性与岩石 类型却有很大差异。湖北的黄陵岩体主要为奥长花 岗岩和少量英云闪长岩和花岗闪长岩, 类似于太古 代的 TTG 岩石组合, 属典型的 I 型花岗岩[7] , 或现代 的 埃达克质 花岗岩[5] , 元素地球化学和 Sm Nd 同 位素组成表明黄陵花岗岩是区内太古代崆岭群变质 基性岩重熔的产物。江西北部的九岭岩体和安徽南
[ 6] Mart in H. Archean grey gneisses and the genesis of continental crust [ A ] . Condie A C ed . Archean Crustal Evolution [ M] . Amsterdam: Elsevier, 1994. 205- 259.
start with a mant le plume beneath South China? [ J] . Eart h Planet . , Sci . , Lett . , 1999, 173: 171- 181.
矿物岩石地球化学通报
273
[ 4] 马国干, 张自超, 李华芹, 等. 扬子地台震旦系同位素 年代地层 学的研究[ J] . 宜昌地质矿产研究所所刊, 1989, 14: 83- 123.
在已经提出的各种花岗岩分类方案中, 花岗岩 的类型、成因和形成构造环境之间的关系是花岗岩 研究的重点。现有的大量研究表明花岗岩可以形成 于各种地质构造背景( 如大陆岩石圈伸展和裂谷区, 洋壳 洋壳、洋壳 陆壳和陆壳 陆壳碰撞区, 以及 大陆岩石圈造山后环境等) , 但目前却很少有研究关 注地幔柱活动是否会导致地壳重熔形成花岗岩, 事 实上, 地幔柱活动是地幔向地壳传输热和物质的一 个非常重要的过程。
参考文献:
[ 1] 邢凤鸣, 徐祥, 陈江峰, 等. 江南古陆东南缘 新元古代大陆增 长 史[ J] . 地质科学, 1992, 66: 59- 72.
[ 2] 李献华. 广西北部新元古代花岗岩锆石 U Pb 年代学及其构 造 意义[ J] . 地球化学, 1999, 28( 1) : 1- 9.
[ 3] Li Z X, Li X H, Kinny P D , et al . The breakup of Rodinia: did it
岩体
主体岩性
成因类型
年龄 Ma
分析方法
数据来源
湖北黄陵 广西本洞 广西三防 广西元宝山 云南峨山 江西九岭 安徽许村
奥长花岗岩 黑云母花岗闪长岩 淡色花岗岩 淡色花岗岩 黑云母钾长花岗岩 堇青石花岗闪长岩 堇青石花岗闪长岩
I 型 TTG S 型 CPG S 型 MPG S 型 MPG I 型 KCG S 型 CPG S 型 CPG
根据不同类型花岗岩形成的构造环境[ 5] , MPG 和 CPG 型花岗岩主要形成于陆 陆碰撞造山或造 山后环境, TTG 主要形成于活动大陆边缘或板内底 侵基性岩的重熔, 而 KCG 型花岗岩形成的构造环境 较复杂, 其形成常常代表构造背景的转变, 如产出于 碰撞运动达到顶点后的松弛阶段, 或产出于从挤压 向拉张转变的过程中。扬子块体不同地区的新元古 代花岗岩虽然在成因类型上有很大差别, 但是它们 的形成时代( 820~ 830 Ma) 高度一致, 表明这些不同 类型的花岗岩应形成于相同或相关的构造环境。
根据赣东北 皖南蛇绿岩的年龄约 1. 0 Ga, 许多 研究人员认为华夏和扬子碰撞拼合的时代在 0. 9~ 1. 0 Ga, 然而却明显缺乏这个时期的变质作用记录。 最近 Li Z. X 等[ 7] 在华南识别出 1. 0~ 1. 3 Ga 的变质 作用和岩浆活动, 确认华南存在 Grenville 期的碰撞
注: 成因类型中的 I 型和 S 型采用 Chappell & White( 1992) 的分类方案; MPG、KCG、CPG 等采用的是 Barbarin[ 5] 的分类方
案; TTG 为英云闪长岩 奥长花岗岩 花岗闪长岩[6]
变质沉积岩重熔的形成的, 其中黑云母英云闪长岩 混入了少量的地幔组分。云南峨山钾长花岗岩虽然 显示出过铝质的特征, 但其一系列的地球化学化学 特征表明它是分 异的 I 型花岗岩或 KCG 型 花岗岩 ( 高钾 低镓富钾长石斑晶的钙碱性花岗岩) , 是区域 早 中元古代钙碱性火成岩重熔的产物。
虽然前人已对扬子克拉通周缘新元古代花岗岩 进行过一些年代学工作, 但获得的年龄大多存在精 确度和准确度的问题。我们用高精度高灵敏度离子 探针质谱( SHRIMP) 对扬子克拉通 3 个代表 性的新 元古代花岗岩 云南峨山岩体、江西九岭岩体和 安徽许村岩体进行了锆石 U Pb 年龄测定, 获得的结 果分别是: 峨山岩体为 818 10 Ma、九岭岩体为 818
部的许村、休宁、歙县岩体均为含堇青石的黑云母花
岗闪长岩, 为典型 S 型花岗岩或 CPG 型花岗岩 ( 含 堇青石富黑云母的过铝质花岗岩) , 是区域中元古代 泥质变质沉积岩重熔的形成的。广西北部的花岗岩
包括两类, 一类为含白云母淡色花岗岩( 以三防岩体 和元宝山岩体为代表) , 属 S 型花岗岩或 MPG 型花 岗岩( 含白云母的过铝质花岗岩) , 另一类为黑云母 花岗闪长岩为 S 型花岗岩或不含堇青石的 CPG 型 花岗岩, 而该地区少量的黑云母英云闪长岩则属于 I S 过渡型花岗岩或壳 幔混合型花岗岩, 在 Barb arin[ 5] 的花岗岩分类方案中没有对应的类型。广西 北部的这两类花岗岩主要是区域早 中元 古代 泥质
[ 5] Barbarin B. A review of t he relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments [ J] . Lithos, 1999, 46: 605- 626.
819 07 819 09 826 10 824 04 818 10 818 10 829 11
SHRIMP 锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb 颗粒锆石 U Pb 颗粒锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb SHRIMP 锆石 U Pb
马国干等[4] 李献华[2] 李献华[2] 李献华[2] 本文 本文 本文
( 1. 中国科学院 广州地球化学研究所, 广东 广州 510640; 2. 西澳大利亚大学地质和地球物理系, WA 6009, 澳大利亚; 3. 中国地质大学 地球科学学院, 湖北 武汉 430074)
摘 要: SHRIMP 锆石 U Pb 年龄测定结果表明, 云南峨 山、江西九岭和安徽许村等 3 个岩体的形成年 龄分别为 818 10 Ma、818 10 Ma 和 829 11 Ma, 与广西 北部的本洞、三防、元宝山、湖北 的黄陵岩体 以及的广 西北部的 基性岩墙的年龄完全一致, 表明在 820~ 830 Ma 期间, 扬 子克拉 通在广大 区域内 几乎同 时发生 了广泛 的地壳 重熔和幔源基性岩浆活动。虽然这些花岗岩的类型不 同, 但它 们的形成 时代相当一 致, 表 明这些不同 类型的 花岗岩应形成于相同或相关的构造环境, 很可能是地幔柱活动导致下地壳重熔的产物。 关 键 词: 花岗岩; 锆石 U Pb 年龄; 新元古代; 地幔柱; 华南 中图分类号: P588 12+ 1( 26) P597+ 3 文献标识码: A 文 章编号: 1007 2802( 2001) 04 0271 03