赣中地区周潭群斜长角闪岩年龄、成因及对华南新元古代构造演化的地质意义

程进雄, 李武显

赣中地区周潭群斜长角闪岩年龄、成因及对华南新元古代构造演化的地质意义

程进雄1,2, 李武显1*

(1. 中国科学院 广州地球化学研究所 同位素地球化学国家重点实验室, 广东 广州 510640; 2. 中国科学院大学, 北京 100049)

赣中周潭地区发育的周潭群为一套高角闪岩相变质且强烈变形的火山-沉积岩组合, 其形成年龄一直存在争议。本次研究对周潭群中斜长角闪岩和黑云母片岩开展了锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。斜长角闪岩有两种类型的锆石, 第一种变质锆石的定年结果为(417±47) Ma, 第二种捕获锆石206Pb/238U表观年龄在873～716 Ma之间。黑云母片岩中全部为碎屑锆石, 锆石206Pb/238U表观年龄在861～658 Ma之间。斜长角闪岩具有平坦型的稀土分布模式和正的Nd()值(1.72～2.69), 其Nb/La(0.73～0.94)、Nb/Y(0.10～0.12)以及Zr/Y(1.61～2.54)比值类似于洋中脊玄武岩(N-MORB); 在Nb/Yb与TiO2/Yb、La与La/Nb 构造判别图解中, 斜长角闪岩全部落在N-MORB区域, 表明斜长角闪岩来自亏损地幔。对比扬子东南缘850～760 Ma 的N-MORB型基性岩的Nd(t)值、Zr/Y和Sm/Nd比值, 斜长角闪岩类似于皖南铺岭组约760 Ma的基性岩, 暗示它们形成于相同岩浆岩事件。结合斜长角闪岩和黑云母片岩中小于820 Ma的捕获锆石年龄, 表明周潭群的顶界年龄小于760 Ma, 因此周潭群不仅包含了类似于四堡群和冷家溪群等相应地层, 还应该包含类似于板溪群或丹洲群等相应地层。综合本次报道的周潭群N-MORB型斜长角闪岩和前人报道的850～760 Ma双峰式火山岩、基性-超基性岩墙以及低18O锆石, 表明华南地块从约900 Ma闭合完毕之后一直处于陆内伸展环境中。

地球化学特征; 斜长角闪岩; 周潭群年龄; N-MORB; 华南

0 引 言

新元古代罗迪尼亚超大陆的聚合和裂解是近代地球科学研究的热点话题之一[1–2], 而华南作为相对完整保留有新元古代岩浆活动和沉积记录的块体, 一直都是国内外学者重点研究对象[3–4]。随着近几十年人们对华南块体研究的逐步深入, 特别是对扬子块体中新元古代地层年龄数据的逐步积累, 使得人们对扬子块体中新元古代地层划分取得了新认识, 之前被认为是中元古代地层的四堡群、冷家溪群等相应地层实际是新元古代地层[5–6]。相对而言, 华夏块体经历了早古生代和中生代强烈的构造-岩浆热事件的影响, 前寒武纪地层普遍遭受了绿片岩相-角闪岩相的变质作用, 这给华夏地块中-新元古代地层时代归属和地层对比, 以及岩浆活动的成因和源区属性判断带来了困难。其中, 在华夏武夷山以西的鹰潭-南城-宜黄-崇仁一带(宽1.5～2 km、长约120 km),沿东北方向出露的一套高角闪岩相变质岩系, 在江西称为周潭群[7], 其时代划分和其中的基性岩的成因与源区归属一直没有取得共识。余达淦等[7]通过Sm-Nd等时线法获得的周潭群年龄为(1199±26) Ma, 并将其划为中元古代地层。后来王孝磊等[8]报道了周潭群变沉积岩中碎屑锆石年龄, 其中大约830～820 Ma的碎屑锆石为主要峰值, 因此将其划为新元古代地层, 与扬子地块冷家溪群地层相当。但是1∶20万区域地质调查认为周潭群平行不整合在前震旦系洪山群之下, 洪山群为一套含磁铁石英岩地层, 为间冰期地层[9], 相当于南华系。如果周潭群归属于冷家溪群, 那么周潭群与洪山群之间的不整合缺失了大量青白口系上部的地层, 即板溪群及其相当层位, 暗示了重要的地质事件影响。为了确定周潭群中是否存在板溪群相当的地层, 本次研究拟对周潭群的形成年龄和其中的基性岩成因与源区归属开展研究, 报道周潭群中斜长角闪岩和云母片岩的锆石年龄和地球化学资料, 并讨论周潭群的时代、斜长角闪岩的岩石成因和源区归属及其地质意义。

1 区域地质背景及样品特征

赣中地区的周潭群是江西区域地质调查队1978年在1∶20万上饶福地质调查时创建的, 创名地点位于弋阳县周潭村。在大地构造位置上位于扬子和华夏的缝合带上靠华夏一侧, 从弋阳的周潭向东延伸至余江附近, 然后折向南西至乐安的相山地区[8](图1)。周潭群北以江绍断裂带为界, 在周潭地区与浅变质的晚中元古代铁砂街群火山-沉积岩为断层接触, 后者被认为是扬子地块南缘江南古岛弧的地层单元[10]。南与震旦系洪山群平行不整合接触。周潭群岩性为一套高角闪岩相变质且强烈变形的火山-沉积岩组合, 副变质岩主要为含石榴石-夕线石黑云斜长片麻岩、含石榴石黑云斜长变粒岩和云母片岩, 而正变质岩主要为玄武岩变质形成的斜长角闪岩, 厚度数米到数十米, 可能还有部分中酸性火山岩变质形成的变粒岩。其中斜长角闪岩主要呈层状、条带状、布丁状或者透镜状产于云母片岩中[8]。前人根据周潭群中变质矿物的共生组合确定了这套变质岩系的温压, 认为最高变质程度为角闪岩相, 变质峰期的温度和压力范围分别是510～600 ℃和0.50～ 0.65 GPa[11]。部分地区该群经历了早古生代的混合岩化作用[8]。

本次研究的6个斜长角闪岩样品和1个黑云母片岩样品采自弋阳港口和余江马荃一带, 斜长角闪岩呈夹层状产于黑云斜长变粒岩和云母片岩中, 单层厚度为0.5～10 m。样品手标本为深灰绿色, 主要矿物组成为角闪石和斜长石, 出现少量辉石, 没有或很少出现石英。6个斜长角闪岩样品全部做了全岩主元素、微量元素分析, 其中4个样品做了全岩Nd同位素分析, 2个样品做了锆石年代学分析; 而1个黑云母片岩样品只做了锆石年代学分析。

图1 赣中地区周潭群分布图(据1∶50万江西省、福建省区域地质志附图改编)

2 分析方法

2.1 锆石U-Pb定年

本次的定年采用锆石U-Pb定年技术。野外采集周潭群斜长角闪岩和云母片岩样品, 在河北廊坊河北区调研究所实验室通过重选和磁选的方法分选出锆石。在双目镜下手工挑选出代表性的锆石颗粒, 与标准锆石91500一起用环氧树脂固定, 并打磨抛光暴露核部。最后进行透射光、反射光以及阴极发光照相。在图像分析的基础上选择合适的锆石颗粒用于U-Pb同位素定年分析。定年工作在中国地质科学院北京SHRIMP中心离子探针实验室SHRIMP-II上完成, 详细的分析流程可见北京SHRIMP中心条件[12]。用标准锆石91500来标定待测样品。数据处理采用Isoplot软件[13], 普通Pb由实测204Pb校正。所有测点的误差均为1σ, 所采用的206Pb/238U加权平均年龄具95%的置信度。

2.2 主元素、微量元素和Nd同位素

主元素(SiO2用湿化学法分析)和微量元素分别在中国科学院广州地球化学研究所的电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上分析。化学处理过程为: 称取约0.04 g样品粉末于Bomb溶样器中, 加入HF+HNO3混合溶样, 置于高压釜中190 ℃加热24 h, 确保锆石等难溶矿物完全溶解。用1% HNO3稀释, 并用Cd和Rh为内标分别监控主元素和微量元素的分析。主元素和微量元素的分析精度分别优于1%和10%。详细的微量元素分析方法见刘颖等[14]。

Nd同位素分析是在中国科学院广州地球化学研究所多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)上分析的。化学处理过程为: 称取约0.15 g粉末样品于Teflon溶样器内, 然后加入HF+HNO3混合溶样, 并在100 ℃电热板保温约15 d, 蒸干样品。将蒸干样品加入HCl, 100 ℃保温1 d后蒸干, 加入H3BO3-HCl使样品充分溶解。Nd的分离使用常规的两次离子交换技术, 包括: (1)轻稀土元素分离通过AG50-8X阳离子交换柱, 和(2)Sm和Nd的提纯通过又一个阳离子交换树脂柱。将分离的样品用2% HNO3稀释, 并用Shin Etsu JNdi-1标准样品(0.512115)监控同位素分析。详细的Nd同位素分析方法见Li[15]。

3 分析结果

3.1 锆石U-Pb年代学

周潭群1个斜长角闪岩和一个黑云母片岩锆石SHRIMP U-Pb定年分析结果见表1。

黑云母片岩06GDB22-1 来自这个样品的锆石在透射光下呈现淡棕色, 形态大都呈半自形。在阴级发光光谱仪(CL)锆石图像上锆石颗粒大小在50～100 μm, 长宽比在2∶1左右, 呈现出核幔结构, 核部暗, 边部亮; 同时锆石核部显示岩浆锆石的环带结构(图2), 应该属于岩浆成因的碎屑锆石。3个锆石颗粒被用来做锆石定年分析, 分析的点位都是锆石的核部, 锆石核部的U含量为491～592 μg/g, Th含量为218～438 μg/g, Th/U比值为0.37～0.89, 3个锆石的核部206Pb/238U年龄都落在谐和线上, 年龄分别为(658.1±12.7) Ma、(758.3±14.6) Ma和(860.8±16.4) Ma。

表1 斜长角闪岩和黑云母片岩锆石SHRIMP U-Pb定年分析结果

注: *代表第二组岩浆锆石年龄, 在计算变质年龄时剔除。

图2 弋阳周潭群斜长角闪岩和黑云母片岩锆石U-Pb年龄图

斜长角闪岩04JX02-1 锆石在透射光下呈淡棕色, 形态大都呈半自形-他形。在CL锆石图像上锆石颗粒大小在100～150 m之间, 长宽比在1.5∶1～2∶1之间, 锆石可以分为两组, 第一组锆石没有核幔结构, 也没有岩浆锆石的韵律环带, 整个锆石颗粒都发亮, 属于变质成因的锆石; 第二组锆石具有核幔结构, 锆石的核部具有韵律环带而边部没有, 并且锆石的核部比边部暗, 核部属于岩浆成因的锆石, 边部属于变质增生边(图2)。第一组锆石选择了5颗分析, U含量明显偏低, 为49.5～82.7 μg/g, Th含量为8.0～17.7 μg/g, Th/U比值为0.16～0.21, 小于典型岩浆锆石的Th/U (通常大于0.4), 给出的加权平均年龄为(417±47) Ma (MSWD=7.9), 代表了岩石的变质年龄; 第二组锆石选择了6个颗粒进行U-Pb定年分析, 由于锆石边部变质边太小, 未能进行年龄分析, 所有分析点位都在锆石核部, U含量为112～842 μg/g, Th含量为87.8～1214 μg/g, Th/U比值为0.74～1.90, 可以类比典型的岩浆锆石(Th/U>0.4)[16]。除了1个锆石206Pb/238U年龄为1532 Ma, 剩下的5个年龄给出的206Pb/238U表观年龄分别为(716±13.9) Ma、(755.4±20.4) Ma、(794.0±15.6) Ma、(823.7±15.6) Ma 和(873±19) Ma, 由于年龄与黑云母片岩中碎屑锆石年龄范围大致一致, 这些年龄应该为捕获锆石的年龄。

3.2 全岩主元素、微量元素和Nd同位素

全岩主元素、微量元素和Nd同位素的分析结果见表2。由于岩石经历了角闪岩相的区域变质作用, 岩石的原始结构构造和矿物成分不同程度地受到破坏。同时, 伴随变质作用会发生活泼元素K、Na等和大离子亲石元素Cs、Rb、Sr和Ba等元素的迁移, 而不活泼元素和高场强元素Ti、Zr、Y、Nb、Ta、Hf和Th能够保存原有的地球化学特征[17]。因此, 本次研究主要用这些不活泼元素和高场强元素来进行岩石分类和岩石地球化学特征讨论, 这样能够较合理地反映岩石的原始地球化学特征。

斜长角闪岩的SiO2含量为46.5%～50.9%, MgO含量为8.2%～9.4%, Fe2O3T含量为9.1%～14.5%, TiO2含量为0.54%～0.86%, CaO 含量为10.4%～11.8 %。在Zr/TiO2-Nb/Y图解中(图3a), 斜长角闪岩均落在玄武岩区, 并属于亚碱性系列。在TiO2-Fe2O3T/MgO 图解上(图3b), 斜长角闪岩显示出拉斑系列的演化趋势。斜长角闪岩具有平坦或略亏损LREE的稀土分布模式(图4a) (LaN/YbN=0.72～0.94, 平均0.83), 没有或弱的正Eu异常(Eu = 0.98～1.10, 平均1.03), ∑REE较低(17.8～29.3 μg/g), 为球粒陨石的5～8倍。该组斜长角闪岩稀土分布同样具典型的拉斑玄武岩特征。原始地幔标准化的微量元素蜘网图(图4b)中, 亏损高场强元素(HFSE, 如Nb和Ta), 整体显示出较平坦的微量元素蛛网图的分布模式。

表2 周潭群斜长角闪岩全岩主元素(%)、微量元素(μg/g)和Nd同位素分析结果

(续表2)

注: “-”表示无数据;Nd()中的时间为760 Ma。

斜长角闪岩147Sm/144Nd的值为0.195977～ 0.205942,143Nd/144Nd的值为0.512717～0.512843。考虑到我们在4.1节讨论到斜长角闪岩的年龄可能为760 Ma, 按照此年龄计算的Nd()值为1.72～2.69。

4 讨 论

4.1 周潭群斜长角闪岩成因

斜长岩角闪岩具有低Ni (88～132 μg/g)和Cr (39～395 μg/g)的特征, 低于典型原始岩浆的Ni (> 400～500 μg/g)和Cr (> 1000 μg/g)[23], 说明原岩经历过结晶分异或者地壳混染过程。斜长角闪岩La/Sm和Nb/La比值随着SiO2含量变化基本保持不变(图5a和5b), 说明没有受到显著的地壳混染, 斜长角闪岩的成分变化应受控于结晶分异过程。在图6f中, 斜长角闪岩MgO与Ni的正相关关系说明存在橄榄石的分离结晶, 这是因为Ni在橄榄石中具有很高的分配系数(>>1)[26], 橄榄石的分离结晶会造成残余熔体中Ni的减少。在图6d中, MgO和CaO的正相关关系说明斜长角闪岩经历过含CaO矿物的结晶分异, 例如斜长石或者单斜辉石。在图6c和6e中, 当MgO大于8%时, Al2O3随着MgO的降低而逐渐减小, CaO/Al2O3比值随着MgO的降低而不变, 说明含CaO的矿物是斜长石; 在MgO小于8%时, Al2O3随着MgO的降低而维持不变, CaO/Al2O3随着MgO的降低而减小, 说明此时结晶的矿物是单斜辉石和斜长石。类似地, 在图6a和6b 中, 在MgO约为8%时拐点的出现表明Fe-Ti氧化物此时开始从熔体中分离。整个结晶过程中, 在MgO大于8%时橄榄石和斜长石先分离, 在MgO小于8%时单斜辉石和Fe-Ti氧化物开始加入到分离结晶矿物中, 呈现出典型拉斑玄武岩(干岩浆体系)的演化趋势。

由于斜长角闪岩经历过多相结晶分异作用, 想通过重建原生岩浆的方法来反演地幔源区比较困难。而通过对比特定微量元素比值(例如Nb/La, Nb/Y和Zr/Y)来示踪地幔源区是可能的, 这是因为: (1)这些元素对在不同地幔源区之间存在显著差异; (2)这些元素对的相容性接近, 在地幔部分熔融和玄武岩结晶分异过程中不会随着部分熔融和结晶分异程度的变化而发生显著改变[27]。斜长角闪岩的Nb/La、Nb/Y以及Zr/Y比值跟洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB)相应比值差异较大[21]; 但跟洋中脊玄武岩(N-MORB)非常接近(见表3)。此外, 斜长角闪岩具有N-MORB型的稀土分布模式((La/Sm)N= 0.87～1.01), 以及正的Nd()值(1.72～2.69), 暗示来自亏损地幔源区。最后, 在TiO2/Yb-Nb/Yb和La/Nb-La图解中(图7), 样品全部落在N-MORB区域。综合以上地球化学特征, 周潭群斜长角闪岩的源区应该是亏损地幔源区。来自亏损地幔和具有N-MORB型稀土配分的基性岩在扬子东南缘其他地区也有出现, 例如湘赣交界约850 Ma的基性岩墙、赣北庐山约830 Ma的基性火山岩以及皖南约760 Ma基性火山岩。对比周潭群斜长角闪岩Zr/Y和Sm/Nd比值、稀土配分和Nd()值(图4, 图5c和5d), 表明皖南约760 Ma基性火山岩跟周潭群相似度最高, 同时在斜长角闪岩中存在206Pb/238U年龄为824～716 Ma的年轻锆石, 据此可以推测周潭群斜长角闪岩和皖南基性火山岩形成于约760 Ma的同期岩浆活动。

图3 Nb/Y vs. Zr/TiO2[18] (a)和TiO2-Fe2O3T/MgO [19] (b)图解

图4 周潭群斜长角闪岩稀土元素分布模式(a)和微量元素蛛网图(b)。球粒陨石和原始地幔标准化数据引自Sun et al.[21]

图5 La/Sm-SiO2 (a), Nb/La-SiO2图解(b), εNd(t)-Zr/Y (c)和εNd(t)-Sm/Nd(d)

综合所述, 周潭群斜长角闪岩的母岩浆是由亏损地幔部分熔融形成的, 在到达地表过程中先经历了橄榄石和斜长石的结晶分异, 随后在MgO约为8%时开始出现单斜辉石和Fe-Ti氧化物结晶分异。地球化学特征上, 周潭群斜长角闪岩与约760 Ma皖南铺岭组基性岩类似, 它们可能是同一次岩浆事件的产物。

图6 MgO与SiO2、Fe2O3T、Al2O3、CaO、CaO/Al2O3、Ni图解

表3 斜长角闪岩和地幔源区特定元素比值对比

注: OIB和MORB数据引自Sun[21], IAB数据引自Kelemen[30]。

4.2 周潭群的沉积年龄

在南华裂谷江绍断裂以西分布着一系列的新元古代的沉积岩, 它们仅仅遭受过绿片岩相的变质[31], 而处在扬子和华夏交界的赣中地区周潭群却少有地达到了角闪岩相的变质程度[11,32], 它的沉积年龄和变质年龄对于恢复扬子和华夏板块的演化史显得尤为重要。前人对周潭群的定年做过一些尝试, 20世纪90年代[33], 赖少聪等[33]通过对周潭群的变粒岩样品进行Rb-Sr等时线年龄测定, 得到年龄为(676±72) Ma, 并将之划为震旦系。类似地, 胡恭任等[34]对相山地区周潭群变质岩进行Rb-Sr等时线定年, 得到石榴黑云母片岩和角闪岩-角闪片岩的年龄分别为(719.7±0.1) Ma 和(726.6±1.1) Ma。后来余达淦[7]用单颗粒锆石逐层蒸发法获取的207Pb/206Pb年龄和Sm-Nd等时线获取的年龄分别为(1190±19) Ma和(1199±26) Ma, 因此认为周潭群应属于中元古代的地层。最近, 王孝磊等[8]对周潭群副变质岩中碎屑锆石进行了锆石年代学分析, 认为周潭群的顶界年龄在830～820 Ma之间, 并将周潭群划为中新元古代地层, 与扬子的四堡群、双桥山群以及冷家溪群等相当。周永智等[35]对崇仁地区周潭群中的斜长角闪岩最新的锆石激光U-Pb定年结果为(870±9) Ma, 似乎也验证了周潭群可以与扬子的四堡群等相应地层对应。但是, 周潭群的上伏地层是洪山群, 两者平行不整合接触, 洪山群的底部是冰碛砾岩, 中部夹有磁铁石英岩[32](图8)。这套地层与扬子东南缘南华系长安冰期沉积可以对比, 后者同样也具有冰碛底砾岩加磁铁石英岩的组合, 它与下伏地层(板溪群、丹州群和历口群)同样是平行不整合接触(图8)。说明洪山群跟长安组, 江口组等地层一样都是长安冰期沉积的一部分, 而长安冰期地层的底界年龄被公认约为720 Ma[36–37]。如果周潭群的顶界年龄约为820 Ma, 意味着周潭地区820～720 Ma的地层全部缺失了, 然而这与地质事实不符合, 例如同为华夏地块的闽西北梅仙地区马面山群的年龄在820～ 720 Ma之间[38]。

我们对弋阳地区周潭群中斜长角闪岩和一个黑云母片岩定年结果表明, 斜长角闪岩中发育核-幔结构的锆石核部U-Pb表观年龄在873～716 Ma之间, 存在年龄小于820 Ma的年轻锆石, 这表明周潭群应该包含有相当于板溪群的地层。此外, 周潭群斜长角闪岩的地球化学特征类似于约760 Ma的皖南基性火山岩(图4), 也表明周潭群包含有相当于板溪群的地层。因此, 周潭群不仅包含类似于冷家溪群或四堡群等老的地层, 也包括像板溪群等年轻的地层。

因此, 周潭群云母片岩和斜长角闪岩锆石U-Pb年龄和沉积地层学特征均表明, 周潭群不仅包含了类似于四堡群和冷家溪群等相应地层, 还应该包含类似于板溪群或丹洲群等的相应地层。

图7 TiO2/Yb-Nb/Yb[28] (a)和La/Yb-La[29] (b)构造环境判别图解

图8 扬子东南缘新元古代沉积序列对比(据Wang et al.[31], 孟楚洁等[9]和汪正江等[39]修编)

5 地质意义

最近20年来, 华南新元古代研究已经取得丰富的资料, 但是关于华南新元古代地质演化存在地幔柱和岛弧或活动大陆边缘两类不同的观点。地幔柱观点[40–41]认为, 扬子和华夏地块聚合在约900 Ma已经完成, 依据是: (1) 具有典型岛弧特征的双溪坞火山岩最年轻的年龄约为890 Ma; (2) 樟树墩仰冲型花岗岩年龄约为880 Ma; (3) 桂北、浙中和赣西北地区发育大量850～750 Ma的双峰式岩浆岩。此后华南在850～750 Ma之间一直处于拉张状态[42–43]。而岛弧或活动大陆边缘观点[44–45]认为扬子和华夏地块聚合应该发生在830～800 Ma之间, 其中重要的证据是发育在冷家溪群及其相当层位地层、其上板溪群及其相当层位地层之间的不整合(约820 Ma)是造山作用形成的不整合面, 800 Ma之后华南地块处于碰撞后的伸展环境。已有的地质证据表明, 华南地块从约900 Ma之后没有确切的造山作用证据, 虽然大量的酸性岩具有岛弧地球化学特征, 但是基性岩的地球化学特征和岩浆岩岩石组合(双峰式火山岩及基性岩墙群)从约850～760 Ma显示板内伸展构造背景, 这些板内特征的岩浆岩包括: 约850 Ma神坞基性岩墙[43]、约850 Ma港边富钾碱性侵入岩[40]、约850 Ma珍珠山双峰式火山岩[41]、860～840 Ma璜山与梅林双峰式火山岩[46]、约830 Ma庐山双峰式火山岩[25]、约820 Ma益阳高温科马提质玄武岩[47]、约820 Ma马面山双峰式火山岩[48]、约800 Ma上墅双峰式火山岩和道林山A-型花岗岩[49]、约830 Ma桂北基性-超基性岩墙和贵东梵净山基性-超基性岩墙[6,50]、约760 Ma皖南铺岭组双峰式火山岩[22]、约760 Ma湘西古丈、黔阳与通道和桂北龙胜基性-超基性岩墙[51], 以及本次报道的约760 Ma周潭群N-MORB型斜长角闪岩。上述从约850 Ma开始连续出现具板内特征的岩浆岩, 结合缺乏碰撞造山作用形成的高级变质岩和扬子东南缘约850～750 Ma连续出现的低18O锆石[52], 表明华南地块从约900 Ma之后一直处于伸展环境中。约820 Ma的不整合更可能是地幔柱造成的区域抬升, 而不是造山作用侵蚀面。因此, 上述证据更支持地幔柱模型。

6 结 论

(1) 周潭群斜长角闪岩具有N-MORB的地球化学特征, 是亏损地幔部分熔融的产物, 它的母岩浆在到达地表过程中先后经历了橄榄石、斜长石、单斜辉石和Fe-Ti氧化物的分离结晶, 呈现出典型的拉斑系列特征, 它和皖南约760 Ma基性火山岩可能是同一次岩浆事件的产物。

(2) 岩石地层证据和周潭群斜长角闪岩与黑云母片岩中的碎屑锆石年龄结果表明, 周潭群的顶界年龄小于820 Ma, 应包含了类似于四堡群、冷家溪群、板溪群或丹洲群等的相应地层。

(3) 华南自850 Ma之后开始连续出现具板内特征的岩浆岩, 应持续处于伸展环境中。

本研究得到国家重点研发计划(2016YFC0600204)和国家自然科学基金委(41573026、41373033)的资助。两位审稿专家对本文的修改提出了很多宝贵的修改意见, 极大地提升了文章的质量, 对此表示衷心的感谢！

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Ages and petrogenesis of the amphibolites from the Zhoutan Group in central Jiangxi Province: Implication for the Neoproterozoic tectonic evolution of South China

CHENG Jin-xiong1,2and LI Wu-xian1*

1. State Key Laboratory of Isotope Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China; 2.College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

The Zhoutan group exposed in the Zhoutan area is a suite of volcanic-sedimentary rocks metamorphosed and deformed to a high-grade amphibolite. However, the formation age of the Zhoutan group is still debated. In this study, we report the SHRIMP U-Pb age of amphibolites and biotite schists of the Zhoutan group and the geochemistry of amphibolites. There are two types of zircons in zircon grains of amphibolite. The first type is the metamorphized zircons whose weighted mean age is (417±47) Ma and the second type is the detrital zircons whose apparent ages range from 716 Ma to 873 Ma. Ages of zircons in biotite schists are from 658 Ma to 861 Ma. Amphibolites are characterized by flat REE patterns and positiveNd()=1.72–2.69. In addition, they have Nb/Yb (0.73–0.94), Nb/Y (0.10–0.12), and Zr/Y (1.61–2.54) ratios similar to N-MORB. In the diagrams of Nb/Yb. TiO2/Yb and La. La/Nb, amphibolites plot within N-MORB field, suggesting that the parental magmas of these amphibolites were derived from a depleted mantle. Comparison ofNd() and Zr/Y of Yangtze Block shows that amphibolites and ～760 Ma mafic rocks in the South Anhui Province share theNd(), Zr/Y, and Sm/Nd ratios, an indication that their formation was during the same magmatic episode. Combined with the presence of <820 Ma detrital zircons of amphibolites and biotite schist of the Zhoutan group suggests that the top age of the Zhoutan group may be < ～760 Ma. This implies that the Zhoutan group includes not only strata equal to the Sibao and the Lengjiaxi group but also strata equal to the Banxi and the Danzhou group. Synthesizing the geological facts of the Zhoutan group N-MORB-type amphibolites, 850–760 Ma bimodal and mafic-ultramafic rocks, and 850–760 Ma zircons of low18O suggests that the Yangtze Block is in an extension setting after ～900Ma.

amphobilites; geochemistry; Zhoutan Group; N-MORB; South China Block

P597

A

0379-1726(2021)06-0537-13

10.19700/j.0379-1726.2021.06.001

2020-03-16;

2020-04-13;

2020-04-29

国家重点研发计划(2016YFC0600204); 国家自然科学基金委(41573026, 41373033)

程进雄(1992–), 男, 博士研究生, 地球化学专业。Email: jin-xiongcheng@foxmail.com

LI Wu-xian, Email: liwx@gig.ac.cn, TEL: +86-20-85290225