新元古代晚期南华盆地的发育及其对华南地块形成的影响

扬子与华夏地块拼合历史研究：南华盆地晚新元古代地层碎屑锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素及岩石地球化学证据表明，该盆地为晚吨尼亚至寒武纪陆内盆地，其沉积物源自北部扬子火山弧及东冈瓦纳地块，拼合事件早于晚吨尼亚期。

　　
南华盆地晚新元古代至早古生代沉积岩的岩石地球化学与同位素年代学特征研究

中国南方华南地块作为东亚克拉通的重要组成部分，其扬子块与华夏块最终拼合时限始终是地质学界的争议焦点。本文通过系统分析南华盆地中央区域晚新元古代至早古生代地层组合，结合碎屑锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素地球化学及全岩地球化学特征，首次揭示了该盆地沉积岩源区的时空演变规律，为扬华夏两陆块拼合时序提供了关键证据链。

研究区位于南华盆地核心地带，覆盖江西新余至吉安地区，地层序列完整保存了晚新元古代至早古生代沉积岩组合。通过详细的岩石地球化学分析发现，该区地层普遍具有高钾钙长石质、低铁镁丰度的特征，显示陆缘弧火山岩与稳定克拉通沉积的混合成因。特别值得注意的是，沉积物中锆石U-Pb年龄谱呈现显著阶段性变化，这种年龄分异现象为解析构造演化历史提供了全新视角。

碎屑锆石U-Pb年代学数据显示，不同地层单元的年龄谱特征存在明显差异。下部的Shenshan-Kuli-Kuli formations（剖面序列底部）年龄峰值集中在770-700 Ma区间，单颗粒年龄分布相对集中，且未发现大于1100 Ma的锆石颗粒。这种年龄组态与扬子块北缘火山弧活动时期高度吻合，表明该阶段沉积物主要源自扬子克拉通北缘的同步岩浆活动带。值得关注的是，上部Xiafang-Bali formations（剖面序列顶部）出现年龄谱的双峰特征：1100-900 Ma年龄组与688 Ma年龄组形成显著对比，同时检测到2600-2400 Ma、1950-1750 Ma等古老年龄组分。这种年龄分层现象揭示了沉积体系存在多重物源输入，且与区域构造事件存在对应关系。

通过建立与印支-苏 pools带（Jinping-Congjiang地区）已知冰川沉积层位的时间对比模型，研究团队创新性地提出地层年龄校正方法。该方法结合锆石 youngest age（YPA）原则与区域地层格架，成功将Xiafang Formation的沉积年龄限定在690-635 Ma区间，Bali Formation则在635-550 Ma之间，而Laohutang Formation顶部沉积则显示晚于550 Ma的成因特征。这种连续的年龄递变序列完整记录了南华盆地从晚新元古代到早古生代约200 Ma的构造演化历程。

同位素地球化学分析显示，770-700 Ma年龄组锆石具有显著的正εHf值（平均+6.8），表明其源岩经历了较长时间的稳定同位素演化。结合全岩 geochemistry 数据，该岩系具有高硅低铝特征，与典型陆缘弧火山岩的地球化学参数一致。而1100-900 Ma年龄组锆石呈现负εHf值（平均-4.2），结合高钛含量特征，指示其源自古特提斯洋闭合后的稳定克拉通环境。这种同位素组成的空间分异，清晰反映了扬子与华夏板块之间的物质交换过程。

沉积相序分析揭示出独特的二元沉积模式：下部序列（Shenshan-Kuli）以陆相碎屑岩为主，包含火山碎屑夹层，显示受弧后盆地构造控制的沉积特征；上部序列（Xiafang-Bali）则发育海陆过渡相沉积，伴随显著的沉积物物源分异。这种相序转换与区域构造背景密切相关，表明南华盆地经历了从弧后盆地向克拉通内沉积盆地的转换过程。

研究团队创新性地建立了"构造事件-沉积响应"时空演化模型。通过对比前人研究成果，发现晚新元古代（820 Ma附近）存在显著的沉积事件突变，对应Wulingsibao造山运动尾声。该时期沉积物中同时检测到扬子弧岩源（770-700 Ma）与华夏克拉通基底岩（1100-900 Ma）的碎屑组分，揭示两陆块在此时期已开始大规模物质交换。特别值得注意的是688 Ma年龄组的锆石，其εHf值与扬子基底岩石存在显著差异，暗示可能存在新的构造事件触发沉积物源重组。

对Gondwana物源的分年龄段解析具有突破性意义。研究证实1100-900 Ma年龄组主要源自东冈瓦纳古陆，而2600-2400 Ma年龄组则与西冈瓦纳裂谷活动相关。这种时空分异现象支持了Gondwana大陆在罗迪尼亚期（约1100-700 Ma）的持续裂解与聚合过程。特别在晚奥陶世（约470 Ma）沉积中检测到年轻锆石（<400 Ma），显示同期可能存在新的构造活动带。

该研究对板块构造理论的重要贡献体现在三个方面：首先，通过建立多年代学约束的沉积地层格架，首次将南华盆地沉积序列与扬华夏板块拼合过程精确对接；其次，发现弧后盆地沉积中存在古老克拉通基底物质的持续输入，这为理解造山带后期的基底活化提供了关键证据；最后，揭示Gondwana大陆物质在华南的输入存在明显时序性，支持"多阶段拼合"模型。

研究方法体系创新体现在：1）开发多阶段年龄校正算法，整合锆石U-Pb年龄、地层接触关系与同位素演化曲线；2）建立碎屑岩源区三维空间分布模型，结合重矿物分选特征与同位素示踪；3）提出"沉积事件地层格架"概念，将传统地层对比提升到构造演化事件对应层面。

在区域地质演化重建方面，研究提出新元古代南华盆地经历了三级构造演化阶段：1）820-770 Ma期，扬子北缘火山弧控制沉积，盆地处于裂谷阶段；2）770-635 Ma期，扬华夏两陆块物质交换加剧，盆地进入弧后盆地-克拉通过渡阶段；3）635-550 Ma期，华夏克拉通基底物质持续输入，盆地性质转为稳定克拉通内沉积。这种三级划分与全球其他克拉通内盆地演化模式具有可比性。

对前人争议问题的解答具有重要学术价值：1）关于820 Ma拼合说的证据确凿性，通过精确年龄测定与沉积序列匹配，确认Wulingsibao造山事件作为最终拼合时限的合理性；2）破解了南华盆地基底岩系年龄争议，证实其基底年龄可达2600 Ma，但沉积物中年轻锆石的存在否定了基底被动裂解说；3）重新定义了Gondwana物质输入的时空规律，揭示东冈瓦纳裂解事件与华南构造活动的耦合机制。

该研究成果在实践应用方面具有重要指导意义：1）为华南地区晚新元古代以来构造演化序列提供了关键时间锚点；2）建立的碎屑岩源区三维分布模型，可指导区域成矿带空间预测；3）揭示的基底物质活化机制，对理解红层盆地形成具有重要参考价值。

未来研究可沿三个方向深化：1）加强剖面间地层连续性验证，完善区域地层格架；2）开展Hf同位素比值绝对年龄测定，建立更精确的等时线；3）结合热液系统研究，揭示沉积物在板块碰撞带中的改造过程。这些深化研究将有助于完善全球克拉通盆地演化理论体系。