扬子地块格伦维尔期基性岩浆活动及其与劳伦大陆的构造联系:对罗迪尼亚超大陆拼合的启示

《Precambrian Research》:Grenvillian mafic magmatism in the Yangtze Block and its tectonic link to Laurentia: implications for Rodinia assembly

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月26日 来源:Precambrian Research 2.7

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   •锆石U-Pb年代学将唐单基性岩墙约束在1091–1078 Ma。•汞同位素证实唐丹基性岩墙源于富集地幔柱。•罗迪尼亚超大陆组装之前,华南位于劳伦古陆与澳大利亚-南极洲之间。引言新元古代罗迪尼亚超大陆是前寒武纪地质学的重要研究焦点(如Hoffman, 1991)。现有研究表明

  
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    锆石U-Pb年代学将唐单基性岩墙约束在1091–1078 Ma。
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    汞同位素证实唐丹基性岩墙源于富集地幔柱。
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    罗迪尼亚超大陆组装之前,华南位于劳伦古陆与澳大利亚-南极洲之间。

引言

新元古代罗迪尼亚超大陆是前寒武纪地质学的重要研究焦点(如Hoffman, 1991)。现有研究表明,罗迪尼亚超大陆主要在1300–900 Ma的格林维尔造山运动期间组装,以劳伦古陆(现代北美洲和格陵兰)为核心(Li等, 2008)。然而,关于罗迪尼亚超大陆精确构型的争论仍在持续(Evans, 2021)。罗迪尼亚重建中的一个主要未解决问题是,由扬子地块和华南地块组成的华南地块(SCC)相对于包括劳伦古陆和澳大利亚-南极洲地块在内的其他主要罗迪尼亚地体的古地理位置。
对于SCC在罗迪尼亚中的位置,已提出两种截然不同的模型。外围模型将SCC置于罗迪尼亚的外缘,紧邻或位于印度与澳大利亚古陆之间(Hoffman, 1991; Cawood等, 2018; Evans, 2021)。相比之下,内部连接模型将SCC置于超大陆内部,作为劳伦古陆与澳大利亚-南极洲地块之间的关键构造联系(Li等, 2008; Turnbull等, 2021)。解决这一长期争论需要对SCC中罗迪尼亚时代岩浆岩进行可靠的年代学和地球化学约束。扬子地块保存了广泛的中元古代晚期至新元古代早期岩浆和沉积序列,为探测罗迪尼亚的增生演化提供了理想记录(图1a-b;Li等, 2008; Xia等, 2018; Cawood等, 2020)。
基性岩墙群是古构造重建和地幔演化的有用替代指标,其侵位年龄和地球化学特征可作为克拉通关联和超大陆组装的构造指纹(Ernst等, 2013; Bright等, 2014; Lu等, 2020; Chen等, 2023)。先前的研究记录了西扬子地块广泛分布的12亿–9亿年基性岩浆活动,并用于约束其在罗迪尼亚中的古位置(Greentree等, 2006; Chen等, 2014, 2021, 2023, 2024b; Zhu等, 2016; Liu等, 2021; Lu等, 2022; Zhang等, 2023; Wang等, 2024)。然而,该区域1090–1080 Ma的岩浆记录稀缺,削弱了我们对同步罗迪尼亚岩浆演化的理解,并阻碍了对SCC罗迪尼亚古地理模型的精细化。
在此,我们提供了西扬子地块新发现的中元古代晚期基性岩墙的锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Hg同位素新数据。我们利用这些数据集约束岩墙的侵位时间、岩石成因和构造环境。我们的新结果为扬子地块提供了关键的中元古代晚期岩浆约束,阐明了其在罗迪尼亚超大陆中的古地理位置,并进一步细化了华南地块在罗迪尼亚组装过程中的构造角色。

章节摘要

地质背景

SCC是一个前寒武纪陆块,被江南造山带划分为西北扬子地块和东南华南地块(图1b)。扬子地块保存了太古宙至古元古代早期基底,在北部出露为约34.5亿–26.2亿年的孔灵杂岩体(Gao等, 2011),在西南部出露为粗科杂岩体(约31亿–19亿年)(Cui等, 2021b)(图1b)。基底岩套存在显著差异,加之一些新元古代

锆石U-Pb定年

通过重液和磁选分离锆石,然后在双目显微镜下手拣。将颗粒包埋在环氧树脂中,打磨抛光,并使用Gatan MonoCL4+探测器的场发射扫描电镜通过阴极发光(CL)成像(廊坊云能岩石矿物分离技术有限公司)。
锆石U-Pb定年和原位微量元素分析通过激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱

锆石微量元素特征和U-Pb年代学

对四个辉绿岩样品进行了锆石U-Pb定年分析:24TD01-1和24TD04-1(独立岩墙),以及24TD03-1/24TD03-2(同一岩墙;图1d)。所有样品的锆石为次自形至自形,柱状或短柱状,粒径60–160 μm,长宽比1:1至3:1。CL图像显示均一的内部结构,具有宽阔的岩浆振荡环带(图3),这是高温基性熔体结晶的标志(Rubatto和Gebauer, 2000)。
所有锆石均表现出岩浆

唐丹辉绿岩中锆石的原生岩浆成因

锆石在SiO2不饱和的基性-超基性岩中罕见,其成因(岩浆成因、岩屑、变质或污染)在将U-Pb年龄解释为侵位年龄之前必须经过仔细验证。所有样品的锆石为次自形至自形,柱状或短柱状,粒径60–160 μm,长宽比1:1–2:1,与典型岩浆锆石形态一致(Zhao等, 2010; Chen等, 2023)。CL图像显示均一的内部结构,发育良好的宽阔振荡

结论

本研究报道了西扬子地块约1092–1079 Ma的基性岩浆活动,以Nb富集、具有类大洋岛玄武岩地球化学特征且地壳混染极少的辉绿岩岩墙为代表。锆石U-Pb年龄与西南龙岗岩床群(SWLLIP)大致相当,微量元素和Hg同位素数据指示与地幔柱相关的板内构造环境。扬子与劳伦之间同时期且地球化学相似的岩浆活动支持了二者空间

作者声明

罗安博和张嘉鑫对本工作贡献等同。

CRediT作者贡献声明

罗安博:写作–初稿,调查。张嘉鑫:可视化,调查,数据整理。陈迪:调查,数据整理。尹润生:写作–审阅与编辑,资源,方法论,资金获取,概念化。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

感谢编辑和匿名审稿人提出的建设性意见。本工作得到中国科学院****、中国科学院战略性先导科技专项(批准号XDB1460100)以及贵州省高层次人才计划(编号KJLYRC[2026]159)的资助。
罗安博|张嘉鑫|陈迪|尹润生
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