福建闽江沉积物中碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素研究

碎屑锆石具有极好的抗风化、抗磨蚀和抗热蚀变的特征，它在沉积循环中不易被破坏，能较好地保存源区岩石组成的信息，是示踪陆源碎屑物质最有效的工具。闽江是福建省最大的河流，其上游是华夏地块前寒武纪地壳基底的主要出露地区，是研究华夏地块前寒武纪地壳形成演化和古地理位置的理想场所。本项目以闽江沉积物中的碎屑锆石为对象，运用激光剥蚀等离子质谱和多接收器等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS）联机原位同时测定碎屑锆石的U-Pb年龄及其Hf同位素组成，不仅可以有效地示踪沉积物的物质来源；还可以获得华夏地块地壳生长事件的期次和每次事件所形成岩石的Hf同位素组成特征。并通过与其它各大陆εHf(T)的对比，进一步约束华夏地块的古地理位置，进而深入了解华夏前寒武纪地壳形成和演化历史。

通过闽江流域沉积物中碎屑锆石U-Pb定年和Hf同位素分析和粘土矿物分析，取得如下认识：（1）闽江口沉积物碎屑锆石U-Pb年龄谱峰具有特有的加里东期峰(峰值465 Ma)和较多前寒武纪(553～2765Ma)峰值特征，与长江、瓯江和九龙江明显不同，可以用于示踪台湾海峡和东海粗颗粒沉积物的物质来源。（2）闽江粘土矿物组合以高岭石（40%）为主，其次是伊利石和绿泥石，不含蒙脱石；明显不同于台湾河流粘土矿物组合特征（伊利石>70％，不含高岭石和蒙脱石），可用来示踪台湾海峡细颗粒沉积物的物质来源。（3）华夏东北部（武夷山地区）的锆石年龄谱峰主要分布4个年龄组，分别是2.8-2.0 Ga，1.9-1.6 Ga，1.0-0.7 Ga，500-100 Ma。T DM2 的地壳生长曲线揭示出，1.6~1.9 Ga和2.6~3.0 Ga是华夏东北部大陆地壳生长最主要的两个时期。到古元古代（1.6 Ga），华夏地块现存大陆地壳的90%已经形成。（4）华夏西南部（南岭-云开和海南）的碎屑锆石年龄主要峰是新元古代（1.0-0.7 Ga）和显生宙（500-100 Ma），其次还有少量古-中元古代（1.6~1.9 Ga 、1.0~1.3 Ga）和太古代（2.8-2.2 Ga）的锆石。基于T DM2 的地壳生长曲线揭示出, 1.3~1.9 Ga和2.6~3.0 Ga是华夏西南部大陆地壳生长最主要的两个时期，其中以1.6Ga和1.8 Ga时期最为突出。到1.6 Ga 时华夏西南地块现存大陆地壳的60%已经形成，而到1.1Ga，95%的地壳形成。（5）在显生宙，华夏经历了强烈的加里东期，印支期和燕山期的构造岩浆事件的改造。加里东期和印支期华夏地壳以古-中元古代古老地壳重熔再循环的物质为主。从侏罗纪到早白垩纪，华夏板块锆石的Hf同位素明显向放射性成因Hf富集的方向延伸，εHf逐渐变为正值，反映了受太平洋板块俯冲的外部造山系统作用。本项目不仅对台湾海峡“源”与“汇”科学问题研究提供了新思路，而且深入了解华夏地块前寒武纪地壳形成与演化历史。撰写论文7篇（发表4篇，1篇接收），在国内外学术会议上多次做报告交流。较好的完成了课题的任务，达到预期目标。