下扬子北缘新元古代岩石成因与大地构造背景研究

Neoproterozoic tectonics of the northern margin of the lower Yangtze region has been poorly constrained. A series of Neoproterozoic plutons, volcanic and sedimentary rocks have been recently found in the Zhangbaling Group, Feidong Group and Dongling Complex to the east of the Tan-Lu Fault Zone, which offers opportunity for understanding Neoproterozoic tectonics in the northern margin of the lower Yangtze region. In this study, these Neoproterozoic igneous and sedimentary rocks will be chosen as study objects, rock association and spatial distribution will be studied by systematic field investigation and indoor petrography，methods and means of magmatic and sedimentary petrology, geochemistry (such as whole-rock major, trace elements and Sr-Nd isotopes, EMPA analysis, in-situ mineral trace elements, MC-LA-ICP-MS zircon Lu-Hf and SIMS zircon oxygen isotopes and so on), isotopic chronology and tectonics will be applied. This project includes studies on Neoproterozoic magmatic activity and mechanism, sedimentary formations and provenance, tectonic setting and evolution and regional correlation. The study aims at understanding Neoproterozoic magmatic-sedimentary events in the northern margin of the lower Yangtze region and their evolution as well as tectonic setting and evolution, and contributing to fully knowing Neoproterozoic tectonics of the Yangtze Plate.

目前人们关于下扬子北缘新元古代大地构造知之甚少。近年来人们在郯庐断裂带东侧扬子板块上张八岭群、肥东群与董岭杂岩内陆继发现了一系列新元古代侵入岩、火山岩与沉积岩，从而为了解下扬子北缘新元古代大地构造提供了条件。本项目将选择这些新元古代岩浆岩与沉积岩为研究对象，通过系统的野外调查和室内岩相学研究，查明岩石类型和空间分布，建立岩石组合剖面。利用岩浆岩石学、沉积岩石学、地球化学（包括全岩主微量元素及Sr-Nd同位素、重点是电子探针分析、单矿物原位微区微量元素、锆石Lu-Hf同位素、SIMS法氧同位素等方面）、同位素年代学与大地构造的研究方法与手段，开展新元古代岩浆活动规律与发生机制、沉积建造与物源特征、大地构造背景与演化历史及区域对比分析等四方面研究工作。该项目的目的是查明下扬子北缘新元古代岩浆-沉积事件及其演化，认识其大地构造背景与演化过程，从而为更加完整地认识扬子板块新元古代大地构造做出贡献。

超大陆旋回是当今地球科学研究的重要领域之一。扬子周缘广泛发育新元古代岩浆岩，为研究扬子周缘新元古代构造演化以及其在Rodinia超大陆聚合-裂解过程中所处位置提供了重要的信息。因此，本项目选择下扬子张八岭隆起带新元古代岩浆岩与沉积岩为研究对象，剖析了岩石成因及其演化规律，探讨了下扬子北缘该时期的大地构造背景与演化历史。研究表明，下扬子北缘在新元古代中期发育两阶段双峰式岩浆岩组合，分别为肥东杂岩斜长角闪岩-变花岗岩类（808～780 Ma）和张八岭群细碧岩-石英角斑岩（762～730 Ma），它们被新元古代中期变碎屑沉积岩覆盖。第一阶段为初始伸展阶段，继承于古元古代同位素组分的富集地幔（εHf（t）=-25.3～-7.4）在拉张作用下发生减压熔融，随后底侵并加热太古宙下地壳（>40 km）而使其发生部分熔融，形成具有低εHf（t）、高δ18O（δ18O=5.3～6.5‰）特征的肥东双峰式侵入岩；随着裂谷进一步发育，地壳渗透性显著提高，下渗的大气降水与沿裂谷带侵位的镁铁质岩浆共同作用于中元古代中-上地壳（<33 km）并为其与外部环境的氧同位素交换提供了条件，从而形成具有高εHf（t）、低δ18O（δ18O=1.6～3.1‰）特征的第二阶段张八岭群双峰式火山岩，其中细碧岩具有双峰式Hf同位素组成（εHf（t）=-16.4～8.5），表明其源区受与肥东斜长角闪岩同样富集的地幔和残留洋壳共同控制，与超大陆聚合过程中洋壳俯冲作用密切相关。由此可见，张八岭隆起不同于邻近的大别-苏鲁造山带，为一个独立的原位隆升带并呈现出“下老上新”的二元地壳结构，记录了Rodinia超大陆裂解过程中由老到新、由深至浅的岩浆演化规律以及从初始伸展向成熟裂谷两阶段的构造转变。700 Ma之后，下扬子地区整体进入了构造平静期，发育一系列以北将军组为代表的上覆近源沉积物（664～635 Ma）。通过综合研究对比，这一时期不同板块中的岩浆演化规律、同位素变化以及沉积物源特征，指示扬子板块与印度陆块具有较高的亲缘性，推断在新元古代扬子板块并非位于Rodinia超大陆中心，而是与印度板块共同处在边缘位置。该项研究成果对完整认识扬子板块新元古代大地构造具有重要的意义。