扬子克拉通黄陵背斜元古宙变镁铁-超镁铁岩成因及大地构造意义

Reconstructions of the assembly and breakup of the Rodinia and Columbia supercontinents has been a controversial but frontier scientific problem. One key issue is to determine if the assembly and breakup of Proterozoic Rodinia supercontinent of South China is related with subduction-collision or with a mantle plume. Proterozoic metamafic-ultramafic rocks and associated rocks of the Miaowan Ophiolite from the Miaowan Formation in the Kongling Group in the southern Huangling anticline, Yangtze Craton, are the key objectives to study in order to solve these problems. This project focuses on the pseudostratigraphic unit sequence, genetic environment of tectonic facies, microstructure and metamorphic P-T-t path, the age of formation, structural deformation and metamorphism of these metamafic-ultramafic rocks, with the methods of high precision petro-structural geological field mapping on key sections and outcrops, microstructural analysis, geochemistry, isotope chronology and geochemistry trace element analysis. We will use these techniques to determine the petrogenetic tectonic setting, timing of their formation and structural exhumation and metamorphism, and estimate the rheological conditions during deformation. The final aim is to illustrate the tectonic/geodynamic background of their genesis, then establish a Meso-Neoproterozoic tectonic evolution model of the Yangtze Craton. These results can provide important evidence for the assembly, breakup and reconstruction of the Rodinia and Columbia supercontinents and their relationship with the Yangtze Craton and South China.

华南元古宙罗迪尼亚超大陆聚合与裂解是与板块俯冲-碰撞作用，还是与深部地幔柱作用有关，以及哥伦比亚超大陆聚合、裂解与重建是近年研究和争论的前沿焦点问题。扬子克拉通内黄陵背斜南部崆岭群"庙湾组"元古宙变镁铁-超镁铁岩及相关岩石（即庙湾蛇绿岩）是研究解决上述重要问题的关键对象。本项目运用关键剖面和露头区精细构造岩石地层填图、显微构造学、岩石地球化学、同位素年代学及地球化学示踪技术方法，重点研究变镁铁-超镁铁岩及相关岩石的构造岩石地层单元层序、大地构造相成因环境、显微构造变形变质P-T-t演化轨迹、流变变形动力学特征、形成及构造变形变质年代。确定变镁铁-超镁铁岩成因构造环境、形成及构造折返变质时限，估算流变变形动力学参数，阐明其成因演化的大地构造动力学背景，建立扬子克拉通中-新元古代大地构造演化模式。为扬子克拉通乃至华南哥伦比亚、罗迪尼亚超大陆聚合、裂解与重建等重大地质科学问题研究提供重要依据。

华南罗迪尼亚超大陆聚合与裂解、扬子克拉通新元古代大地构造演化是板块俯冲-碰撞造山还是地幔柱体制是近年地学研究的前沿和焦点问题。扬子克拉通内黄陵穹隆南部元古宙庙湾组（岩组）变镁铁-超镁铁岩及相关岩石构造单元成因、形成构造环境、构造变形变质、形成演化年代学的综合研究，主要获得以下重要新成果：.（1）确定庙湾组变镁铁-超镁铁岩属中元古代晚期（1.12-1.10Ga）洋中脊环境（MOR）形成的蛇绿岩，后被俯冲板片熔/流体交代上覆地幔楔形成于弧前环境（IAT）的新元古代早期（1.0-0.97Ga）中基性岩浆岩侵入，随后经历了新元古代早期（0.94-0.93Ga）弧-陆碰撞造山挤压逆冲变形变质及新元古代晚期伸展构造岩浆作用强烈改造。.（2）首次在庙湾蛇绿岩发现罗迪尼亚超大陆聚合时代上限（~1.0Ga）近于一致的新元古代早期（0.94-0.93Ga）构造变质事件，为扬子克拉通新元古代俯冲-碰撞造山拼合时间提供了重要构造变质年代学依据。.（3）庙湾蛇绿岩蛇纹石化纯橄岩、方辉橄榄岩中铬铁矿属蛇绿岩型铬铁矿，并主要形成于俯冲初始阶段玻安质熔/流体交代俯冲板片之上MOR型方辉橄榄岩地幔楔的弧前背景（SSZ型），为庙湾蛇绿岩形成构造演化提供了重要新证据。.（4）中元古代庙湾蛇绿岩厘定的重要大地构造意义：扬子克拉通基底是由不同性质地块经俯冲-碰撞造山在新元古代最终拼合形成；扬子克拉通内及周缘新元古代晚期（850-800Ma）岩浆活动应属罗迪尼亚超大陆裂解作用的产物；扬子克拉通东南缘江南造山带形成时代明显晚于罗迪尼亚超大陆聚合上限至少150Ma，其应与新元古代超大陆裂解及其后俯冲-碰撞造山事件有关。.（5）发现识别黄陵穹隆北部崆岭杂岩中古元古代（2.12Ga）与俯冲有关变髙镁安山岩-玄武岩、古元古代（2.14-2.15Ga）变镁铁-超镁铁岩块（蛇绿岩残片），提出北东向带状展布的水月寺群变沉积岩系及所夹变镁铁-超镁铁岩块为古元古代（2.0-1.95Ga）俯冲-增生碰撞造山形成蛇绿混杂岩的新认识，为扬子克拉通古元古代哥伦比亚超大陆聚合缝合带位置提供了关键证据。