哀牢山新元古代岩浆作用及其动力学机制

Precambrian geology plays an important role to reveal the crustal formation, evolution and geodynamic process. Precambrian lithostratigraphy, palaeobios and mineral resources are widely distributed in and along the Yangtze Block, which provide an ideal opportunity for understanding the earlier crustal evolution and metallogenic mechanism of the South China Block. The Ailaoshan tectonic zone in Yunnan Province, located at the southwestern Yangtze Block, is a WNW-trending metamorphic belt with the length of more than 1000 km. It contains numerous Precambrian igneous rocks that provide a good “window” for discussing the crustal evolution and geodynamic process of the SW Yangtze Block. In this project, petrological, mineralogical, zircon U–Pb geochronological and Hf isotopic data, along with whole rock major oxides, elemental and Sr-Nd-Pb-Os isotopic results on the igneous rocks in the Ailaoshan tectonic zone will be carried out to better constrain their petrogenesis and tectonic setting in the southwestern Yangtze Block and their palaeogeography position in Rodinia supercontinent during Neoproterozoic.

华南前寒武纪地质是当今国内外研究的热点与前沿。近二十年来的研究表明扬子板块西缘、北缘和东缘均广泛存在新元古代岩浆作用，然而对扬子板块西南缘前寒武纪地质演化极少关注。哀牢山构造带位于扬子板块西南缘，带内保存有众多前寒武系地层和不同时期、不同类型的岩石组合，是研究扬子板块西南缘新元古代岩浆作用的理想场所。基于此，本项目拟以在哀牢山构造带甄别出的基性-中性-酸性岩浆岩组合为切入点，以详细的野外地质、岩石(相)学、矿物/岩石化学、同位素年代学和元素-同位素地球化学为主要研究手段，多学科交叉综合研究哀牢山构造带新元古代岩浆作用记录并获取系统配套的地球化学数据，解析不同类型岩石的精细年代学、地球化学、岩石成因、构造属性及其相互关系，综合剖析该套岩石组合所蕴含的大地构造意义，为华南大陆前寒武纪演化及其与罗迪尼亚超大陆关系的深入研究提供突破性资料。

位于扬子板块西南缘的云南哀牢山构造带，发育有大量元古界地层和前寒武纪岩浆岩，研究这些岩浆岩的时空格架和成因特征对深入理解扬子板块的大陆地壳演化特征及其动力学过程具有重要的科学意义。本项目对哀牢山构造带新元古代岩浆岩展开了详细的野外地质考察、岩相学、矿物学和精细的年代学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究，揭示了这些岩浆岩的时空分布和岩石成因，探讨了其形成环境和动力学过程，限定了扬子板块在新元古代时期在Rodinia超大陆中的古地理位置。取得了如下主要成果与进展：1）哀牢山构造带发育781- 758Ma岛弧玄武质岩浆作用。哀牢山构造带内的玄武质岩石呈透镜状或似层状产出，SiO2含量为43.32~57.04%，Mg#为41-81。样品亏损重稀土，其(La/Yb)cn和(Gd/Yb)cn值分别为4.98-5.91和1.60-1.65，Eu具有负异常 (δEu=0.75-1.14)，明显亏损Nb-Ta，与典型的弧岩浆特征类似。这些特征显示其来源于受俯冲沉积物影响的含斜方辉石地幔源区。LA-ICPMS锆石U-Pb年代学结果表明，斜长角闪岩形成于781- 758Ma，其形成与同期的岛弧岩浆作用有关。2）哀牢山构造带存在792-749 Ma地壳生长事件。分布在元阳大坪、永平漕涧和大理周城等地区的闪长岩SiO2含量为51.38~63.95%，MgO含量为1.23~12.01%。样品相对亏损重稀土，具有明显的Nb-Ta亏损。样品的εNd(t)为+0.79 ~ -8.08，εHf(t)为-9.36~+10.84，形成时代为792-749 Ma，推测它们可能是新生基性下地壳部分熔融的产物，反映这一时期本区存在地壳的生长。3）哀牢山构造带新元古代俯冲事件：来自841-778 Ma花岗岩的约束。哀牢山带新元古代花岗岩的形成时代主要在841-778 Ma，其SiO2含量为65.69~76.00%，具有较高的K2O含量，显示出I型花岗岩的特征。样品具有明显的Nb-Ta亏损和Eu负异常明显，εNd(t) 值为-12.13 ~ +4.70，εHf(t)值为-6.80~ +9.31。其形成与同时代的俯冲作用有关，俯冲作用促使基性岩浆底侵使下地壳发生熔融，形成了I型花岗岩。4）综合研究认为新元古代时期华南板块应处于Rodinia超大陆的边缘、印度和澳大利亚之间。