合肥盆地南缘中生代沉积锆石u-pb年代学研究.docx

合肥盆地南缘中生代沉积锆石u-pb年代学研究 1 实现源-汇观测系统研究 根据地球边界的相互作用，海洋沉积学是物质流的中间环节，也被称为“沉积物轨迹系统”。 大别造山带位于中国东部 (图1) , 是中央造山带的重要组成部分, 因为超高压变质岩的广泛出露以及柯石英和金刚石的发现, 而使其成为国际上最著名的造山带之一 ( 然而, 造山带周缘盆地比较准确地记录着物源区的成分特征, 记录着造山带的构造演化历史, 因此从源到汇 (From source to sink, 也称为S2S) 研究可以在物源区和沉积盆地之间建立起一个完整的系统。通过盆山源-汇系统的研究, 即通过沉积盆地的沉积作用 (包括沉积物组分、沉积作用类型、沉积环境、沉积时代和沉积盆地构造位置) 的研究, 推测沉积物的搬运系统, 从而进一步确定物源区的地形、距离、物质组分、时代、气候和构造属性等。所以, 根据源-汇系统的研究, 能够成功地辨认出不同时段侵蚀的岩石类型, 能够发现在造山带由于遭受剥露而完全消逝的构造单元, 能够恢复造山带的古地理、再造造山带隆升剥蚀历史。 现有的研究表明, 扬子大陆向华北大陆的俯冲和碰撞导致大别造山带在三叠纪末期隆升并遭受剥蚀, 其向合肥盆地提供物源 ( 笔者在合肥盆地南缘肥西、舒城、金寨、霍山等地采集了侏罗纪—白垩纪地层10个砂岩样品和1个花岗片麻岩砾石样品 (图1) , 使用LA-ICP-MS方法, 进行了碎屑锆石U-Pb年龄测定。与收集的研究区相关的锆石年龄资料相结合, 利用获得的最年轻的碎屑锆石年龄, 结合火山岩年龄, 进一步精确限定了盆地地层年代格架, 为源汇对比研究建立了时间框架。利用碎屑锆石U-Pb年龄谱和Th/U值, 建立了盆地沉积地层锆石U-Pb年龄和物源区单元之间的对应关系, 确定了盆地各个沉积阶段的源汇关系。本研究为盆山源汇系统研究提供了一个可供借鉴的实例, 也为重建大别造山带构造古地理做出了新的贡献。 2 地质背景 2.1 大别造山带构造单元特征和u-pb锆含量 大别造山带是中国中央造山带的重要组成部分, 近东西向展布, 面积约35 000 km 2.1.1 阳南半岛地区 南部以桐柏—磨子潭断裂为界, 北部以防虎山断裂为界, 西接南阳盆地, 东部被郯庐深断裂带所截切。近南北向发育的商城—麻城断裂将北淮阳构造带分为东西2段, 西段主要在河南境内, 东段主要在安徽境内。构造带整体上呈NWW-SEE向展布, 长约650 km, 西窄东宽, 西段宽约20 km, 东段宽约50 km。北淮阳广泛出露变质的元古代—古生代岩石地层以及白垩纪的火山岩, 在东段主要有卢镇关群、佛子岭群和毛坦厂组。 卢镇关群由小溪河组和仙人冲组组成, 总体为一套浅变质的长英质火山岩, 夹基性火山岩和少量变质碳酸盐岩。由于后期强烈的构造作用及大量新元古代和白垩纪花岗岩的侵入, 卢镇关群在区域上的分布非常不完整, 多以不完整的岩片分布在北淮阳带的东南侧 ( 佛子岭群在北淮阳地区分布广泛, 为一套强烈褶皱的浅变质岩系, 视厚度约6000 m, 包括祥云寨组、诸佛庵组和潘家岭组。主要岩石类型为变石英砂岩、石英片岩、变粒岩、石英岩和千枚岩等, 韵律条带发育, 常被认为是浊流沉积形成。佛子岭群的沉积构造背景或者为弧后盆地 ( 最近, 获得毛坦厂组火山岩锆石U-Pb协和年龄, 为127.4-132.5 Ma ( 虽然佛子岭群和卢镇关群的物源都有新元古代的锆石年龄, 但是佛子岭群锆石年龄谱中新元古代有2个峰值816 Ma和968 Ma, 而卢镇关群锆石年龄为627-751 Ma, 所以即使同样发育新元古代碎屑锆石年龄谱, 但根据峰值仍可以将两者很好地区分出来。 2.1.2 岩、斜长角闪岩带 位于晓天—磨子潭断裂以南、五河—水吼断裂以北, 主要由英云闪长岩质片麻岩、斜长角闪岩组成, 发育超镁铁质—镁铁质岩块及麻粒岩等岩块, 且被大量早白垩世花岗岩侵入。该带岩石经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用。元素地球化学分析表明, 这些片麻岩、斜长角闪岩和石榴辉石岩形成于火山弧构造背景 ( 2.1.3 设置适当的直冲长期活动的岩体或较少的小石岩中,根本两 位于五河—水喉断裂以南。主要出露岩石包括片麻岩、大理岩、片岩、角闪岩、榴辉岩以及麻粒岩等, 另有少量的硬玉石英岩、石榴橄榄岩等。榴辉岩中的显微金刚石和柯石英以及片麻岩中的柯石英, 指示这些岩石经历了超高压变质作用。同时, 该单元中出露有规模不等的燕山期中酸性岩体以及少量火山岩。根据锆石U-Pb年龄研究, 中生代岩浆岩年龄为121-131 Ma ( 2.1.4 龙门山子系基因岩群 分布于南大别超高压变质岩单元和襄樊—广济断裂之间, 属于大别山碰撞造山带中扬子俯冲板块的后缘部分。主要由宿松群的绿片岩相及变质磷块岩、变质沉积岩、角闪岩、片麻