中国东南部华夏陆块是东亚大陆的一个重要组成部分。华夏陆块一个最重要的地质特征是该地区经历了显生宙多期强烈的构造和岩浆作用,改造和破坏了其早期形成演化历史记录,对认识华夏陆块前寒武纪地质演化历史造成了很大困难。然而,各个时代地层中的沉积岩间接的记录了其剥蚀源区大陆的物质组成和演变。
地质地球所化学地球动力学学科组李献华研究员等人用(变质)沉积岩中碎屑锆石年龄和Hf同位素组成解译了华夏陆块的前寒武纪地壳形成和再造演化历史。四千多颗碎屑锆石的分析结果显示,这些碎屑锆石年龄分别集中在~24.85亿年、~18.53亿年和~9.7亿年三个主要峰值和~14.3亿年、~10.7亿年、~7.8亿年和~5.9亿年四个次要年龄峰值。在这7个年龄峰值中,有5个年龄峰值(~18.9-18.3亿年、~14.3亿年、~10亿年、~9.8亿年和~8.2-7.2亿年)与华夏零星出露的前寒武纪火成岩年龄一致,但未见有~24.85亿年和~5.9亿年2个年龄峰值的岩石记录。1085颗碎屑锆石的Hf同位素组成给出很大范围的Hf同位素模式年龄(~41.9-8.1亿年)和初始e Hf(t)值(~40.2-14.4)。锆石的形态特征显示,太古代碎屑锆石都以高度磨圆和复杂内部结构为特征,表明它们来自于遥远的物源区,经历了长距离的搬运,因此很可能来源于华夏陆块以外的大陆。相反,~19 -8亿年的碎屑锆石总体上以自型和半自型晶体为特征,表明它们只经历了短途搬运历史,应来源于华夏陆块本身。因此,推测在~19-18亿年前,通过新生陆壳物质的增生和对太古代再循环陆壳物质的改造形成了最初的华夏陆块,然后经历了中-新元古代的大陆物质再造,其中在10亿年前有部分新生陆壳物质的加入。
华夏陆块的前寒武纪地壳演化与全球超大陆聚合-裂解密切相关。通过碎屑锆石年龄谱图特征和其他地质记录的对比发现,在~19亿年前 Columbia/Nuna超级大陆聚合期间,华夏陆块最初和可能是介于东南极-劳伦和澳大利亚三个大陆之间的造山带(图一)。在~10-8.9亿年前Rodinia超大陆聚合时,华夏与扬子陆块通过四堡造山带聚合形成了统一的华南大陆。华南大陆联接劳伦-澳大利亚-东南极之间,位于Rodinia超大陆的“核心”。新元古代晚期,华南很可能通过“泛非期”碰撞造山带与印度相连,成为冈瓦纳大陆的一部分。
图一
该研究近期发表在国际权威期刊Gondwana Research上(Li et al. Detrital zircon U-Pb age and Hf isotope constrains on the generation and reworking of Precambrian continental crust in the Cathaysia Block, South China: A synthesis. Gondwana Research. 2014,25: 1202–1215)
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