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《地球物理研究通讯》:华南板块东南缘晚古生代构造背景新认识
2022-08-12 10:10:07   来源:化石网   评论:0 点击:

图1 研究区构造-古地理纲要图及藕塘底剖面岩性柱状图和特征性砂岩照片图2 华南板块东南缘构造环境分析综合图 (a) 最年轻碎屑锆石的加权平均年龄;(b) 碎屑锆石构造环境判别图;(c) 碎屑锆石综合年龄谱图;

图1 研究区构造-古地理纲要图及藕塘底剖面岩性柱状图和特征性砂岩照片
 
 
图2 华南板块东南缘构造环境分析综合图 (a) 最年轻碎屑锆石的加权平均年龄;(b) 碎屑锆石构造环境判别图;(c) 碎屑锆石综合年龄谱图;(d) 碎屑锆石εHf(t)数据;(e) 基于碎屑锆石计算的地壳厚度
 
 
图3 华南板块东南缘构造模式图
 
(化石网整理)据中国科学院南京地质古生物研究所:华南板块由扬子板块和华夏板块于新元古代早期拼合而成。随着古特提斯洋在早-中泥盆世时期打开,华南板块孤立地处于泛大陆(Pangaea)东侧古赤道附近,直到二叠纪–三叠纪之交才与华北板块最终碰撞拼合。
 
由于华南板块在晚古生代时期独特的古地理位置,其东南缘的构造环境对于认识同时期泛大陆东侧的构造动力学状态具有重要科学意义(图1)。正因同时期碳酸盐台地广泛发育,且缺少显著的岩浆作用、构造作用及变质作用等记录,华南板块东南缘一直以来被认为属于稳定的被动大陆边缘构造环境。
 
然而,近年来大量的晚古生代年龄的碎屑锆石被报道存在于二叠纪–三叠纪碎屑沉积岩中,表明这一时期该板块存在显著的岩浆活动。目前,针对泥盆纪–早石炭世和早二叠世–三叠纪地层已开展了大量的碎屑锆石研究工作,而对于华南板块东南缘的构造环境仍然存在争议,其构造环境争议的关键时期又聚集于晚石炭世。目前争议主要有三种模式:(1)其构造环境由石炭纪的被动大陆边缘环境转变为早二叠世的活动构造环境;(2)贯穿晚古生代的活动的板块汇聚边缘环境;(3)裂谷相关的构造环境。
 
由于晚石炭世碎屑岩沉积有限,碎屑锆石研究工作尚未系统开展,在一定程度上限制了我们对于华南板块晚古生代构造环境及古地理演化的认识。
 
近期,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队高彪博士后及其合作导师陈吉涛研究员,联合团队郑全锋副研究员、黄兴博士和博士生辛浩等,针对浙江省江山市晚石炭世的一套碳酸盐岩与碎屑岩混合沉积序列开展了沉积学、生物地层学、碎屑锆石U-Pb测年、锆石微量元素测试及Hf同位素测试等综合性研究。研究对华南板块东南缘晚古生代构造环境进行了系统恢复,建立了华南板块东南缘中–晚古生代时期的构造环境和地质动力学模式。成果近期发表于国际知名期刊《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)。
 
此次研究主要基于碎屑锆石的物源分析,结果表明碎屑沉积物主要来源于研究区东南侧的华夏古陆。结合碎屑锆石最年轻年龄数据与生物地层限定,揭示了物源区的岩体是在约318.5 Ma发生快速抬升遭到剥蚀。通过碎屑锆石Hf同位素数据,并结合基于微量元素计算的地壳厚度数据,共同揭示出华南板块在中–晚古生代时期其下部地壳物质不断拆离,进而导致地壳厚度减薄的过程(图2)。
 
综合本次新发现和已有的认识,研究提出华南板块东南缘晚古生代一直处于汇聚俯冲边缘环境,并且受其热扰动影响,导致地壳厚度不断减薄,古地理面貌逐渐平缓(图3)。此外,该研究对于认识华南板块晚古生代铝土矿和碳酸盐岩层控铀矿等矿产资源的时空分布规律也具有重要意义,将有助于进一步指导矿产资源的勘探。
 
该项研究得到中国科学院先导科技专项B类,国家自然科学基金以及现代古生物学和地层学国家重点实验室基金联合资助。
 
文章相关信息:Gao, B., Chen, J.T.*, Huang, X., Xin, H., and Zheng, Q.F. (2022), Resolving the tectonic setting of South China in the late Paleozoic, Geophysical Research Letters. First published: 04 August 2022. https://doi.org/10.1029/2022GL099809.

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