与中生代以来的构造演化相比,大别造山带古生代的构造演化历史,人们知之甚少,尚未有统一的认识,更缺少来自周缘盆地地层和沉积记录的制约,它与秦岭造山带的关系也有待于进一步研究,这些制约了对秦岭-大别造山带乃至整个中央造山带构造演化历史的认识。本课题以大别造山带北缘晚古生代地层为对象,进行沉积记录研究。研究盆地晚古生代的沉积相和沉积体系,建立沉积序列,研究沉积层序的物质组成、物质成分在时空上的变化,确定盆地的源岩类型、物源区的性质和构造背景;通过盆地沉积记录的研究,确定盆地发生、发育和消亡的演化历史,重塑大别造山带晚古生代的古地理;通过物质组分的对比分析,确定沉积序列与造山带构造单元之间的对应关系,揭示大别造山带晚古生代隆升剥蚀规律,最后,建立大别造山带晚古生代的构造演化模型。这将对重塑大别造山带古生代的构造演化历史提供重要的制约,也将积极促进造山带大陆动力学的研究。
Sedimentary records;Provenance analysis;tectonic evolution;Late Paleozoic;the Dabie Orogenic Belt
本课题以大别造山带北缘晚古生代地层为对象进行沉积记录的研究。研究沉积相和沉积体系,建立沉积序列;研究地层的物质组成、物质成分在时空上的变化,确定盆地的源岩类型、物源区性质和构造背景;从而进步重塑大别造山带晚古生代的古地理、隆升剥露规律,建立晚古生代构造演化模型,并对秦岭-大别造山带古生代的构造演化提供约束。项目完成以下工作野外工作11次,时间5个月,观察和测量剖面18条;完成薄片鉴定161块,砂岩QFL点统计分析薄片25块11389点;地球化学(包括常量、微量和稀土元素)样品分析114件,C,O同位素分析14件;重砂分析31件,电子探针分析172个点;碎屑锆石年代学分析10件626颗碎屑锆石。 项目取得了如下重要成果①通过对扬子陆块、华北陆块以及北淮阳地区显生宙以来地层沉积记录比较,揭示大别造山带显生宙以来曾经历了两次俯冲和两次汇聚,古生代的汇聚具有软碰撞特征,时间是中-晚泥盆世;②岩石学和地球化学研究表明,晚古生代石炭系碎屑岩主要为长石石英砂岩和岩屑石英砂岩,成分成熟度和结构成熟度都不高,不属于稳定克拉通构造背景下的沉积。QFL判别表明,物源区有两类,分别是陆块来源区和再旋回造山带。而且这也得到主元素判别函数的支持。微量元素和稀土元素研究表明,部分物源构造背景主要为大陆岛弧环境;③碎屑锆石年代学研究表明,早石炭世-晚石炭世早期物源主要来自中古生代的岛弧,少量源于可能属于扬子地块的新元古代地质体,这说明大别山北缘古生代可能经历过与秦岭造山带相似的构造演化,晚石炭世晚期物源主要来自能属于扬子地块的新元古代地质体,说明早、晚石炭世的物源区组成有重大变化;④歪庙组混杂岩中变质火山岩岩块的研究,确定了原岩类型为具有拉斑性质的高铁拉斑玄武岩和安山岩两类,它们主要形成具有壳混染的富集地幔型大洋中脊玄武岩(E-MORB)和具有海洋岛弧以及大陆岛弧特征并具有壳混染型的N-MORB玄武岩-安山岩。同位素年代学研究表明,歪庙组混杂岩形成的时代为早石炭世维宪期,大别造山带北缘在新元古代早期Tonian曾经发生过汇聚并发育安第斯型大陆岛弧火山岩,是格林威尔造山期的一部分。首次提出歪庙组以及二郎坪群混杂岩应该是秦岭-大别造山带北缘一条石炭纪的缝合带;⑤发表论文10篇,其中SCI收录2篇。另外一篇英文稿件正在评审之中。培养博士研究生2名。