南秦岭武当地区分布有大量晚元古宙火山岩地层和基性侵入岩群,而扬子陆缘出露了时代为1.0-0.75Ga、多种构造性质的多期新元古代岩浆岩。研究表明,晚元古宙构造-岩浆事件具全球性特征,其演化过程与Rodinia超大陆的形成和解体有关。有证据显示,扬子北缘新元古代岩浆岩可能记录了超大陆拼合-裂解演化的重要过程,在元古宙晚期全球构造事件的研究中已受到高度重视。南秦岭被视为扬子卷入造山带的部分,因显生宙地壳抬升,其晚元古宙岩系出露规模和研究条件明显好于扬子北缘。但南秦岭元古宙岩浆岩现有研究中,其时代存在较大争议,且对岩浆作用机制和构造性质的认识有待深入。本研究将应用国内已达到国际先进水平的定年技术和设备,对武当晚元古宙岩浆岩进行高精度同位素定年和系统地球化学研究,结合申请者对扬子北缘已有研究基础,分析扬子-南秦岭晚元古宙岩浆事件群的构造性质与演化,探讨扬子陆块在全球超大陆事件过程中的作用和意义。
对武当地区新元古代基底进行了9件样品的锆石U-Pb同位素定年,结果表明武当山群火山岩形成于755±3Ma,而耀岭河群火山岩和基性侵入岩群分别为685±5和679±3Ma。武当山群和耀岭河群火山岩具双峰式特征,均由碱性和拉斑质玄武岩及酸性岩组成,而基性岩群亦具碱性和拉斑质辉长-辉绿岩组合特征。元素和Nd-Sr同位素地球化学特征指示,碱性基性岩源于高亏损软流圈地幔,拉斑质岩系源自改造过的岩石圈地幔,而酸性火山岩来源于新元古代早期初生地壳的重熔。对3件武当山群变沉积岩和2件区域水系河砂进行了碎屑锆石U-Pb分析,显示变沉积岩主要碎屑物质原岩的时代为830-780Ma,与岩浆岩定年分析中捕获锆石时代相同,说明南秦岭于新元古代为扬子克拉通北缘的组成部分。与同时代大别造山带双峰岩浆岩系、扬子陆块西缘和澳大利亚Mundine Well基性岩墙群对比表明,南秦岭共同经历了~755Ma与Rodinia裂解有关的岩浆事件。独有的碱性玄武质岩浆岩组合、755-680Ma的持续隆升-剥蚀和~680Ma拉张环境岩浆事件说明,南秦岭不仅更靠近裂解中心,且可能记录了扬子陆块与Rodinia完全裂解前的末期岩浆事件。