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武夷造山带重大进展

 思明居士 2019-03-10

通过野外地质调查及综合研究工作,提出存在一条近南北向的早古生代俯冲增生杂岩带(龙泉-建瓯混杂岩带),结合南平-宁化构造岩浆岩带、陈蔡俯冲增生杂岩的研究,将武夷造山带厘定为早古生代俯冲-碰撞-增生型造山带,为研究武夷造山带构造演化提供了新思路。

1.项目概况

武夷造山带成矿作用最显著的两大特征为“基底控矿”和“岩浆成矿”,有关武夷地区前泥盆纪构造演化长期存在争议,严重制约了区域地质找矿工作。为了深入解剖扬子地块、华夏地块前泥盆纪大地构造格局及其碰撞时间与方式,重塑华南大陆形成演化过程,自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心承担的“江南陆块及周缘地质矿产调查”工程在华夏地块武夷造山带部署了“浙南龙泉-闽北建瓯混杂岩带专题填图”子项目。重点对原出露于该带的“龙泉岩群”“马面山岩群”“麻源岩群”等开展了专题填图及解剖性研究工作,提出存在一条近南北向的早古生代俯冲增生杂岩带,结合对南平-宁化构造岩浆岩带及陈蔡俯冲增生杂岩带的研究工作,将武夷造山带厘定为俯冲-碰撞-增生型造山带,其最终成型是在早古生代,提出了武夷造山带前泥盆纪构造演化的新模式。

2.成果简介

通过专题填图工作,将南平-宁化构造带的属性厘定为新元古代-早古生代南、北武夷的碰撞结合带、将浙南龙泉-闽北建瓯俯冲增生杂岩带定义为东、西武夷早古生代碰撞结合带、将陈蔡早古生代俯冲增生杂岩带定义为扬子地块与华夏地块碰撞拼合带。在此基础上,提出了武夷造山带早古生代俯冲-增生-造山模式(图1)。

武夷造山带重大进展

图1 武夷造山带前泥盆纪构造演化模式图

阶段A:南、北武夷碰撞拼合阶段(~696Ma)

该阶段构造作用的产物是发育在南平-宁化构造带内的新元古代浅变质中酸性火山岩,以万全岩群黄潭组及盖洋群楼前组浅变质中酸性火山岩为代表。万全岩群黄潭组时代多集中在746~696Ma,而楼前组浅变质中酸性火山岩的形成时代在734.7~713Ma。黄潭组浅变质火山岩和楼前组浅变质流纹质-英安质火山岩表现出与弧岩浆岩类似的特征,据此推断,至南华纪早期(~696Ma),南平-宁化一线为活动大陆边缘环境,洋壳俯冲消减引发的岛弧岩浆活动形成了沿南平-宁化一线展布的陆缘中酸性火山岩带。

同时,在兴国东部晚震旦世老虎塘组中发现了富Nb细碧岩(火山岩夹层)(图2),获得其年龄为592±3Ma,证实古华南洋内还存在泛非期的洋壳俯冲作用,也指示华夏陆块内部在泛非期之前还尚未形成统一的块体;在兴国县白垩纪茅店组砾岩中发现了泛非期的黑云母花岗岩砾石,岩石地球化学性质具有岛弧属性,进一步支持华南泛非期存在岛弧俯冲作用。

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图2 晚震旦世老虎塘组富Nb细碧岩地质特征(a)及显微镜下特征(b)

以上证据表明,南、北武夷迟至该时期尚未碰撞拼合形成统一的西武夷地块,为南、北武夷的碰撞拼合时间提供了下限。

阶段B:东、西武夷碰撞拼合阶段(450~440Ma)

该阶段之前西武夷地块已经形成,西武夷地块与东武夷地块之间为闽中小洋盆。在闽北浦城富岭、顺昌连地一带存在的早古生代洋岛海山组合是存在洋盆地层系统的主要证据(图3),该套洋盆地层系统形成时代为约458Ma。

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图3 顺昌连地大理岩+斜长角闪岩洋岛海山组合野外露头特征

a—洋岛海山组合露头总体特征;b—大理岩特征;c—大理岩与斜长角闪岩构造接触关系;d—裂隙面上后期方解石脉

约450Ma开始,闽中洋开始消失由于洋陆俯冲作用,形成于岛弧、前弧等背景下的基性岩块及洋岛海山残块等被卷入混杂岩带内。同时,在该带还形成了与俯冲作用有关的TTG岩系,如龙泉、浦城TTG岩系及基性岩浆岩。

440Ma左右,东、西武夷地块完成了碰撞拼合过程,形成了统一的武夷地块。

阶段C:华夏地块与扬子地块碰撞拼合阶段(440~420Ma)

通过对浙江省陈蔡地区原“陈蔡岩群”的大比例尺露头尺度解剖,提出原“陈蔡岩群”主要由不同性质的外来岩块与基质组成。其主要物质组成包括:外来岩块(大理岩及斜长角闪岩,二者共同构成了洋岛海山组合(图4))、不同构造背景下形成的变基性岩块、古老地壳残片等。陈蔡地区该套岩石组合的发现表明,原“陈蔡岩群”的构造属性应为早古生代俯冲增生杂岩。结合龙游地区新发现的加里东期麻粒岩和退变榴闪岩,提出扬子与华夏两大地块碰撞于440~420Ma(图1)。陈蔡俯冲增生杂岩在早古生代晚期华夏-扬子陆块碰撞过程中被肢解,并经历强烈变质变形,其原始俯冲增生杂岩的结构已不复存在。至此,扬子地块和华夏地块(或武夷地块)完成最终的拼合,进入统一的构造演化阶段。

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图4 陈蔡俯冲增生杂岩中的洋岛海山组合

3.成果意义

在近三年来的专题填图过程中,子项目组克服了探索性强、野外露头差、时间紧、人员少等不利因素,首次以野外地质事实为基础,提出南、北武夷在约696Ma形成统一的西武夷地体,随后在450~440Ma与东武夷地体碰撞拼贴形成统一的武夷地块,最终在440~420Ma与北侧的扬子地块完成最终的碰撞拼合过程。该模式的提出为研究武夷造山带基底控矿、前泥盆纪基底构造单元划分提供了依据,也为研究华南前泥盆纪构造演化提供了新的思路。

同时,创新性地提出了适用于华东地区古老造山带的填图方法。该方法强调以露头尺度“岩性填图+构造解析”为主要填图工作手段,以“岩性(组合)+时代+构造属性”为主要图面表达方式,改进和发展了传统区调填图的野外调查方式和编图技术。通过专题填图工作,基本形成了一套适合于东部多期构造复合、缺乏连续露头的古老造山带填图思路与方法,拓宽了新时代区域地质调查工作的视野和服务功能;所提出的古老造山带填图方法在华东地区相关省级地勘单位得到推广应用,取得了显著的效果,有力推动了区域地质调查技术方法的改革创新。

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自然之美,美于人工。

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