原標(biāo)題：揚(yáng)子古陸核早前寒武紀(jì)物質(zhì)建造與早期地殼演化

來源于《中國地質(zhì)調(diào)查成果快訊》

摘要：通過對揚(yáng)子古陸核黃陵地區(qū)早前寒武紀(jì)的調(diào)查研究，獲得揚(yáng)子陸塊最老鋯石年齡為3.91Ga及新發(fā)現(xiàn)古太古代（3.3Ga）TTG片麻巖地質(zhì)實(shí)體。首次發(fā)現(xiàn)中太古代（＞2.9Ga）條帶狀磁鐵石英巖（BIF）、中太古代（2.94Ga）火山巖、新太古代（2.7Ga）火山巖，證實(shí)了揚(yáng)子古陸核存在中太古代綠巖帶。重新厘定了揚(yáng)子陸核區(qū)的變質(zhì)事件，揚(yáng)子陸塊在中太古代經(jīng)歷了一次俯沖拼貼過程，其與全球板塊構(gòu)造啟動(dòng)時(shí)間（3.0Ga）一致，揚(yáng)子陸核在前寒武系大陸地殼形成及演化至少經(jīng)歷了3次微陸塊拼接、增生歷程。

1.項(xiàng)目概況

“湖北1∶5萬水月寺幅、霧渡河幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”子項(xiàng)目，歸屬于“湘西-鄂西成礦帶神農(nóng)架—花垣地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”項(xiàng)目，由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心承擔(dān)。工作周期為2016—2018年。主要目標(biāo)任務(wù)是采用地質(zhì)填圖和高精度定年方法對黃陵背斜區(qū)出露的太古代地質(zhì)體開展野外調(diào)查和室內(nèi)綜合研究，確定其物質(zhì)組成、空間分布、變質(zhì)變形特征和時(shí)代，為早期地殼形成的研究提供基礎(chǔ)資料。系統(tǒng)總結(jié)揚(yáng)子陸核早前寒武系巖漿-變質(zhì)-構(gòu)造事件與早期地殼形成演化關(guān)系，力爭在揚(yáng)子陸核區(qū)的物質(zhì)組成與構(gòu)造演化研究等方面取得新進(jìn)展。通過項(xiàng)目的實(shí)施，新發(fā)現(xiàn)古太古代TTG片麻巖地質(zhì)實(shí)體；揚(yáng)子陸塊新發(fā)現(xiàn)中太古代磁鐵石英巖、基性—超基性和中酸性火山巖，證實(shí)其為中太古代綠巖帶的產(chǎn)物。

2.成果簡介

（1）新發(fā)現(xiàn)古太古代（3.3Ga）TTG片麻巖地質(zhì)實(shí)體。在湖北宜昌霧渡河西北林老爺河新發(fā)現(xiàn)古太古代地質(zhì)實(shí)體（圖1），命名為林老爺河片麻巖。主要巖性為英云閃長質(zhì)片麻巖、奧長花崗質(zhì)片麻巖、花崗閃長質(zhì)片麻巖，石英二長片麻巖。通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)研究，奧長花崗質(zhì)片麻巖、花崗閃長質(zhì)片麻巖、石英二長片麻巖（石英二長巖）均形成于3.28～3.33Ga，屬古太古代，該套巖石逆沖推覆于中太古代東沖河TTG片麻巖之上。這一發(fā)現(xiàn)有利于建立揚(yáng)子陸核區(qū)古太古代巖漿事件構(gòu)造年代格架、確定揚(yáng)子古陸核太古宙構(gòu)造格局及地殼演化。

圖1 古太古代TTG片麻巖外貌

（2）確定揚(yáng)子陸核區(qū)存在中太古代綠巖帶，新發(fā)現(xiàn)中太古代條帶狀磁鐵石英巖（BIF）、基性—超基性和中酸性火山巖，獲得揚(yáng)子陸塊最老3.91Ga的繼承鋯石年齡。在黃陵地區(qū)，發(fā)現(xiàn)出露規(guī)模可達(dá)數(shù)千米寬的表殼巖系，其間發(fā)育較多順層侵入的花崗巖脈，且受強(qiáng)烈的韌性剪切變形，形成花崗質(zhì)糜棱巖。表殼巖巖石組合為：下部為透閃石片巖、含磁鐵斜長角閃片巖（原巖為超基性—基性火山噴出巖類）；中部為黑云斜長片麻巖、長石石英巖（變質(zhì)碎屑沉積巖），變質(zhì)帶狀磁鐵石英巖（變質(zhì)帶狀硅鐵建造BIF) (變質(zhì)化學(xué)沉積巖)；上部為變粒巖、淺粒巖（中、酸性火山巖）。在野馬洞巖組下部蝕變斜長角閃巖（變質(zhì)火山巖）中獲得3.0Ga的形成年齡，屬中太古代，該套巖石中發(fā)現(xiàn)存在一組3.45Ga具酸性巖漿成因結(jié)構(gòu)特征（鋯石CL圖像清晰，具有典型的振蕩環(huán)帶）的繼承鋯石，以及一粒具基性巖漿鋯石成因結(jié)構(gòu)特征（鋯石CL圖像清晰，具板條狀特征）的始太古代繼承鋯石（3.91Ga），這是迄今為止揚(yáng)子陸核黃陵地區(qū)已知最老的鋯石年齡數(shù)據(jù)，揭示揚(yáng)子克拉通初始地殼可能在始太古代早期已經(jīng)開始形成。條帶狀磁鐵石英巖呈層狀、透鏡狀產(chǎn)出（圖2），可見多層，一般厚度為5～15cm，僅一條厚達(dá)50～70cm，磁鐵礦粒徑0.2～5mm，含量45%～70%；石英含量20%～50%，原巖為含鐵硅質(zhì)巖，長度達(dá)百余米。應(yīng)用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得磁鐵石英巖中變質(zhì)鋯石年齡2.9Ga，與磁鐵石英巖共生的淺粒巖（變酸性火山巖）中鋯石年齡為2.94Ga，代表火山巖形成時(shí)代；侵入該套表殼巖中的變質(zhì)變形花崗巖脈年齡2.92Ga，限制了上述表殼巖的上限年齡。上述研究表明，野馬洞巖組表殼巖的形成時(shí)代為3.04～2.94Ga，后期遭受了2.93～2.9Ga的變質(zhì)作用。上述巖石組合的發(fā)現(xiàn)及其巖石特征與形成時(shí)代表明：揚(yáng)子陸核區(qū)存在中太古代綠巖帶。

圖2 磁鐵石英巖外貌

（3）重新厘定了揚(yáng)子陸核區(qū)的變質(zhì)事件，揭示了揚(yáng)子陸塊在中太古代經(jīng)歷過一次俯沖拼貼過程。在以包體形式存在于中太古代東沖河片麻巖（2.94GaTTG）中的透閃石片巖中，首次獲得3.0Ga早期變質(zhì)事件的年齡記錄和2.93Ga后期構(gòu)造熱事件年齡記錄，在磁鐵石英巖中，獲得了2.9Ga變質(zhì)年齡。上述發(fā)現(xiàn)揭示黃陵地區(qū)崆嶺雜巖經(jīng)受了3.0Ga和2.93～2.9Ga變質(zhì)作用。由變質(zhì)鋯石所記錄的構(gòu)造熱事件還表明黃陵地區(qū)陸殼、在中太古代時(shí)已具有一定的厚度，揭示本區(qū)在中太古代即經(jīng)歷了一次俯沖拼貼過程，提出揚(yáng)子陸塊與全球板塊構(gòu)造啟動(dòng)時(shí)間（3.0Ga）一致性的認(rèn)識(shí)。

（4）發(fā)現(xiàn)一套古元古代（2.18Ga）絹云千枚巖（變質(zhì)安山巖、英安巖-流紋巖），εHf(t)為高的正值（8.0～10.8），具有古元古代新生地殼特征。其形成時(shí)代、巖石地球化學(xué)特征與華北野雞山巖群中的火山巖組合均高度一致，可能與古元古代晚期洋殼俯沖作用有關(guān)，可視為彭松柏等2016年提出的古元古代水月寺蛇綠混雜巖初始俯沖階段，洋板塊俯沖弧的產(chǎn)物。在本次填圖過程中，在該混雜帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)堆晶輝長巖，相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示，其為SSZ型蛇綠混雜帶。結(jié)合區(qū)內(nèi)存在18.5Ga的具有伸展背景中-基性火山巖、侵入巖，表明揚(yáng)子陸核于該時(shí)期經(jīng)歷了完整的俯沖-碰撞-碰撞后演化過程，這一碰撞造山事件與全球Columbia 超大陸聚合過程相比較，時(shí)間略早；結(jié)合Peng等（2012）提出的形成于11億年的廟灣蛇綠巖（與全球Roadina超大陸聚合過程同步），揭示了揚(yáng)子陸核早期大陸地殼形成及演化的3次聚合過程，表明揚(yáng)子古陸核早前寒武系可能經(jīng)歷了復(fù)雜的微陸塊拼接、增生歷程。

3.成果意義

新發(fā)現(xiàn)黃陵地區(qū)最老的繼承鋯石年齡為3.91Ga，特別是古太古代林老爺河片麻巖地質(zhì)實(shí)體的發(fā)現(xiàn)，顯著往前推進(jìn)了揚(yáng)子克拉通地殼形成的時(shí)代，表明揚(yáng)子克拉通與華北克拉通存在相似的早期地球演化史。黃陵綠巖帶中含鐵建造的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了揚(yáng)子克拉通該期BIF成礦事件的空白，BIF成礦規(guī)模與早期陸殼成熟度之間存在正相關(guān)性，是全球典型克拉通的普遍現(xiàn)象。揚(yáng)子陸塊綠巖帶中小規(guī)模存在的BIF建造指示揚(yáng)子陸塊中太古代為陸殼形成的早期階段。結(jié)合黃陵地區(qū)大量存在約2.9Ga的東沖河片麻巖，以及新識(shí)別出大量2.7～2.6Ga的花崗質(zhì)片麻巖，證實(shí)揚(yáng)子克拉通與全球其他典型克拉通類似，中太古代晚期—新太古代早期是主要的陸殼增生期。揚(yáng)子陸核早期大陸地殼形成及演化至少經(jīng)歷了3次聚合過程，暗示揚(yáng)子古陸核前寒武系可能經(jīng)歷了復(fù)雜的微陸塊拼接、增生歷程。

（中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心 魏運(yùn)許 譚滿堂供稿）