武夷造山帶重大進展

通過野外地質調查及綜合研究工作,提出存在一條近南北向的早古生代俯衝增生雜巖帶(龍泉-建甌混雜巖帶),結合南平-寧化構造岩漿岩帶、陳蔡俯衝增生雜巖的研究,將武夷造山帶釐定為早古生代俯衝-碰撞-增生型造山帶,為研究武夷造山帶構造演化提供了新思路。

1.項目概況

武夷造山帶成礦作用最顯著的兩大特徵為“基底控礦”和“岩漿成礦”,有關武夷地區前泥盆紀構造演化長期存在爭議,嚴重製約了區域地質找礦工作。為了深入解剖揚子地塊、華夏地塊前泥盆紀大地構造格局及其碰撞時間與方式,重塑華南大陸形成演化過程,自然資源部中國地質調查局南京地質調查中心承擔的“江南陸塊及周緣地質礦產調查”工程在華夏地塊武夷造山帶部署了“浙南龍泉-閩北建甌混雜巖帶專題填圖”子項目。重點對原出露於該帶的“龍泉巖群”“馬面山岩群”“麻源巖群”等開展了專題填圖及解剖性研究工作,提出存在一條近南北向的早古生代俯衝增生雜巖帶,結合對南平-寧化構造岩漿岩帶及陳蔡俯衝增生雜巖帶的研究工作,將武夷造山帶釐定為俯衝-碰撞-增生型造山帶,其最終成型是在早古生代,提出了武夷造山帶前泥盆紀構造演化的新模式。

2.成果簡介

通過專題填圖工作,將南平-寧化構造帶的屬性釐定為新元古代-早古生代南、北武夷的碰撞結合帶、將浙南龍泉-閩北建甌俯衝增生雜巖帶定義為東、西武夷早古生代碰撞結合帶、將陳蔡早古生代俯衝增生雜巖帶定義為揚子地塊與華夏地塊碰撞拼合帶。在此基礎上,提出了武夷造山帶早古生代俯衝-增生-造山模式(圖1)。

武夷造山帶重大進展

圖1 武夷造山帶前泥盆紀構造演化模式圖

階段A:南、北武夷碰撞拼合階段(~696Ma)

該階段構造作用的產物是發育在南平-寧化構造帶內的新元古代淺變質中酸性火山岩,以萬全巖群黃潭組及蓋洋群樓前組淺變質中酸性火山岩為代表。萬全巖群黃潭組時代多集中在746~696Ma,而樓前組淺變質中酸性火山岩的形成時代在734.7~713Ma。黃潭組淺變質火山岩和樓前組淺變質流紋質-英安質火山岩表現出與弧岩漿岩類似的特徵,據此推斷,至南華紀早期(~696Ma),南平-寧化一線為活動大陸邊緣環境,洋殼俯衝消減引發的島弧岩漿活動形成了沿南平-寧化一線展布的陸緣中酸性火山岩帶。

同時,在興國東部晚震旦世老虎塘組中發現了富Nb細碧巖(火山岩夾層)(圖2),獲得其年齡為592±3Ma,證實古華南洋內還存在泛非期的洋殼俯衝作用,也指示華夏陸塊內部在泛非期之前還尚未形成統一的塊體;在興國縣白堊紀茅店組礫岩中發現了泛非期的黑雲母花崗岩礫石,岩石地球化學性質具有島弧屬性,進一步支持華南泛非期存在島弧俯衝作用。

武夷造山帶重大進展

圖2 晚震旦世老虎塘組富Nb細碧巖地質特徵(a)及顯微鏡下特徵(b)

以上證據表明,南、北武夷遲至該時期尚未碰撞拼合形成統一的西武夷地塊,為南、北武夷的碰撞拼合時間提供了下限。

階段B:東、西武夷碰撞拼合階段(450~440Ma)

該階段之前西武夷地塊已經形成,西武夷地塊與東武夷地塊之間為閩中小洋盆。在閩北浦城富嶺、順昌連地一帶存在的早古生代洋島海山組合是存在洋盆地層系統的主要證據(圖3),該套洋盆地層系統形成時代為約458Ma。

武夷造山帶重大進展

圖3 順昌連地大理岩+斜長角閃巖洋島海山組合野外露頭特徵

a—洋島海山組合露頭總體特徵;b—大理岩特徵;c—大理岩與斜長角閃巖構造接觸關係;d—裂隙面上後期方解石脈

約450Ma開始,閩中洋開始消失由於洋陸俯衝作用,形成於島弧、前弧等背景下的基性巖塊及洋島海山殘塊等被捲入混雜巖帶內。同時,在該帶還形成了與俯衝作用有關的TTG巖系,如龍泉、浦城TTG巖系及基性岩漿岩。

440Ma左右,東、西武夷地塊完成了碰撞拼合過程,形成了統一的武夷地塊。

階段C:華夏地塊與揚子地塊碰撞拼合階段(440~420Ma)

通過對浙江省陳蔡地區原“陳蔡巖群”的大比例尺露頭尺度解剖,提出原“陳蔡巖群”主要由不同性質的外來巖塊與基質組成。其主要物質組成包括:外來巖塊(大理岩及斜長角閃巖,二者共同構成了洋島海山組合(圖4))、不同構造背景下形成的變基性巖塊、古老地殼殘片等。陳蔡地區該套岩石組合的發現表明,原“陳蔡巖群”的構造屬性應為早古生代俯衝增生雜巖。結合龍游地區新發現的加里東期麻粒巖和退變榴閃巖,提出揚子與華夏兩大地塊碰撞於440~420Ma(圖1)。陳蔡俯衝增生雜巖在早古生代晚期華夏-揚子陸塊碰撞過程中被肢解,並經歷強烈變質變形,其原始俯衝增生雜巖的結構已不復存在。至此,揚子地塊和華夏地塊(或武夷地塊)完成最終的拼合,進入統一的構造演化階段。

武夷造山帶重大進展

圖4 陳蔡俯衝增生雜巖中的洋島海山組合

3.成果意義

在近三年來的專題填圖過程中,子項目組克服了探索性強、野外露頭差、時間緊、人員少等不利因素,首次以野外地質事實為基礎,提出南、北武夷在約696Ma形成統一的西武夷地體,隨後在450~440Ma與東武夷地體碰撞拼貼形成統一的武夷地塊,最終在440~420Ma與北側的揚子地塊完成最終的碰撞拼合過程。該模式的提出為研究武夷造山帶基底控礦、前泥盆紀基底構造單元劃分提供了依據,也為研究華南前泥盆紀構造演化提供了新的思路。

同時,創新性地提出了適用於華東地區古老造山帶的填圖方法。該方法強調以露頭尺度“巖性填圖+構造解析”為主要填圖工作手段,以“巖性(組合)+時代+構造屬性”為主要圖面表達方式,改進和發展了傳統區調填圖的野外調查方式和編圖技術。通過專題填圖工作,基本形成了一套適合於東部多期構造複合、缺乏連續露頭的古老造山帶填圖思路與方法,拓寬了新時代區域地質調查工作的視野和服務功能;所提出的古老造山帶填圖方法在華東地區相關省級地勘單位得到推廣應用,取得了顯著的效果,有力推動了區域地質調查技術方法的改革創新。

武夷造山帶重大進展

自然之美,美於人工。


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