湘中地区冷家溪群和板溪群锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及对华南新元古代构造演化的意义

孟庆秀; 张健; 耿建珍; 张传林; 黄文成

湘中地区冷家溪群和板溪群锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及对华南新元古代构造演化的意义

1.
成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059
2.
南京地质矿产研究所，江苏南京 210016
3.
天津地质矿产研究所，天津 310170

基金项目: 中国地质调查局地质调查项目(1212011121097，1212011120130)资助。

计量
- 文章访问数: 03123
- HTML全文浏览量: 0
- PDF下载量: 03210
出版历程
- 刊出日期: 2013-02-24

Zircon U-Pb age and Hf isotope compositions of Lengjiaxi and Baxi Groups in middle Hunan Province： implications for the Neoproterozoic tectonic evolution in South China

1.
School of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, Sichuan, China
2.
Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016, Jiangsu, China
3.
Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources, Tianjin 300170, China

摘要

摘要: 提要：通过对江南造山带中段冷家溪群和板溪群凝灰岩及碎屑岩锆石U-Pb定年及系统的Hf同位素分析表明，冷家溪群沉积时代大致在860～820 Ma，不整合在其上的板溪群沉积下限在820 Ma左右，这表明在江南造山带，晋宁造山运动之后，很快进入伸展裂解阶段。锆石的Hf同位素组成显示，在850～800 Ma之间，锆石Hf初始值表现出快速上升趋势，表明这一时期有显著的地幔物质加入。造成这一现象的原因，一方面是早期的岛弧岩浆岩（850～820 Ma，尤其是I型花岗岩）是碎屑物的主要来源，另一方面造山后快速裂解形成的壳幔混合岩浆物质（如凝灰岩）形成板溪群部分物质来源。结合本研究和前人的研究成果，表明新元古代板块俯冲、拼合以及拼合后由于板片的拆沉引起的快速裂解（plate-rift model）是江南造山带形成的比较合理的地球动力学模型。
- 江南造山带 /
- 冷家溪群 /
- 板溪群 /
- 锆石U-Pb年龄 /
- Hf同位素 /
- 地球动力学背景
Abstract: Abstract：Zircon LA-ICPMS U-Pb ages and Hf isotope compositions of the tuff and clastic rocks from Lengjiaxi Group and Banxi Group in the middle section of the Jiangnan orogenic belt were determined. The results reveal that the sedimentary time of the Lengjiaxi Group is 860-820Ma. On the other hand, the lower limit of sedimentation of the Banxi Group which overlies the Lengjiaxi Group in angular unconformity is ca.820Ma, suggesting the quick transformation from the assemblage between Cathysia and Yangtze to the extension of the Jiangnan orogenic belt. Zircon Hf isotope compositions exhibit a rapid increase of the initial Hf values during 850-820 Ma, indicating significant addition of the depleted mantle materials during this period. The quick increase of εHf(t) could be ascribed to the following factors: (1) most clastic materials were derived from arc igneous rocks (e.g., I-type granites) and (2) some materials were derived from the mixed substances (such as tuff) between crust-derived magma and mantle-derived magma during the quick collapse after the orogeny). In combination with previous studies, the authors hold that the plate-rift model is a most plausible geodynamic model for the Neoproterozoic tectonic evolution of South China.
- Jiangnan orogenic belt /
- Lengjiaxi Group /
- Banxi Group /
- zircon U-Pb dating /
- Hf isotope /
- geodynamic settings

HTML全文

1.   研究目的(Objective)

通过实施2020年四川省自然资源厅省政府性投资地质勘查项目，对沐川地区上二叠统宣威组底部泥岩中赋存的稀有、稀土、稀散元素进行调查评价，了解“三稀”元素含量与找矿前景，希望在“三稀”找矿方面取得突破性进展，为乌蒙山贫困地区脱贫提供技术服务和支撑产业规划、扶贫开发提供资源保障。

2.   研究方法(Method)

主要采用了1∶10000地质填图、1∶500矿化带剖面测量、探槽工程、钻探工程、采样与测试分析等方法，对上二叠统宣威组底部的富镓泥岩进行了初步研究。

3.   研究结果(Results)

沐川地区位于扬子陆块西缘(图 1a)，峨眉山大火成岩省中带(图 1b)。研究区位于五指山背斜核部，其核部地层为上二叠统峨眉山玄武岩(P3e)，两翼向两侧依次出露上二叠统宣威组(P3x)、三叠系(T)、侏罗系(J)等(图 1c)。镓矿层产出于峨眉山玄武岩组(P3e)顶部、宣威组(P3x)底部的紫红色铁质泥岩、灰白色铝质泥岩、浅灰绿色泥岩、灰色泥岩、浅灰绿色泥岩及深灰色炭质泥岩中，呈层状分布，层位稳定(图 1d)；找矿标志：峨眉山玄武岩组与宣威组(P3x)的平行不整合界线之上，具“成矿界面”特征，颜色上有明显的紫红色、灰白色、灰色及深灰色等，特别是具有特征的紫红色，宏观上易识别；根据地球化学图解判别显示，其成矿物质来源有可能来源于峨眉山玄武岩及峨眉山地幔柱演化末期喷发的火山灰。

图 1 沐川地区构造位置图(a)，峨眉山玄武岩分布简图(b)，区域地质简图(c)及镓矿层产出层位示意图(d)

Figure 1. Structural location map of Muchuan area(a), Simplified geological map showing distribution of the Emeishan basalts(b), Regional geological map of Muchuan area(c) and Schematic diagram of gallium ore occurrence horizon(d)

下载: 全尺寸图片幻灯片

采集钻孔岩心1/2切分样品，送样至自然资源部成都矿产资源监督检测中心采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行测试分析，结果显示ZK01钻孔镓(Ga)平均品位104 μg/g，矿层厚度6.27 m；ZK02钻孔镓(Ga)平均品位68.1 μg/g，矿层厚度8.67 m；ZK03钻孔镓(Ga)平均品位55.3 μg/g，矿层厚度13.87 m；三个工程的镓(Ga)平均品位为75.8 μg/g，平均厚度9.60 m。可以看出，沐川地区宣威组底部的泥岩中镓(Ga)品位较高，厚度较大，达到了中国现行的Ga矿资源工业指标要求(30 μg/g)。

4.   结论(Conclusion)

经初步估算沐川地区镓(Ga)资源量可达数万吨到数十万吨，有望找到超大型镓矿床(＞2000 t) 的潜力。沐川地区峨眉山玄武岩分布面积较广，为镓的富集成矿提供了丰富的物源。经地质填图及工程取样显示，宣威组底部富镓泥岩层厚度大，分布面积广泛，镓元素含量较高，具有巨大的找矿潜力。研究宣威组底部“三稀”元素成矿特征有助于中国在战略性关键矿产找矿方面取得重大突破，对地方国民经济发展具有重要意义。

5.   基金项目(Fund support)

本文为四川省自然资源厅2020年省政府性投资地质勘查项目(DZ20 2002)和四川省自然资源厅科技项目(kj-2022-6)资助成果。