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位于扬子克拉通东南缘的江南古陆或江南造山带,是一条规模巨大的前寒武纪基底弧形出露带,在湖南境内称其为“雪峰古陆”或雪峰山造山带。研究区湘东北位于“雪峰古陆”东段,是一个多旋回、复合型的陆内造山带,大地构造位置重要,在解释扬子地块与华夏地块的拼接、演化以及中国南方大陆岩石圈的结构和增长机制、区域成矿规律等方面起着极为重要的作用,因而受到国际地学界的广泛关注。本文就在此背景上对湘东北中-新元古代幕阜-九岭地块的汇聚和裂解过程进行研究,现简述如下。
本次研究查明:湘东北地区发育有晋宁期文家市蛇绿混杂岩带、弧后盆地和碰撞成因“S”型花岗岩等构造岩石组合,记录了Rodinia超大陆聚合和裂解过程的信息,该地区是对Rodinia超大陆重建方案进行验证的关键地段。
组成文家市蛇绿混杂岩带的蛇绿岩构造块体有:洋脊型玄武岩、辉绿岩(墙)、镁铁质堆晶岩(辉长岩)、超镁铁质堆晶岩(辉石岩类)、硅质岩及相关的火山角砾岩等。(超)镁铁质堆晶岩普遍低Na2O、K2O;变辉石岩富MgO、CaO而贫Al2O3;变辉长岩高Al2O3、CaO而相对低MgO。变辉绿岩、变玄武岩具有低P2O5(0.126~0.07%)和中等的TiO2(0.71~1.38%),其中TiO2比镁铁质岩高1%左右,但它们均近似于深海拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的平均含量(0.5~1.5),属亚碱性拉斑玄武岩系列。在MgO-CaO-Al2O3图解中,变辉石岩落在超镁铁质堆积岩区附近,其它则落在镁铁质堆积区附近。变辉长岩在MgO-K2O图解中,落于蛇绿岩的辉长岩范围内,均充分说明各岩石属于蛇绿岩的组成部分。在F-M-A图解中,各组分均表明为大洋拉斑玄武岩特征。在G.Serri(1981)Fe※/MgO-TiO2图解中,均落在高钛蛇绿岩区,说明岩石形成于大洋环境。除变辉绿岩稀土总量中等外,变超镁铁质堆晶岩(变辉石岩)、变辉长岩、变玄武岩稀土总量均较低。δEu接近1,无明显的Eu异常;△Ce值全为大于1,反映铈亏损厉害;(La/Yb)N值为0.61~11.11,反映出岩石形成环境接近于洋岛或岛弧。变玄武岩Th的高度富集和无Zr、Hf负异常说明它又不同于岛弧玄武岩。综合判别认为文家市蛇绿岩形成于洋中脊-岛弧的过渡环境即弧前有限小洋盆,根据九岭同碰撞型花岗岩厘定蛇绿岩的就位时代在913.5-1054Ma之间。
文家市蛇绿混杂岩带的厘定说明,在雪峰山造山带的湘东北地区也像在江南造山带的东段和西段那样,在元古宙时存在大洋板块俯冲及岛弧火山活动。文家市蛇绿混杂岩带、前陆盆地、磨拉石建造和“S”型花岗岩等构造岩石组合记录了碰撞造山的全过程,正是这一造山过程—武陵运动使东西绵亘1500km、雄伟壮观的江南雪峰造山带(包括湘东北块体段)得以形成,武陵造山运动的时限可初步限定为913.5Ma-1157Ma,证实了江南雪峰古陆属元古宙造山带。武陵运动是湖南乃至华南最重要的运动之一,可与全球性格林威尔造山期相对比,支持10亿年左右格林威尔造山期形成Rodinia泛大陆的地质史实。
广布于湘东北地区的九岭—长三背复式岩基、罗里、梅仙、种德洞等新元古代侵入岩,它们不仅在空间分布上呈有规律的带状展布,而且在岩石学、岩石化学、构造环境等方面也具有不同的特性。东西向展布的九岭—长三背复式岩基属于同碰撞型花岗岩,而北西向展布的罗里—梅仙一种德洞岩浆岩带属于古老洋壳部分熔融的似adakite岩。前者系华夏地块向扬子地块的会聚、碰撞过程中,热的地幔岩浆底侵或贯入,使冷家溪群等地壳岩石发生“干”的深熔作用,形成的富黑云母含堇青石的花岗质岩浆(Barbarin,1996);后者与Defantetal.和Drummondetal.定义的adakite岩相比,除Sr含量偏低以外,二者的其它特征非常类似于俯冲板片熔融成因的adakite岩。
综上所述,湘东北地区基底构造演化史就是幕阜-九岭地块地壳拉张解体与聚合挤压的历史。这些研究和发现将为华南前寒武纪大地构造格架和地壳演化提供依据,同时该地区也将成为研究早期华南大陆地壳演化—武陵运动的关键地带。