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随枣地块地处我国腹地,位于扬子板块北缘和著名的扬子板块与华北板块之间的缝合带--秦岭大别俯冲碰撞造山带的南缘。该区域主要发育大狼山群(中上元古界)及古生界地层。在随枣地块中,自中新元古代开始一直伴随着时强时弱的岩浆-火山活动。其中高峰期耀岭河群的细碧-角斑岩与蓝家畈组的玄武质火山岩系,其间还夹杂着可能为Marinoan期的广泛发育的基性岩墙群。从新元古代到志留纪持续有基性岩形成。所以这为研究新元古代以来扬子北缘的大地构造属性演化提供了先天条件。我们研究的主要岩体有土门、独崇山、长岭、寿山、巴山、朗河店、大阜山、秦涧门等岩体及耀岭河(过路湾组)、蓝家畈组两个玄武质火山层。
通过对样品的SHRIMP锆石U-Pb年龄的分析,我们发现所采10组样品可以分为4组:秦涧门等岩体及蓝家畈组火山岩的结晶年龄在426Ma左右;独崇山、长岭、寿山、巴山、朗河店、大阜山岩体的结晶年龄在599Ma~639Ma;土门和耀岭河火山岩的结晶年龄在880Ma左右;而吴店岩体未得到有效的年龄数据。
我们分别对这几组样品进行了主要元素、稀土元素、微量元素以及Sr-Nd同位素的研究,认为自新元古代以来扬子北缘发生了四次大规模的引张事件:
1.扬子周边广泛分布着826-720Ma的新元古代与Rodinia超大陆裂解有关的大规模岩浆岩;在该地块所研究的样品虽然没有这时代的年龄结果,可能表明我们研究的样品还不全面,也可能吴店岩体就是这个时期形成的,因为从地球化学特征分析,它明显有别于前后两阶段的特征;
2.土门岩体和耀岭河群火山岩的年龄约为880Ma,并且它们的地球化学特征具有E-MORB或N-MORB的特征,可能表明Rodinia超大陆晚期周边的的弧后裂谷活动的结果,并且弧后裂存在局部拉开形成小洋盆,所有有明显洋壳物质的存在。这与林文黎等西乡群的研究结果相一致;
3.多处岩体年龄结果在600~640Ma左右,且主要集中在630-640Ma,对应着国际上Marinoan冰期的结束时代。该期岩石虽然具有岛弧特征,但从其岩石成因并结合该地区发育的近乎持续的寒武纪-三叠纪海相沉积地层,可以推断这期岩浆活动也应该是裂谷事件,导致扬子北缘发生了一次大规模的地壳增生。这一期基性岩浆活动可能对解释雪球地球的突然结束有着重要意义。
4.蓝家畈组火山岩和秦涧门岩体可能与邻近的南秦岭紫阳-岚皋地区广泛发育的早古生代碱性岩墙群成因相同,代表了扬子北缘在早古生代期间的一次与地幔柱有关的伸展扩张事件。
基性岩浆是在地幔中部分熔融形成的,每期岩浆岩的地球化学特征及其演化特点都会反演岩石的成因及其源区地幔性质。我们通过对四期基性岩浆岩形成时代的确定和对其地球化学特征的研究,对讨论扬子板块北缘从新元古代至三纪碰撞前的大地构造属性的演化轮廓提供了清晰的限制。