三峽地區(qū)南沱組與陡山沱組地球化學(xué)特征及其意義.pdf

1、華南揚子陸塊新元古代地層出露完整并大規(guī)模分布，新元古代時期氣候劇烈變化，發(fā)生了多次冰期事件。南沱組冰磧巖與其之上的陡山沱組沉積巖具有獨特的沉積構(gòu)造、同位素地球化學(xué)特性和古生物化石，研究南沱組與陡山沱組沉積地層可以對其物源和沉積環(huán)境提供限定，并對了解新元古代古環(huán)境、古氣候以及生命的演化等記錄和起因起到了很大的作用。
　　湖北宜昌九龍灣剖面的南沱組冰磧巖是揚子北部南華紀的冰成雜礫巖，與新元古代黃陵花崗巖呈不整合接觸。南沱組冰磧巖成分復(fù)

2、雜，分選性差，缺乏可對比的標(biāo)志，其沉積時代和物源組成研究較少且存在爭議。我們對南沱組冰磧巖開展鋯石U-Pb同位素定年工作，獲得了最年輕的鋯石年齡為706±7Ma，結(jié)合前人對陡山沱組底部以及大塘坡組頂部的火山凝灰?guī)r鋯石U-Pb同位素定年的研究結(jié)果，南沱組沉積年齡被限定為654-635Ma，可與Marinoan冰期對應(yīng)。所獲得鋯石U-Pb年齡譜峰值主要分為～3.0 Ga，2.5-2.3 Ga，2.05-1.95 Ga和900-700Ma，反

3、映了揚子陸塊四次地殼再造事件，其中古元古代和太古代年齡與崆嶺雜巖相似，900-800Ma和800-700Ma的鋯石年齡與附近黃陵花崗巖和揚予北緣巖體一致。冰磧砂巖的微量元素和同位素組成分異明顯，可能是揚子北緣巖體、黃陵花崗巖和崆嶺雜巖不同程度混合的結(jié)果。南沱組冰磧巖中包裹的花崗質(zhì)礫石表現(xiàn)出不同的微量元素特征，具有偏低的稀土元素含量和虧損的重稀土元素組成，結(jié)合其鋯石U-Pb同位素年齡和Sr-Nd-Pb同位素特征，這些花崗質(zhì)礫石主體可能來自

4、于附近黃陵花崗巖和崆嶺巖基。南沱組冰碩巖的物質(zhì)組成特征反映了新元古代時期，揚子地區(qū)強烈的裂谷巖漿作用所導(dǎo)致的北高南低的地勢環(huán)境。
　　九龍灣剖面的陡山沱組在巖性上從下到上依次分為帽碳酸鹽巖，黑色頁巖與白云巖互層，白云巖與薄層灰?guī)r互層，黑色頁巖。用3.4 M的醋酸將陡山沱組第一段帽碳酸鹽巖分離，得到純碳酸鹽巖和硅質(zhì)碎屑組分。其中純碳酸鹽巖組分的REE+Y模式特征表現(xiàn)出弱的中稀土富集，Ce元素由負至正異常(Ce/Ce*為0.86-1.

5、40)，La元素正異常(La/La*為1.02-1.42)，Y/Ho比值為36.8-49.5，反映其沉積于一個波動的內(nèi)陸架海相環(huán)境，伴隨有淡水的輸入，而無海底熱液流體的影響。陡山沱組所有樣品的Sr同位素組成變化比較大，初始比值從0.704030至0.712720，其中高的Sr同位素組成代表強陸源風(fēng)化條件，并指示其沉積時有來自于河水的明顯貢獻。隨地層層序自下而上，陡山沱組沉積巖的初始143Nd/144Nd值逐步降低，同位索Nd同位素模式年

6、齡值逐步升高，說明在沉積作用過程中，剝蝕源區(qū)的地殼物質(zhì)平均形成年齡有規(guī)律的變化。根據(jù)不同的地球化學(xué)特征，將陡山沱組劃分為上段和下段兩個部分。陡山沱組下段巖層相比于上段巖層(εNd(t):-9.26～-11.48，Th/Sc:0.61-1.67)含有更低的Nd同位索組成(εNd(t):-2.05～-7.35)和Th/Sc比值(0.14-1.41)，反映了陡山沱組下段的沉積物源比較年輕（例如揚子北緣新元古代巖體），而上段則具有相對成熟的古老

7、大陸地殼物質(zhì)（例如崆嶺雜巖)。并且頂部黑色頁巖Sr-Nd同位素組成指示其沉積物源來自成熟的大陸地殼，同時Nd同位素的虧損地幔模式年齡為2.06 Ga-2.24 Ga，εNd(560 Ma)在-11.48至-9.26之間，與揚子地區(qū)出露的太古代崆嶺雜巖體接近，說明黑色頁巖的源巖可能來自崆嶺雜巖體。陡山沱組Pb同位素組成特征同樣指示沉積物源以古老地殼物質(zhì)為主。結(jié)合前人的C同位素數(shù)據(jù)，我們認為沉積相以及相應(yīng)的元素和同位素組成的改變很可能與古環(huán)