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(yáng)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(shí)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(dú)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(duì)其物源和沉積環(huán)境提供限定，并對(duì)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(yáng)子北部南華紀(jì)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(duì)比的標(biāo)志，其沉積時(shí)代和物源組成研究較少且存在爭(zhēng)議。我們對(duì)南沱組冰磧巖開(kāi)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(duì)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(duì)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(lái)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(shí)期，揚(yáng)子地區(qū)強(qiáng)烈的裂谷巖漿作用所導(dǎo)致的北高南低的地勢(shì)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(yè)巖與白云巖互層，白云巖與薄層灰?guī)r互層，黑色頁(yè)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(fù)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(gè)波動(dòng)的內(nèi)陸架海相環(huán)境，伴隨有淡水的輸入，而無(wú)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(qiáng)陸源風(fēng)化條件，并指示其沉積時(shí)有來(lái)自于河水的明顯貢獻(xiàn)。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(shuō)明在沉積作用過(guò)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(gè)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(yáng)子北緣新元古代巖體），而上段則具有相對(duì)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(yè)巖Sr-Nd同位素組成指示其沉積物源來(lái)自成熟的大陸地殼，同時(shí)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(yáng)子地區(qū)出露的太古代崆嶺雜巖體接近，說(shuō)明黑色頁(yè)巖的源巖可能來(lái)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?cái)?shù)據(jù)，我們認(rèn)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)